plik

Politechnika Śląska w Gliwicach

Wydział

Górnictwa i Geologii

Katedra Zarządzania i InŜynierii Bezpieczeństwa

PREZENTACJA

WYKŁADU:

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

dr inŜ. TADEUSZ BURAK

p. 664

Tadeusz.Burak@polsl.pl

Gliwice 2009 r.

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Wprowadzenie

do problematyki bezpieczeństwa systemów

komputerowych

Brak

uniwersalnej

jednoznacznej

definicji

pojęcia

bezpieczeństwa, która pokryłaby wszystkie oczekiwania stawiane
w tej dziedzinie systemom komputerowym. Przykład ciekawej
definicji :

W myśl tej definicji, moŜemy system uznać za bezpieczny, jeśli np.

moŜna  od  niego  oczekiwać,  Ŝe  wprowadzone  na  stałe  dane  nie
zostaną utracone,  nie  ulegną zniekształceniu  i  nie  zostaną
pozyskane  przez  nikogo  nieuprawnionego  – ufamy,  Ŝe  system
będzie przechowywał i chronił dane.

Def. : System komputerowy jest bezpieczny, je

eli jego u

ytkownik mo

na nim polega

, a zainstalowane oprogramowanie działa

zgodnie ze swoj

specyfikacj

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Bezpiecze

stwo jest elementem szerszego kontekstu,

nazywanego wiarygodno

systemu komputerowego.

W kontek

cie tym wyró

nia si

w sumie cztery atrybuty

wiarygodno

ci:

System wiarygodny =
– dyspozycyjny (available) = dost

pny na bie

Ŝą

– niezawodny (reliable) = odporny na awarie

– bezpieczny (secure) = zapewniaj

cy ochron

danych

– bezpieczny (safe) = bezpieczny dla otoczenia,

przyjazny dla

rodowiska

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Czynniki decydujące o znaczeniu bezpieczeństwa

rola systemów informatycznych (szczególnie sieci) dla funkcjonowania

współczesnej cywilizacji jest nie do przecenienia; nie ma juŜ praktycznie

obszaru działalności człowieka, w którym Ŝadne elementy techniki

komputerowej (bądź szerzej mikroprocesorowej) nie byłyby obecne. Jako

drobny przykład niech posłuŜy telefonia komórkowa, towarzysząca dziś

człowiekowi niemal ciągle i wszędzie;

trudności związane ze skonstruowaniem i eksploatacją systemu spełniającego

wysokie wymagania w zakresie bezpieczeństwa (niedoskonałości technologii,

konfiguracji

i polityki bezpieczeństwa) stwarzają

niebezpieczeństwo

niedopracowanego pod względem bezpieczeństwa i niezawodności produktu

informatycznego lub nieodpowiedniego pod owym względem wykorzystania

tego produktu;

elementarny konflikt interesów występujący pomiędzy uŜytecznością systemu

a ryzykiem związanym z jego wykorzystaniem rodzi szereg pragmatycznych

problemów (często całkowicie pozatechnicznych) związanych z oczywistymi

utrudnieniami we wdroŜeniu i uŜytkowaniu systemów o podwyŜszonym

bezpieczeństwie.

O doniosło

ci problematyki bezpiecze

stwa dla współczesnej cywilizacji decyduje

przede wszystkim wszechobecno

ść

technik komputerowych.

W szczególno

ci rozwa

nale

y nast

puj

ce zagadnienia:

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Przed czym powinniśmy chronić informacje?

Aspekty ochrony informacji:

Zniszczenie bądź utrata informacji

Nieuprawniony dostęp do informacji

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

ZagroŜenia bezpieczeństwa

włamanie do systemu komputerowego

nieuprawnione pozyskanie informacji

destrukcja danych i programów

sabotaŜ (sparaliŜowanie pracy) systemu

piractwo komputerowe, kradzieŜ oprogramowania

oszustwo komputerowe i fałszerstwo komputerowe

szpiegostwo komputerowe

Zagro

enia bezpiecze

stwa maj

ró

natur

. Mog

najzupełniej

przypadkowe

lub

powsta

efekcie

celowego

działania.

Mog

wynika

z nie

wiadomo

ci lub naiwno

ci u

ytkownika, b

mog

motywowane ch

zysku, poklasku lub odwetu. Mog

pochodzi

z zewn

trz systemu lub od jego

rodka.

kszo

ść

działa

skierowanych w efekcie przeciwko bezpiecze

stwu

komputerowemu jest w

wietle aktualnego prawa traktowana jako przest

pstwa.

emy tu wyró

w szczególno

ci:

• artykuły 267-269 Kodeksu Karnego
• artykuł 287 Kodeksu Karnego
(http://www.gazeta-it.pl/prawo/przestepstwa_komputerowe.html)

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Komponenty systemu informatycznego

w kontekście bezpieczeństwa

stanowisko komputerowe i infrastruktura sieciowa

system operacyjny i usługi narzędziowe

aplikacje uŜytkowe

Elementarne składniki systemu informatycznego jakie nale

wyró

przy omawianiu problematyki bezpiecze

stwa to:

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Identyfikacja zagroŜeń „Przed czym chronić?”

włamywacze komputerowi

infekcje wirusami

destruktywność pracowników / personelu zewnętrznego

błędy w programach

kradzieŜ dysków / laptopów (równieŜ w podróŜy słuŜbowej)

utrata moŜliwości korzystania z łączy telekomunikacyjnych

bankructwo firmy serwisowej / producenta sprzętu

choroba administratora / kierownika (jednoczesna choroba wielu
osób)

powódź, poŜar itp.

Zagro

enia jakie nale

y rozwa

stanowi

m.in.:

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Ogólne problemy konstrukcji zabezpieczeń 1

Brak absolutnego bezpieczeństwa. WiąŜe się to z wieloma

przyczynami.

Jedną z nich jest fakt, iŜ nigdy nie jesteśmy w stanie przewidzieć

z góry wszystkich moŜliwych zagroŜeń.

Innym istotnym powodem niemoŜliwości osiągnięcia 100%

bezpieczeństwa jest ludzka słabość, w szczególności omylność

projektantów,

programistów,

uŜytkowników

systemów

informatycznych, skutkująca błędami w oprogramowaniu

systemowym

aplikacyjnym

oraz

niewłaściwym

lub

niefrasobliwym jego wykorzystaniu.

Problematyka  bezpieczeństwa,  jak  kaŜda  dziedzina,  podlega  pewnym
ogólnym  prawom,  niektórym  sformalizowanym,  innym  – nieformalnym.
MoŜna  wyróŜnić pewne  truizmy  obowiązujące  podczas  projektowania
i realizowania zabezpieczeń. Niektóre z nich to:

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Ogólne problemy konstrukcji zabezpieczeń 2

Jaki jego poziom moŜna uznać za zadowalający?
OtóŜ wydaje się, Ŝe najwłaściwszą odpowiedzią na to pytanie

jest – taki, który okaŜe się dla atakującego na tyle trudny do

sforsowania, wymagając operacji Ŝmudnych lub czasochłonnych,

iŜ uczyni to atak nieatrakcyjnym lub nieekonomicznym (lub

oczywiście nieopłacalnym wg innego kryterium obranego przez

atakującego).

Zatem naleŜy na tyle utrudnić włamywaczowi atak, aby z niego

zrezygnował widząc marne, choć nadal niezerowe, szanse

powodzenia.

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Napastnik na ogół nie pokonuje zabezpieczeń, tylko je obchodzi. Zwykle

mniej  kosztowne  i  szybsze  jest  znalezienie  luki  w  środowisku  systemu
informatycznego,  zabezpieczanego  owym  mechanizmem  niŜ łamanie  jego
samego,  która  to  luka  pozwoli  skutecznie  wtargnąć do  systemu  nie  jako
„z boku” zabezpieczeń.

Przy tej okazji warto wspomnieć, Ŝe okazuje się niezmiennie od wielu lat,

iŜ większość ataków przeprowadzanych na systemy informatyczne realizowana jest „od
środka”, czyli przez zaufanych, poniekąd, uŜytkowników systemu

, którzy znając

system jakim się posługują niewątpliwie łatwiej mogą znaleźć i wykorzystać
luki bezpieczeństwa.

Nie naleŜy pokładać zaufania w jednej linii obrony. W związku z tym,

naturalną konsekwencją tego  jest  konstruowanie  wielopoziomowych
zabezpieczeń poprzez  budowanie  kolejnych  swoistych  „linii  obrony”,
z  których  kaŜda  po  przejściu  poprzedniej  stanowić będzie,  przynajmniej
potencjalnie, kolejną zaporę dla atakującego

Ogólne problemy konstrukcji zabezpieczeń 3

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

ZłoŜoność jest najgorszym wrogiem bezpieczeństwa. Skomplikowane

systemy są trudne do opanowania, równieŜ pod względem bezpieczeństwa.
Istotnym  usprawnieniem  zarządzania  systemem  jest  jego  modularna
konstrukcja,  dająca  szansę na  zwiększenie  kontroli  nad  konfiguracją
i  funkcjonowaniem  systemu.  Dotyczy  to  równieŜ wielopoziomowych
zabezpieczeń

System dopóty nie jest bezpieczny, dopóki nie ma pewności Ŝe jest.

Bardzo  łatwo  popełnić błąd  zakładając  zupełnie  inaczej  – dopóki  brakuje
odnotowanych symptomów, iŜ bezpieczeństwo systemu zostało naruszone,
moŜemy  spać spokojnie.  Zaobserwowanie  ataku  nie  jest  trywialne  nawet
w  systemie  poprawnie  monitorowanym.  Ponadto  symptomy  ataku  zwykle
występują dopiero po jego zakończeniu, kiedy to moŜe być zbyt późno by
przeprowadzać akcję ratunkową, kiedy ucierpiały juŜ newralgiczne składniki
systemu, poufne dane lub reputacja firmy

Ogólne problemy konstrukcji zabezpieczeń 4

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Wzrost poziomu bezpiecze

stwa odbywa si

kosztem wygody. U

ytkownicy systemu pragn

przede wszystkim efektywno

ci i wygody swojej

pracy.

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Polityka bezpieczeństwa

zaprojektowanie

zaimplementowanie

zarządzanie (w tym monitorowanie i okresowe
audyty bezpieczeństwa)

Polityka bezpieczeństwa stanowi element polityki biznesowej firmy. Jest

to formalny dokument opisujący strategię bezpieczeństwa. Jej realizacja
podlega oczywistym etapom:

Szczególnie  godnym  podkreślenia  jest  etap  3.  odzwierciedlający  ciągłą
ewolucję jaką przechodzą działalność firmy,  środowisko  rynkowe  jej
funkcjonowania,  zagroŜenia  i  technologie  obrony.  Wymaga  to  ciągłego
”trzymania ręki na pulsie

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Zakres

definicja celu i misji polityki bezpieczeństwa

standardy i wytyczne których przestrzegania wymagamy

kluczowe zadania do wykonania

zakresy odpowiedzialności

Zakres tematyczny jaki powinna obejmowa

polityka bezpiecze

stwa to:

• ochrona fizyczna
• polityka proceduralno-kadrowa (odpowiedzialno

ść

personalna)

• mechanizmy techniczne

Specyfikacja

rodków

Polityka bezpiecze

stwa winna definiowa

ć ś

rodki jej realizacji

obejmuj

ce takie elementy jak:

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Normy i zalecenia zarządzania

bezpieczeństwem

Istnieje wiele dokumentacji po

conej realizacji polityki bezpiecze

stwa, w tym równie

norm i standardów mi

dzynarodowych, którymi nale

y posiłkowa

przy opracowywaniu

własnej polityki bezpiecze

stwa. Pod tym wzgl

dem kanonem jest norma ISO/IEC

Technical Report 13335 (ratyfikowana w naszym kraju jako PN-I-13335). Norma ta jest
dokumentem wielocz

ęś

ciowym obejmuj

cym nast

puj

ce zagadnienia:

•TR 13335-1

terminologia i modele

•TR 13335-2

metodyka planowania i prowadzenia analizy ryzyka,
specyfikacja wymaga

stanowisk pracy zwi

zanych z

bezpiecze

stwem systemów informatycznych

•TR 13335-3

techniki zarz

dzania bezpiecze

stwem:

• zarz

dzanie ochron

informacji

• zarz

dzanie konfiguracj

systemów IT

• zarz

dzanie zmianami

•TR 13335-4

metodyka doboru zabezpiecze

•WD 13335-5

zabezpieczanie poł

cze

z sieciami zewn

trznymi

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Klasy ataków

pasywne / aktywne

Pod wzgl

dem interakcji atakuj

cego z atakowanym systemem wyró

niamy ataki:

pasywne – atakuj

cy ma dost

p do danych (komunikacji) w systemie, mog

c je

odczyta

, lecz ich nie modyfikuje – przykład: podsłuch komunikacji pomi

dzy legalnymi

ytkownikami systemu.

aktywne

–

atakuj

redniczy

przetwarzaniu

danych

(komunikacji)

w systemie, mog

c je nie tylko odczyta

, lecz równie

sfałszowa

czy spreparowa

z premedytacj

, tak by uzyska

zamierzony cel ataku – taki atak nazywa si

popularnie

„człowiek w

rodku” (ang. „man in the middle”).

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

lokalne / zdalne

Pod wzgl

dem

ródła rozpocz

cia ataku wyró

niamy ataki:

• lokalny – atakuj

cy ju

ma dost

p do systemu (konto) i próbuje

zwi

kszy

swe uprawnienia

• zdalny – atakuj

cy nie posiada jeszcze

adnych uprawnie

w systemie atakowanym

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Ogólne formy ataku elektronicznego

Najcz

ęś

ciej spotykanymi formami ataku s

• podszywanie (ang. masquerading) – atakuj

cy (osoba, program) udaje inny

podmiot, w domy

le zaufany systemowi atakowanemu, np. fałszywy serwer www

podszywa si

pod znan

witryn

internetow

• podsłuch (ang. eavesdropping) – pozyskanie danych składowanych,
przetwarzanych lub transmitowanych w systemie – typowy przykład:
przechwycenie niezabezpieczonego hasła klienta przesyłanego do serwera
• odtwarzanie (ang. replaying) – u

ycie ponowne przechwyconych wcze

niej

danych, np. hasła
• manipulacja (ang. tampering) – modyfikacja danych w celu zrekonfigurowania
systemu lub wprowadzenia go do stanu, z którego atakuj

cy mo

e osi

ąć

bezpo

rednio lub po

rednio korzy

ść

(np. zastosowa

skuteczny atak gotowym

narz

dziem)

• wykorzystanie luk w systemie (ang. exploiting) – posłu

enie si

wiedz

o znanej

luce, bł

dzie w systemie lub gotowym narz

dziem do wyeksploatowania takiej luki

– bardzo cz

ste w przypadku ataków zdalnych

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Podstawowe fazy ataku

W czasie przeprowadzania ataku pojawiaj

zwykle mniej lub bardziej

jawnie nast

puj

ce ogólne fazy:

1. skanowanie (wyszukanie słabo

ci, np. sondowanie usług)

2. wyznaczenie celu (np. niezabezpieczona usługa, znany exploit)

3. atak na system

4. modyfikacje systemu umo

liwiaj

ce pó

niejszy powrót

5. usuwanie

ladów

6. propagacja ataku

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Podstawowe środki ostroŜności

Elementarna ochrona stacji roboczej

Do podstawowych

rodków ochrony stanowisk komputerowych mo

na zaliczy

przykładowo:

• uniemo

liwienie startowania systemu z no

ników wymiennych

• ograniczenie wykorzystania przestrzeni lokalnych dysków twardych

• ograniczenie stosowania no

ników wymiennych (stacji dyskietek, nagrywarek)

• rejestracja prób dost

pu do systemu i ich limitowanie (kontrola, kto i kiedy

korzystał z systemu)

• bezpieczne kasowanie poufnych danych

• uniemo

liwienie usuni

cia / wył

czenia zabezpiecze

, np. antywirusowych

• konsekwentna polityka haseł u

ytkowników

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Elementarna ochrona sieci lokalnej

Do podstawowych

rodków ochrony infrastruktury sieciowej mo

na zaliczy

przykładowo:
• dobór medium i topologii gwiazdy (okablowanie strukturalne)
• fizyczna ochrona pomieszcze

z w

złami sieci i serwerami

• zdefiniowanie listy stanowisk, z których dany u

ytkownik mo

e uzyska

dost

do systemu (adresy MAC lub IP)
• usuwanie nieu

ywanych kont u

ytkowników

Elementarna ochrona usług sieciowych

Procedura ochrony dost

pu do usług sieciowych polega w ogólno

ci na

skrupulatnym przeprowadzeniu nast

puj

cej sekwencji operacji:

1. usuni

cie z systemu wszystkich usług zb

dnych, najlepiej poprzez całkowite

odinstalowanie, a co najmniej – dezaktywacj

2. zast

pienie usług niezb

dnych odpowiednikami o podwy

szonym

Bezpiecze

stwie (je

li to mo

liwe i takie odpowiedniki s

dost

pne)

3. kontrola dost

pu do pozostałych usług (np. poprzez zapory sieciowe firewall)

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Stosowanie mechanizmów bezpieczeństwa

W zwi

zku z w/w trudno

ciami realizacji zabezpiecze

istotne jest

stosowanie kilku podstawowych reguł, w szczególno

ci s

to:

• zasada naturalnego styku z u

ytkownikiem

• zasada spójno

ci poziomej i pionowej

• zasada minimalnego przywileju

• zasada domy

lnej odmowy dost

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Zasada naturalnego styku z u

ytkownikiem

Zabezpieczenie nie mo

ne by

postrzegane przez u

ytkowników jako

nienaturalny element systemu, stanowi

cy utrudnienie w ich pracy. Je

wprowadzony zostanie nawet najbardziej wyrafinowany mechanizm
bezpiecze

stwa, którego jednak stosowanie b

dzie wymagało od u

ytkowników

dodatkowo zbyt obci

ąŜ

cych ich (czasochłonnych) operacji, to wkrótce

wypracuj

oni sposób jego permanentnego obej

cia i – w efekcie stanie si

ów

mechanizm bezu

yteczny.

Zasada spójno

ci poziomej i pionowej

Stosowanie zabezpiecze

w systemie musi zapewnia

podstawowy warunek

kompletno

ci: spójno

ść

poziom

i pionow

. S

one odpowiednikiem reguły

„trwało

ci ła

cucha”, która mówi, i

cały ła

cuch jest tak trwały, jak jego

najsłabsze ogniwo. Spójno

ść

pionowa mówi o konieczno

ci zastosowania

kompletnych zabezpiecze

„w pionie” – jak kraty w oknach na pierwszym

trze, to i na parterze czy innej „dost

pnej” z zewn

trz kondygnacji,

analogicznie – jak jedna warstwa przez któr

istnieje dost

p do systemu, to

da inna, w której niezale

nie taki dost

p te

jest mo

liwy.

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Zasada minimalnego przywileju

ytkownikom nale

y udziela

uprawnie

w sposób zgodny z polityk

bezpiecze

stwa – tylko i wył

cznie takich, które s

niezb

dne do zrealizowania

ich pracy. Zmianie zakresu obowi

zków u

ytkownika powinna towarzyszy

zmiana zakresu uprawnie

Zasada domy

lnej odmowy dost

li na podstawie zdefiniowanych reguł post

powania mechanizmy obrony nie

potrafi

jawnie rozstrzygn

ąć

, jak

decyzj

podj

ąć

wobec analizowanych

operacji (np. nadchodz

cego pakietu protokołu komunikacyjnego), to decyzj

ostateczn

powinna by

odmowa dost

pu (odrzucenie pakietu). Wiele urz

dze

i protokołów jest jednak domy

lnie konfigurowanych inaczej, czy to w celu

wygody u

ytkownika, czy z zało

enia wynikaj

cego z ich funkcji (por. routing).

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Elementarne pojęcia

W celu przedstawienia problematyki ataku i obrony nale

y wprowadzi

definicje

niezb

dnych poj

ęć

. Dotyczy

one b

w szczególno

ci u

ytkowników, ale tak

i innych komponentów systemu.

1. Identyfikacja (ang. identification) mo

liwo

ść

rozró

nienia u

ytkowników, np.

ytkownicy s

identyfikowani w systemie operacyjnym za pomoc

UID (user

identifier)

2. Uwierzytelnianie (ang. authentication) proces weryfikacji to

samo

ytkownika; najcz

ęś

ciej opiera si

na tym:

– co u

ytkownik wie (proof by knowledge), np. zna hasło

– co u

ytkownik ma (proof by possession), np. elektroniczn

kart

identyfikacyjn

3. Autoryzacja (ang. authorization) proces przydzielania praw (dost

pu do

zasobów) u

ytkownikowi

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

4. Kontrola dost

pu (ang. access control)

• procedura nadzorowania przestrzegania praw (dost

pu do zasobów)

5. Poufno

ść

(ang. confidentiality)

• ochrona informacji przed nieautoryzowanym jej ujawnieniem

6. Nienaruszalno

ść

(integralno

ść

; ang. data integrity)

• ochrona informacji przed nieautoryzowanym jej zmodyfikowaniem (ew.
detekcja takiej modyfikacji)

7. Autentyczno

ść

(ang. authenticity)

• pewno

ść

co do pochodzenia (autorstwa i tre

ci) danych

8. Niezaprzeczalno

ść

(ang. nonrepudiation)

• ochrona przed fałszywym zaprzeczeniem

– przez nadawc

– faktu wysłania danych

– przez odbiorc

– faktu otrzymania danych

TECHNOLOGIE INFORMACYJNE

Filozofie przydziału uprawnień

W dowolnym modelu autoryzacji mo

na stosowa

jedn

z poni

szych czterech

liwych filozofii:

1. Wszystko jest dozwolone.

2. Wszystko, co nie jest (jawnie) zabronione, jest dozwolone.

3. Wszystko, co nie jest (jawnie) dozwolone, jest zabronione.

4. Wszystko jest zabronione.

Z praktycznego punktu widzenia w gr

wchodzi

mog

ą ś

rodkowe dwie.

Jak mo

na zaobserwowa

, tylko trzecia jest zgodna z zasad

minimalnego

przywileju i domy

lnej odmowy dost

pu.