Раздел 2. Угрозы информации

Если информация представляет ценность, то необходимо понять, в каком смысле эту ценность необходимо оберегать. Если ценность информации теряется при ее раскрытии, то говорят, что имеется опасность нарушения секретности информации. Если ценность информации теряется при изменении или уничтожении информации, то говорят, что имеется опасность для целостности информации. Если ценность информации в ее оперативном использовании, то говорят, что имеется опасность нарушения доступности информации. Если ценность информации теряется при сбоях в системе, то говорят, что есть опасность потери устойчивости к ошибкам. Как правило, рассматривают три опасности, которые надо предотвратить путем защиты: секретность, целостность, доступность. Хотя, как показывают примеры действий в боевых условиях, развитие сложных систем практически добавляется четвертое направление: устойчивость к ошибкам.

Под угрозами подразумеваются пути реализации воздействий, которые считаются опасными. Например, угроза съема информации и перехвата излучения с дисплея ведет к потере секретности, угроза пожара ведет к нарушению целостности информации, угроза разрыва канала может реализовать опасность потерять доступность. Угроза сбоя электроэнергии может реализовать опасность неправильной оценки ситуации в системе управления и т.д.

Связь между видом опасности и возможной угрозой состоит в месте, времени и типе атаки, реализующей угрозу. Анализ опасности должен показать, где и когда появляется ценная информация, в каком месте системы эта информация может потерять ценность. Угроза характеризует способ нападения в определенном месте и в определенный момент. Угроза реализуется через атаку в определенном месте и в определенное время.

2.1. Угрозы секретности

В руководстве по использованию стандарта защиты информации американцы говорят, что существует только два пути нарушения секретности:

• утрата контроля над системой защиты;

• каналы утечки информации.

Если система обеспечения защиты перестает адекватно функционировать, то, естественно, траектории вычислительного процесса могут пройти через состояние, когда осуществляется запрещенный доступ. Каналы утечки характеризуют ту ситуацию, когда-либо проектировщики не смогли предупредить, либо система не в состоянии рассматривать такой доступ как запрещенный. Утрата управления системой защиты может быть реализована оперативными мерами, и здесь играют существенную роль административные и кадровые методы защиты. Утрата контроля за защитой может возникнуть в критической ситуации, которая может быть создана стихийно или искусственно. Поэтому одной из главных опасностей для системы защиты является отсутствие устойчивости к ошибкам.

Утрата контроля может возникнуть за счет взламывания защиты самой системы защиты. Противопоставить этому можно только создание защищенного домена для системы защиты.

Разумеется, в реальной жизни используются комбинации этих атак.

Большой спектр возможностей дают каналы утечки. Основной класс каналов утечки в ЭСОД - каналы по памяти (т.е. каналы, которые образуются за счет использования доступа к общим объектам системы). Графически канал по памяти можно изобразить следующим образом:

U₂

Пользователь U₁ активизирует процесс, который может получить доступ на чтение к общему с пользователем U₂ ресурсу О, при этом U₂ может писать в О, а U₁ может читать от S. Приведем примеры таких каналов.

Пример 1. В директорию О внесены имена файлов. Хотя доступ к самим файлам для субъекта S₁ закрыт, доступ к директории возможен. Если субъект S₂ создал закрытые файлы, то информация о файловой структуре стала доступной S₁. Произошла утечка части информации. В частности, существование или нет одного конкретного файла - 1 бит.

Значит, в этом случае создан канал утечки одного бита из той информации, которая принадлежит S₂.

Пример 2. Вирус-архиватор, созданный пользователем U₁, заражает командные файлы пользователя U₂ за счет использования совместных ресурсов объекта в виде компьютерной игры. Съем информации осуществляется при помощи записи архива сделанных U₂ файлов на каждую принесенную дискету. Это гарантирует анонимность истинного получателя информации в случае выявления вируса.

Защитные механизмы основаны на правильном выборе политики безопасности.

Пример 3. Очень важным примером канала утечки по памяти является возможность статистического вывода в базах данных. Обычно в базах данных с ограниченным доступом функции вычисления статистик по закрытым данным являются общедоступными. Это создает ситуацию совместного использования закрытых ресурсов допущенными и незаконными пользователями. Как было показано в разделе "информационные потоки", канал связи от закрытой информации к незаконному пользователю может быть сильно зашумлен. Однако использование различных статистик и модификация запросов могут позволить отфильтровать информацию.

Рис. 3. Графическая схема канала

где U₁ - незаконный пользователь;

U₂ - законный пользователь ценной информации в объекте О;

S₁, S₂,...,S_n - процессы вычисления ответов на различные запросы пользователя U₁.

Доступ S_i к О разрешен, так как в каждом случае по О вычисляется статистическая характеристика, не дающая достаточно полной информации об объекте О. Защитные механизмы основаны на контроле возможностей вывода и контроле информационных потоков.

Следующий основной класс каналов утечки американцы называют каналами по времени. Канал по времени является каналом, передающим противнику информацию о процессе, промодулированном ценной закрытой информацией. Графически канал по времени можно изобразить следующей схемой

где U₁ - злоумышленник;

U₂ - пользователь, оперирующий ценной информацией;

S_ц - субъект, информация о котором представляет интерес;

S_m -субъект, процесс которого модулируется информацией процесса S_ц;

S - процесс от имени пользователя U₁, позволяющий наблюдать процесс S_m.

Функционирование канала утечки определяется той долей ценной информации о процессе S_ц, которая передается путем модуляции процессу S_m.

Пример 4. Пусть процесс S_ц использует принтер для печатания результатов очередного цикла обработки информации. Процесс S_м определяется работой принтера, который является общим ресурсом U₁ и U₂ с приоритетом у U₂. Тогда процесс S регулярно с заданной частотой посылает запрос на использование принтера и получает отказ, когда S_ц распечатывает очередную порцию информации. Тогда в единицах частоты запроса пользователь U₁ получает информацию о периодах обработки процессом S_ц ценной информации, то есть, получаем канал утечки. Защитные механизмы от таких каналов основаны на контроле информационных потоков в системе.

Пример 5 Перехват информации в канале связи является примером канала утечки по времени. Здесь реализуется непосредственный доступ к процессу обработки (передачи) ценной информации. Съем информации об этом процессе и накопление ее во времени восстанавливают переданную ценную информацию. Защита от этих каналов основана на криптографии.

Пример 6. Побочные каналы утечки по излучению, питанию или акустике являются типичными каналами утечки по времени. Защитные механизмы основаны на экранировании, фильтрах и зашумлении.