Что такое криптографические средства защиты информации. Что такое скзи: особенности, функции и где используется. Основные алгоритмы шифрования данных

Средства криптографической защиты информации, или сокращенно СКЗИ, используются для обеспечения всесторонней защиты данных, которые передаются по линиям связи. Для этого необходимо соблюсти авторизацию и защиту электронной подписи, аутентификацию сообщающихся сторон с использованием протоколов TLS и IPSec, а также защиту самого канала связи при необходимости.

В России использование криптографических средств защиты информации по большей части засекречено, поэтому общедоступной информации касательно этой темы мало.

Методы, применяемые в СКЗИ

Авторизация данных и обеспечение сохранности их юридической значимости при передаче или хранении. Для этого применяют алгоритмы создания электронной подписи и ее проверки в соответствии с установленным регламентом RFC 4357 и используют сертификаты по стандарту X.509.
Защита конфиденциальности данных и контроль их целостности. Используется асимметричное шифрование и имитозащита, то есть противодействие подмене данных. Соблюдается ГОСТ Р 34.12-2015.
Защита системного и прикладного ПО. Отслеживание несанкционированных изменений или неверного функционирования.
Управление наиболее важными элементами системы в строгом соответствии с принятым регламентом.
Аутентификация сторон, обменивающихся данными.
Защита соединения с использованием протокола TLS.
Защита IP-соединений при помощи протоколов IKE, ESP, AH.

Подробным образом методы описаны в следующих документах: RFC 4357, RFC 4490, RFC 4491.

Механизмы СКЗИ для информационной защиты

Защита конфиденциальности хранимой или передаваемой информации происходит применением алгоритмов шифрования.
При установлении связи идентификация обеспечивается средствами электронной подписи при их использовании во время аутентификации (по рекомендации X.509).
Цифровой документооборот также защищается средствами электронной подписи совместно с защитой от навязывания или повтора, при этом осуществляется контроль достоверности ключей, используемых для проверки электронных подписей.
Целостность информации обеспечивается средствами цифровой подписи.
Использование функций асимметричного шифрования позволяет защитить данные. Помимо этого для проверки целостности данных могут быть использованы функции хеширования или алгоритмы имитозащиты. Однако эти способы не поддерживают определения авторства документа.
Защита от повторов происходит криптографическими функциями электронной подписи для шифрования или имитозащиты. При этом к каждой сетевой сессии добавляется уникальный идентификатор, достаточно длинный, чтобы исключить его случайное совпадение, и реализуется проверка принимающей стороной.
Защита от навязывания, то есть от проникновения в связь со стороны, обеспечивается средствами электронной подписи.
Прочая защита - против закладок, вирусов, модификаций операционной системы и т. д. - обеспечивается с помощью различных криптографических средств, протоколов безопасности, антивирусных ПО и организационных мероприятий.

Как можно заметить, алгоритмы электронной подписи являются основополагающей частью средства криптографической защиты информации. Они будут рассмотрены ниже.

Требования при использовании СКЗИ

СКЗИ нацелено на защиту (проверкой электронной подписи) открытых данных в различных информационных системах общего использования и обеспечения их конфиденциальности (проверкой электронной подписи, имитозащитой, шифрованием, проверкой хеша) в корпоративных сетях.

Персональное средство криптографической защиты информации используется для охраны персональных данных пользователя. Однако следует особо выделить информацию, касающуюся государственной тайны. По закону СКЗИ не может быть использовано для работы с ней.

Важно: перед установкой СКЗИ первым делом следует проверить сам пакет обеспечения СКЗИ. Это первый шаг. Как правило, целостность пакета установки проверяется путем сравнения контрольных сумм, полученных от производителя.

После установки следует определиться с уровнем угрозы, исходя из чего можно определить необходимые для применения виды СКЗИ: программные, аппаратные и аппаратно-программные. Также следует учитывать, что при организации некоторых СКЗИ необходимо учитывать размещение системы.

Классы защиты

Согласно приказу ФСБ России от 10.07.14 под номером 378, регламентирующему применение криптографических средств защиты информации и персональных данных, определены шесть классов: КС1, КС2, КС3, КВ1, КВ2, КА1. Класс защиты для той или иной системы определяется из анализа данных о модели нарушителя, то есть из оценки возможных способов взлома системы. Защита при этом строится из программных и аппаратных средств криптографической защиты информации.

АУ (актуальные угрозы), как видно из таблицы, бывают 3 типов:

Угрозы первого типа связаны с недокументированными возможностями в системном ПО, используемом в информационной системе.
Угрозы второго типа связаны с недокументированными возможностями в прикладном ПО, используемом в информационной системе.
Угрозой третьего типа называются все остальные.

Недокументированные возможности - это функции и свойства программного обеспечения, которые не описаны в официальной документации или не соответствуют ей. То есть их использование может повышать риск нарушения конфиденциальности или целостности информации.

Для ясности рассмотрим модели нарушителей, для перехвата которых нужен тот или иной класс средств криптографической защиты информации:

КС1 - нарушитель действует извне, без помощников внутри системы.
КС2 - внутренний нарушитель, но не имеющий доступа к СКЗИ.
КС3 - внутренний нарушитель, который является пользователем СКЗИ.
КВ1 - нарушитель, который привлекает сторонние ресурсы, например специалистов по СКЗИ.
КВ2 - нарушитель, за действиями которого стоит институт или лаборатория, работающая в области изучения и разработки СКЗИ.
КА1 - специальные службы государств.

Таким образом, КС1 можно назвать базовым классом защиты. Соответственно, чем выше класс защиты, тем меньше специалистов, способных его обеспечивать. Например, в России, по данным за 2013 год, существовало всего 6 организаций, имеющих сертификат от ФСБ и способных обеспечивать защиту класса КА1.

Используемые алгоритмы

Рассмотрим основные алгоритмы, используемые в средствах криптографической защиты информации:

ГОСТ Р 34.10-2001 и обновленный ГОСТ Р 34.10-2012 - алгоритмы создания и проверки электронной подписи.
ГОСТ Р 34.11-94 и последний ГОСТ Р 34.11-2012 - алгоритмы создания хеш-функций.
ГОСТ 28147-89 и более новый ГОСТ Р 34.12-2015 - реализация алгоритмов шифрования и имитозащиты данных.
Дополнительные криптографические алгоритмы находятся в документе RFC 4357.

Электронная подпись

Применение средства криптографической защиты информации невозможно представить без использования алгоритмов электронной подписи, которые набирают все большую популярность.

Электронная подпись - это специальная часть документа, созданная криптографическими преобразованиями. Ее основной задачей являются выявление несанкционированного изменения и определение авторства.

Сертификат электронной подписи - это отдельный документ, который доказывает подлинность и принадлежность электронной подписи своему владельцу по открытому ключу. Выдача сертификата происходит удостоверяющими центрами.

Владелец сертификата электронной подписи - это лицо, на имя которого регистрируется сертификат. Он связан с двумя ключами: открытым и закрытым. Закрытый ключ позволяет создать электронную подпись. Открытый ключ предназначен для проверки подлинности подписи благодаря криптографической связи с закрытым ключом.

Виды электронной подписи

По Федеральному закону № 63 электронная подпись делится на 3 вида:

обычная электронная подпись;
неквалифицированная электронная подпись;
квалифицированная электронная подпись.

Простая ЭП создается за счет паролей, наложенных на открытие и просмотр данных, или подобных средств, косвенно подтверждающих владельца.

Неквалифицированная ЭП создается с помощью криптографических преобразований данных при помощи закрытого ключа. Благодаря этому можно подтвердить лицо, подписавшее документ, и установить факт внесения в данные несанкционированных изменений.

Квалифицированная и неквалифицированная подписи отличаются только тем, что в первом случае сертификат на ЭП должен быть выдан сертифицированным ФСБ удостоверяющим центром.

Область использования электронной подписи

В таблице ниже рассмотрены сферы применения ЭП.

Активнее всего технологии ЭП применяются в обмене документами. Во внутреннем документообороте ЭП выступает в роли утверждения документов, то есть как личная подпись или печать. В случае внешнего документооборота наличие ЭП критично, так как является юридическим подтверждением. Стоит также отметить, что документы, подписанные ЭП, способны храниться бесконечно долго и не утрачивать своей юридической значимости из-за таких факторов, как стирающиеся подписи, испорченная бумага и т. д.

Отчетность перед контролирующими органами - это еще одна сфера, в которой наращивается электронный документооборот. Многие компании и организации уже оценили удобство работы в таком формате.

По закону Российской Федерации каждый гражданин вправе пользоваться ЭП при использовании госуслуг (например, подписание электронного заявления для органов власти).

Онлайн-торги - еще одна интересная сфера, в которой активно применяется электронная подпись. Она является подтверждением того факта, что в торгах участвует реальный человек и его предложения могут рассматриваться как достоверные. Также важным является то, что любой заключенный контракт при помощи ЭП приобретает юридическую силу.

Алгоритмы электронной подписи

Full Domain Hash (FDH) и Public Key Cryptography Standards (PKCS). Последнее представляет собой целую группу стандартных алгоритмов для различных ситуаций.
DSA и ECDSA - стандарты создания электронной подписи в США.
ГОСТ Р 34.10-2012 - стандарт создания ЭП в РФ. Данный стандарт заменил собой ГОСТ Р 34.10-2001, действие которого официально прекратилось после 31 декабря 2017 года.
Евразийский союз пользуется стандартами, полностью аналогичными российским.
СТБ 34.101.45-2013 - белорусский стандарт для цифровой электронной подписи.
ДСТУ 4145-2002 - стандарт создания электронной подписи в Украине и множество других.

Стоит также отметить, что алгоритмы создания ЭП имеют различные назначения и цели:

Групповая электронная подпись.
Одноразовая цифровая подпись.
Доверенная ЭП.
Квалифицированная и неквалифицированная подпись и пр.

Механизмами шифрования данных для обеспечения информационной безопасности общества является криптографическая защита информации посредством криптографического шифрования.

Криптографические методы защиты информации применяются для обработки, хранения и передачи информации на носителях и по сетям связи.

Криптографическая защита информации при передаче данных на большие расстояния является единственно надежным способом шифрования.

Криптография - это наука, которая изучает и описывает модель информационной безопасности данных. Криптография открывает решения многих проблем информационной безопасности сети: аутентификация, конфиденциальность, целостность и контроль взаимодействующих участников.

Термин "Шифрование" означает преобразование данных в форму, не читабельную для человека и программных комплексов без ключа шифрования-расшифровки. Криптографические методы защиты информации дают средства информационной безопасности, поэтому она является частью концепции информационной безопасности.

Цели защиты информации в итоге сводятся к обеспечению конфиденциальности информации и защите информации в компьютерных системах в процессе передачи информации по сети между пользователями системы.

Защита конфиденциальной информации, основанная на криптографической защите информации, шифрует данные при помощи семейства обратимых преобразований, каждое из которых описывается параметром, именуемым "ключом" и порядком, определяющим очередность применения каждого преобразования.

Важнейшим компонентом криптографического метода защиты информации является ключ, который отвечает за выбор преобразования и порядок его выполнения. Ключ - это некоторая последовательность символов, настраивающая шифрующий и дешифрующий алгоритм системы криптографической защиты информации. Каждое такое преобразование однозначно определяется ключом, который определяет криптографический алгоритм, обеспечивающий защиту информации и информационную безопасность информационной системы.

Один и тот же алгоритм криптографической защиты информации может работать в разных режимах, каждый из которых обладает определенными преимуществами и недостатками, влияющими на надежность информационной безопасности России и средства информационной безопасности.

Симметричная или секретная методология криптографии.

В этой методологии технические средства защиты информации, шифрования и расшифровки получателем и отправителем используется один и тот же ключ, оговоренный ранее еще перед использованием криптографической инженерной защиты информации.

В случае, когда ключ не был скомпрометирован, в процессе расшифровке будет автоматически выполнена аутентификация автора сообщения, так как только он имеет ключ к расшифровке сообщения.

Таким образом, программы для защиты информации криптографией предполагают, что отправитель и адресат сообщения - единственные лица, которые могут знать ключ, и компрометация его будет затрагивать взаимодействие только этих двух пользователей информационной системы.

Проблемой организационной защиты информации в этом случае будет актуальна для любой криптосистемы, которая пытается добиться цели защиты информации или защиты информации в Интернете, ведь симметричные ключи необходимо распространять между пользователями безопасно, то есть, необходимо, чтобы защита информации в компьютерных сетях, где передаются ключи, была на высоком уровне.

Любой симметричный алгоритм шифрования криптосистемы программно аппаратного средства защиты информации использует короткие ключи и производит шифрование очень быстро, не смотря на большие объемы данных, что удовлетворяет цели защиты информации.

Средства защиты компьютерной информации на основе криптосистемы должны использовать симметричные системы работы с ключами в следующем порядке:

· Работа информационной безопасности начинается с того, что сначала защита информации создает, распространяет и сохраняет симметричный ключ организационной защиты информации;

· Далее специалист по защите информации или отправитель системы защиты информации в компьютерных сетях создает электронную подпись с помощью хэш-функции текста и добавления полученной строки хэша к тексту, который должен быть безопасно передан в организации защиты информации;

· Согласно доктрине информационной безопасности, отправитель пользуется быстрым симметричным алгоритмом шифрования в криптографическом средстве защиты информации вместе с симметричным ключом к пакету сообщения и электронной подписью, которая производит аутентификацию пользователя системы шифрования криптографического средства защиты информации;

· Зашифрованное сообщение можно смело передавать даже по незащищенным каналам связи, хотя лучше все-таки это делать в рамках работы информационной безопасности. А вот симметричный ключ в обязательном порядке должен быть передан (согласно доктрине информационной безопасности) по каналам связи в рамках программно аппаратных средств защиты информации;

· В системе информационной безопасности на протяжении истории защиты информации, согласно доктрине информационной безопасности, получатель использует тоже симметричный алгоритм для расшифровки пакета и тот же симметричный ключ, который дает возможность восстановить текст исходного сообщения и расшифровать электронную подпись отправителя в системе защиты информации;

· В системе защиты информации получатель должен теперь отделить электронную подпись от текста сообщения;

· Теперь, полученные ранее и ныне электронные подписи получатель сравнивает, чтобы проверить целостность сообщения и отсутствия в нем искаженных данных, что в сфере информационной безопасности называется целостностью передачи данных.

Открытая асимметричная методология защиты информации.

Зная историю защиты информации, можно понять, что в данной методологии ключи шифрования и расшифровки разные, хотя они создаются вместе. В такой системе защиты информации один ключ распространяется публично, а другой передается тайно, потому что однажды зашифрованные данные одним ключом, могут быть расшифрованы только другим.

Все асимметричные криптографические средства защиты информации являются целевым объектом атак взломщиком, действующим в сфере информационной безопасности путем прямого перебора ключей. Поэтому в такой информационной безопасности личности или информационно психологической безопасности используются длинные ключи, чтобы сделать процесс перебора ключей настолько длительным процессом, что взлом системы информационной безопасности потеряет какой-либо смысл.

Совершенно не секрет даже для того, кто делает курсовую защиту информации, что для того чтобы избежать медлительности алгоритмов асимметричного шифрования создается временный симметричный ключ для каждого сообщения, а затем только он один шифруется асимметричными алгоритмами.

Системы информационно психологической безопасности и информационной безопасности личности используют следующий порядок пользования асимметричными ключами:

· В сфере информационной безопасности создаются и открыто распространяются асимметричные открытые ключи. В системе информационной безопасности личности секретный асимметричный ключ отправляется его владельцу, а открытый асимметричный ключ хранится в БД и администрируется центром выдачи сертификатов системы работы защиты информации, что контролирует специалист по защите информации. Затем, информационная безопасность, скачать бесплатно которую невозможно нигде, подразумевает, что оба пользователя должны верить, что в такой системе информационной безопасности производится безопасное создание, администрирование и распределение ключей, которыми пользуется вся организация защиты информации. Даже более того, если на каждом этапе работы защиты информации, согласно основам защиты информации, каждый шаг выполняется разными лицами, то получатель секретного сообщения должен верить, что создатель ключей уничтожил их копию и больше никому данные ключи не предоставил для того, чтобы кто-либо еще мог скачать защиту информации, передаваемой в системе средств защиты информации. Так действует любой специалист по защите информации.

· Далее основы защиты информации предусматривают, что создается электронная подпись текста, и полученное значение шифруется асимметричным алгоритмом. Затем все те же основы защиты информации предполагают, секретный ключ отправителя хранится в строке символов и она добавляется к тексту, который будет передаваться в системе защиты информации и информационной безопасности, потому что электронную подпись в защиту информации и информационной безопасности может создать электронную подпись!

· Затем системы и средства защиты информации решают проблему передачи сеансового ключа получателю.

· Далее в системе средств защиты информации отправитель должен получить асимметричный открытый ключ центра выдачи сертификатов организации и технологии защиты информации. В данной организации и технологии защиты информации перехват нешифрованных запросов на получение открытого ключа - наиболее распространенная атака взломщиков. Именно поэтому в организации и технологии защиты информации может быть реализована система подтверждающих подлинность открытого ключа сертификатов.

Таким образом, алгоритмы шифрования предполагают использование ключей, что позволяет на 100% защитить данные от тех пользователей, которым ключ неизвестен.

Защита информации в локальных сетях и технологии защиты информации наряду с конфиденциальностью обязаны обеспечивать и целостность хранения информации. То есть, защита информации в локальных сетях должна передавать данные таким образом, чтобы данные сохраняли неизменность в процессе передачи и хранения.

Для того чтобы информационная безопасность информации обеспечивала целостность хранения и передачи данных необходима разработка инструментов, обнаруживающих любые искажения исходных данных, для чего к исходной информации придается избыточность.

Информационная безопасность в России с криптографией решает вопрос целостности путем добавления некой контрольной суммы или проверочной комбинации для вычисления целостности данных. Таким образом, снова модель информационной безопасности является криптографической - зависящей от ключа. По оценке информационной безопасности, основанной на криптографии, зависимость возможности прочтения данных от секретного ключа является наиболее надежным инструментом и даже используется в системах информационной безопасности государства.

Как правило, аудит информационной безопасности предприятия, например, информационной безопасности банков, обращает особое внимание на вероятность успешно навязывать искаженную информацию, а криптографическая защита информации позволяет свести эту вероятность к ничтожно малому уровню. Подобная служба информационной безопасности данную вероятность называет мерой имитостойкости шифра, или способностью зашифрованных данных противостоять атаке взломщика.

Защита информации от вирусов или системы защиты экономической информации в обязательном порядке должны поддерживать установление подлинности пользователя для того, чтобы идентифицировать регламентированного пользователя системы и не допустить проникновения в систему злоумышленника.

Проверка и подтверждение подлинности пользовательских данных во всех сферах информационного взаимодействия - важная составная проблема обеспечения достоверности любой получаемой информации и системы защиты информации на предприятии.

Информационная безопасность банков особенно остро относится к проблеме недоверия взаимодействующих друг с другом сторон, где в понятие информационной безопасности ИС включается не только внешняя угроза с третьей стороны, но и угроза информационной безопасности (лекции) со стороны пользователей.

Цифровая подпись

информационный безопасность защита несанкционированный

Иногда пользователи ИС хотят отказаться от ранее принятых обязательств и пытаются изменить ранее созданные данные или документы. Доктрина информационной безопасности РФ учитывает это и пресекает подобные попытки.

Защита конфиденциальной информации с использованием единого ключа невозможно в ситуации, когда один пользователь не доверяет другому, ведь отправитель может потом отказаться от того, что сообщение вообще передавалось. Далее, не смотря на защиту конфиденциальной информации, второй пользователь может модифицировать данные и приписать авторство другому пользователю системы. Естественно, что, какой бы не была программная защита информации или инженерная защита информации, истина установлена быть не может в данном споре.

Цифровая подпись в такой системе защиты информации в компьютерных системах является панацеей проблемы авторства. Защита информации в компьютерных системах с цифровой подписью содержит в себе 2 алгоритма: для вычисления подписи и для ее проверки. Первый алгоритм может быть выполнен лишь автором, а второй - находится в общем доступе для того, чтобы каждый мог в любой момент проверить правильность цифровой подписи.

Средства криптографической защиты информации (СКЗИ)

"...Средство криптографической защиты информации (СКЗИ) - сертифицированные в порядке, установленном законодательством Российской Федерации, аппаратные и (или) программные средства, обеспечивающие шифрование, контроль целостности и применение ЭЦП при обмене электронными документами;..."

Источник:

"Методические рекомендации по предоставлению организациям, осуществляющим производство и (или) оборот (за исключением импорта и розничной продажи) этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции на территории Российской Федерации, программных средств единой государственной автоматизированной информационной системы учета объема производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции и их установки в технические средства фиксации и передачи информации об объеме производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции в единую государственную автоматизированную информационную систему учета объема производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции" (утв. Росалкогольрегулированием)

"...Средства криптографической защиты информации (СКЗИ) - совокупность программных и технических средств, реализующих криптографические преобразования с исходной информацией и функцию выработки и проверки электронной цифровой подписи..."

Источник:

Правления ПФ РФ от 26.01.2001 N 15 "О введении в системе Пенсионного фонда Российской Федерации криптографической защиты информации и электронной цифровой подписи" (вместе с "Регламентом регистрации и подключения юридических и физических лиц к системе электронного документооборота Пенсионного фонда Российской Федерации")

Официальная терминология . Академик.ру . 2012 .

Смотреть что такое "Средства криптографической защиты информации (СКЗИ)" в других словарях:

СКЗИ - средства криптографической защиты информации СКЗИ средство контроля защищенности информации Источник: http://pcweek.ru/?ID=476136 … Словарь сокращений и аббревиатур

Руководящий документ. Защита от несанкционированного доступа к информации. Термины и определения - Терминология Руководящий документ. Защита от несанкционированного доступа к информации. Термины и определения: 29. Администратор защиты Субъект доступа, ответственный за защиту автоматизированной системы от несанкционированного доступа к… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

EToken - смарт карта и USB ключ eToken PRO, eToken NG FLASH, eToken NG OTP, eToken PRO (Java) и eToken PASS eToken (от англ. electronic электронный и англ. token признак, жетон) торговая марка для линейки персональных средств… … Википедия

OPTIMA-WorkFlow - В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок. Вы можете улучшить статью, внеся более точные указания на источники … Википедия - Аппаратное шифрование процесс шифрования, производимый при помощи специализированных вычислительных устройств. Содержание 1 Введение 2 Достоинства и недостатки аппаратного шифрования … Википедия

Криптография (от древне-греч. κρυπτος – скрытый и γραϕω – пишу) – наука о методах обеспечения конфиденциальности и аутентичности информации.

Криптография представляет собой совокупность методов преобразования данных, направленных на то, чтобы сделать эти данные бесполезными для злоумышленника. Такие преобразования позволяют решить два главных вопроса, касающихся безопасности информации:

защиту конфиденциальности;
защиту целостности.

Проблемы защиты конфиденциальности и целостности информации тесно связаны между собой, поэтому методы решения одной из них часто применимы для решения другой.

Известны различные подходы к классификации методов криптографического преобразования информации. По виду воздействия на исходную информацию методы криптографического преобразования информации могут быть разделены на четыре группы:

Отправитель генерирует открытый текст исходного сообщения М , которое должно быть передано законному получателю по незащищённому каналу. За каналом следит перехватчик с целью перехватить и раскрыть передаваемое сообщение. Для того чтобы перехватчик не смог узнать содержание сообщения М , отправитель шифрует его с помощью обратимого преобразования Ек и получает шифртекст (или криптограмму) С=Ек(М) , который отправляет получателю.

Законный получатель, приняв шифртекст С , расшифровывает его с помощью обратного преобразования Dк(С) и получает исходное сообщение в виде открытого текста М .

Преобразование Ек выбирается из семейства криптографических преобразований, называемых криптоалгоритмами. Параметр, с помощью которого выбирается отдельное преобразование, называется криптографическим ключом К .

Криптосистема имеет разные варианты реализации: набор инструкций, аппаратные средства, комплекс программ, которые позволяют зашифровать открытый текст и расшифровать шифртекст различными способами, один из которых выбирается с помощью конкретного ключа К .

Преобразование шифрования может быть симметричным и асимметричным относительно преобразования расшифрования. Это важное свойство определяет два класса криптосистем:

симметричные (одноключевые) криптосистемы;
асимметричные (двухключевые) криптосистемы (с открытым ключом).

Симметричное шифрование

Симметричное шифрование, которое часто называют шифрованием с помощью секретных ключей, в основном используется для обеспечения конфиденциальности данных. Для того чтобы обеспечить конфиденциальность данных, пользователи должны совместно выбрать единый математический алгоритм, который будет использоваться для шифрования и расшифровки данных. Кроме того, им нужно выбрать общий (секретный) ключ, который будет использоваться с принятым ими алгоритмом шифрования/дешифрования, т.е. один и тот же ключ используется и для зашифрования, и для расшифрования (слово "симметричный" означает одинаковый для обеих сторон).

Пример симметричного шифрования показан на рис. 2.2 .

Сегодня широко используются такие алгоритмы шифрования, как Data Encryption Standard (DES), 3DES (или "тройной DES") и International Data Encryption Algorithm (IDEA). Эти алгоритмы шифруют сообщения блоками по 64 бита. Если объем сообщения превышает 64 бита (как это обычно и бывает), необходимо разбить его на блоки по 64 бита в каждом, а затем каким-то образом свести их воедино. Такое объединение, как правило, происходит одним из следующих четырех методов:

электронной кодовой книги (Electronic Code Book, ECB);
цепочки зашифрованных блоков (Cipher Block Changing, CBC);
x-битовой зашифрованной обратной связи (Cipher FeedBack, CFB-x);
выходной обратной связи (Output FeedBack, OFB).

Triple DES (3DES) – симметричный блочный шифр, созданный на основе алгоритма DES, с целью устранения главного недостатка последнего – малой длины ключа (56 бит), который может быть взломан методом полного перебора ключа. Скорость работы 3DES в 3 раза ниже, чем у DES, но криптостойкость намного выше. Время, требуемое для криптоанализа 3DES, может быть намного больше, чем время, нужное для вскрытия DES.

Алгоритм AES (Advanced Encryption Standard), также известный как Rijndael – симметричный алгоритм блочного шифрования – шифрует сообщения блоками по 128 бит, использует ключ 128/192/256 бит.

Шифрование с помощью секретного ключа часто используется для поддержки конфиденциальности данных и очень эффективно реализуется с помощью неизменяемых "вшитых" программ (firmware). Этот метод можно использовать для аутентификации и поддержания целостности данных.

С методом симметричного шифрования связаны следующие проблемы:

необходимо часто менять секретные ключи, поскольку всегда существует риск их случайного раскрытия (компрометации);
достаточно сложно обеспечить безопасность секретных ключей при их генерировании, распространении и хранении.

К средствам криптографической защиты информации (СКЗИ) относятся аппаратные, программно-аппаратные и программные средства, реализующие криптографические алгоритмы преобразования информации с целью:

Защиты информации при ее обработке, хранении и передаче по транспортной среде АС;

Обеспечения достоверности и целостности информации (в том числе с использованием алгоритмов цифровой подписи) при ее обработке, хранении и передаче по транспортной среде АС;

Выработки информации, используемой для идентификации и аутентификации субъектов, пользователей и устройств;

Выработки информации, используемой для защиты аутентифицирующих элементов защищенной АС при их выработке, хранении, обработке и передаче.

Предполагается, что СКЗИ используются в некоторой АС (в ряде источников - информационно-телекоммуникационной системе или сети связи), совместно с механизмами реализации и гарантирования политики безопасности.

Криптографическое преобразование обладает рядом существенных особенностей:

В СКЗИ реализован некоторый алгоритм преобразования информации (шифрование, электронная цифровая подпись, контроль целостности)

Входные и выходные аргументы криптографического преобразования присутствуют в АС в некоторой материальной форме (объекты АС)

СКЗИ для работы использует некоторую конфиденциальную информацию (ключи)

Алгоритм криптографического преобразования реализован в виде некоторого материального объекта, взаимодействующего с окружающей средой (в том числе с субъектами и объектами защищенной АС).

Таким образом, роль СКЗИ в защищённой АС - преобразование объектов. В каждом конкретном случае указанное преобразование имеет особенности. Так, процедура зашифрования использует как входные параметры объект - открытый текст и объект - ключ, результатом преобразования является объект - шифрованный текст; наоборот, процедура расшифрования использует как входные параметры шифрованный текст и ключ; процедура простановки цифровой подписи использует как входные параметры объект - сообщение и объект - секретный ключ подписи, результатом работы цифровой подписи является объект - подпись, как правило, интегрированный в объект - сообщение. Можно говорить о том, что СКЗИ производит защиту объектов на семантическом уровне. В то же время объекты - параметры криптографического преобразования являются полноценными объектами АС и могут быть объектами некоторой политики безопасности (например, ключи шифрования могут и должны быть защищены от НСД, открытые ключи для проверки цифровой подписиот изменений). Итак, СКЗИ в составе защищенных АС имеют конкретную реализацию - это может быть отдельное специализированное устройство, встраиваемое в компьютер, либо специализированная программа. Существенно важными являются следующие моменты:

СКЗИ обменивается информацией с внешней средой, а именно: в него вводятся ключи, открытый текст при шифровании

СКЗИ в случае аппаратной реализации использует элементную базу ограниченной надежности (т.е. в деталях, составляющих СКЗИ, возможны неисправности или отказы)

СКЗИ в случае программной реализации выполняется на процессоре ограниченной надежности и в программной среде, содержащей посторонние программы, которые могут повлиять на различные этапы его работы

СКЗИ хранится на материальном носителе (в случае программной реализации) и может быть при хранении преднамеренно или случайно искажено

СКЗИ взаимодействует с внешней средой косвенным образом (питается от электросети, излучает электромагнитные поля)

СКЗИ изготавливает или/и использует человек, могущий допустить ошибки (преднамеренные или случайные) при разработке и эксплуатации

Существующие средства защиты данных в телекоммуникационных сетях можно разделить на две группы по принципу построения ключевой системы и системы аутентификации. К первой группе отнесем средства, использующие для построения ключевой системы и системы аутентификации симметричные криптоалгоритмы, ко второй - асимметричные.

Проведем сравнительный анализ этих систем. Готовое к передаче информационное сообщение, первоначально открытое и незащищенное, зашифровывается и тем самым преобразуется в шифрограмму, т. е. в закрытые текст или графическое изображение документа. В таком виде сообщение передается по каналу связи, даже и не защищенному. Санкционированный пользователь после получения сообщения дешифрует его (т. е. раскрывает) посредством обратного преобразования криптограммы, вследствие чего получается исходный, открытый вид сообщения, доступный для восприятия санкционированным пользователям. Методу преобразования в криптографической системе соответствует использование специального алгоритма. Действие такого алгоритма запускается уникальным числом (последовательностью бит), обычно называемым шифрующим ключом.

Для большинства систем схема генератора ключа может представлять собой набор инструкций и команд либо узел аппаратуры, либо компьютерную программу, либо все это вместе, но в любом случае процесс шифрования (дешифрования) реализуется только этим специальным ключом. Чтобы обмен зашифрованными данными проходил успешно, как отправителю, так и получателю, необходимо знать правильную ключевую установку и хранить ее в тайне. Стойкость любой системы закрытой связи определяется степенью секретности используемого в ней ключа. Тем не менее, этот ключ должен быть известен другим пользователям сети, чтобы они могли свободно обмениваться зашифрованными сообщениями. В этом смысле криптографические системы также помогают решить проблему аутентификации (установления подлинности) принятой информации. Взломщик в случае перехвата сообщения будет иметь дело только с зашифрованным текстом, а истинный получатель, принимая сообщения, закрытые известным ему и отправителю ключом, будет надежно защищен от возможной дезинформации. Кроме того, существует возможность шифрования информации и более простым способом - с использованием генератора псевдослучайных чисел. Использование генератора псевдослучайных чисел заключается в генерации гаммы шифра с помощью генератора псевдослучайных чисел при определенном ключе и наложении полученной гаммы на открытые данные обратимым способом. Этот метод криптографической защиты реализуется достаточно легко и обеспечивает довольно высокую скорость шифрования, однако недостаточно стоек к дешифрованию.

Для классической криптографии характерно использование одной секретной единицы - ключа, который позволяет отправителю зашифровать сообщение, а получателю расшифровать его. В случае шифрования данных, хранимых на магнитных или иных носителях информации, ключ позволяет зашифровать информацию при записи на носитель и расшифровать при чтении с него.

«Организационно-правовые методы информационной безопасности»

Основные нормативные руководящие документы, касающиеся государственной тайны, нормативно-справочные документы

На сегодняшний день в нашей стране создана стабильная законодательная основа в области защиты информации. Основополагающим законом можно назвать Федеральный закон РФ «О информации, информационных технологиях и о защите информации». «Государственное регулирование отношений в сфере защиты информации осуществляется путем установления требований о защите информации, а также ответственности за нарушение законодательства Российской Федерации об информации, информационных технологиях и о защите информации».Так же Закон устанавливает обязанности обладателей информации и операторов информационных систем.

Что касается «кодифицированного» регулирования обеспечения информационной безопасности, то нормы Кодекса об административных правонарушениях РФ и Уголовного кодекса РФ, так же содержат необходимые статьи. В ст. 13.12 КоАП РФ говориться о нарушении правил защиты информации. Так же ст. 13.13, предусматривающая наказание за незаконную деятельность в области защиты информации. И ст. 13.14. в которой предусматривается наказание за разглашение информации с ограниченным доступом. Статья 183. УК РФ предусматривает наказание за незаконные получение и разглашение сведений, составляющих коммерческую, налоговую или банковскую тайну.

Федеральным законом «Об информации, информатизации и защите информации» определено, что государственные информационные ресурсы Российской Федерации являются открытыми и общедоступными. Исключение составляет документированная информация, отнесенная законом к категории ограниченного доступа.

Понятие государственной тайны определено в Законе «О государственной тайне» как «защищаемые государством сведения в области его военной, внешнеполитической, экономической, разведывательной, контрразведывательной и оперативно-розыскной деятельности, распространение которых может нанести ущерб безопасности Российской Федерации». Таким образом, исходя из баланса интересов государства, общества и граждан, область применения Закона ограничена определенными видами деятельности: военной, внешнеполитической, экономической, разведывательной, контрразведывательной и оперативно-розыскной.

Закон определил, что основным критерием является принадлежность засекречиваемых сведений государству.

Закон также закрепил создание ряда органов в области защиты государственной тайны, в частности, межведомственной комиссии по защите государственной тайны, ввел институт должностных лиц, наделенных полномочиями по отнесению сведений к государственной тайне, с одновременным возложением на них персональной ответственности за деятельность по защите государственной тайны в сфере их ведения.

Общая организация и координация работ в стране по защите информации, обрабатываемой техническими средствами, осуществляется коллегиальным органом – Федеральной службой по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК) России при Президенте Российской Федерации, которая осуществляет контроль за обеспечением в органах государственного управления и на предприятиях, ведущих работы по оборонной и другой секретной тематики.

Назначение и задачи в сфере обеспечения информационной безопасности на уровне государства

Государственная политика обеспечения информационной безопасности Российской Федерации определяет основные направления деятельности федеральных органов государственной власти и органов государственной власти субъектов Российской Федерации в этой области, порядок закрепления их обязанностей по защите интересов Российской Федерации в информационной сфере в рамках направлений их деятельности и базируется на соблюдении баланса интересов личности, общества и государства в информационной сфере. Государственная политика обеспечения информационной безопасности Российской Федерации основывается на следующих основных принципах: соблюдение Конституции Российской Федерации, законодательства Российской Федерации, общепризнанных принципов и норм международного права при осуществлении деятельности по обеспечению информационной безопасности Российской Федерации; открытость в реализации функций федеральных органов государственной власти, органов государственной власти субъектов Российской Федерации и общественных объединений, предусматривающая информирование общества об их деятельности с учетом ограничений, установленных законодательством Российской Федерации; правовое равенство всех участников процесса информационного взаимодействия вне зависимости от их политического, социального и экономического статуса, основывающееся на конституционном праве граждан на свободный поиск, получение, передачу, производство и распространение информации любым законным способом; приоритетное развитие отечественных современных информационных и телекоммуникационных технологий, производство технических и программных средств, способных обеспечить совершенствование национальных телекоммуникационных сетей, их подключение к глобальным информационным сетям в целях соблюдения жизненно важных интересов Российской Федерации.

Государство в процессе реализации своих функций по обеспечению информационной безопасности Российской Федерации: проводит объективный и всесторонний анализ и прогнозирование угроз информационной безопасности Российской Федерации, разрабатывает меры по ее обеспечению; организует работу законодательных (представительных) и исполнительных органов государственной власти Российской Федерации по реализации комплекса мер, направленных на предотвращение, отражение и нейтрализацию угроз информационной безопасности Российской Федерации; поддерживает деятельность общественных объединений, направленную на объективное информирование населения о социально значимых явлениях общественной жизни, защиту общества от искаженной и недостоверной информации; осуществляет контроль за разработкой, созданием, развитием, использованием, экспортом и импортом средств защиты информации посредством их сертификации и лицензирования деятельности в области защиты информации; проводит необходимую протекционистскую политику в отношении производителей средств информатизации и защиты информации на территории Российской Федерации и принимает меры по защите внутреннего рынка от проникновения на него некачественных средств информатизации и информационных продуктов; способствует предоставлению физическим и юридическим лицам доступа к мировым информационным ресурсам, глобальным информационным сетям; формулирует и реализует государственную информационную политику России; организует разработку федеральной программы обеспечения информационной безопасности Российской Федерации, объединяющей усилия государственных и негосударственных организаций в данной области; способствует интернационализации глобальных информационных сетей и систем, а также вхождению России в мировое информационное сообщество на условиях равноправного партнерства.

Совершенствование правовых механизмов регулирования общественных отношений, возникающих в информационной сфере, является приоритетным направлением государственной политики в области обеспечения информационной безопасности Российской Федерации.

Это предполагает: оценку эффективности применения действующих законодательных и иных нормативных правовых актов в информационной сфере и выработку программы их совершенствования; создание организационно-правовых механизмов обеспечения информационной безопасности; определение правового статуса всех субъектов отношений в информационной сфере, включая пользователей информационных и телекоммуникационных систем, и установление их ответственности за соблюдение законодательства Российской Федерации в данной сфере; создание системы сбора и анализа данных об источниках угроз информационной безопасности Российской Федерации, а также о последствиях их осуществления; разработку нормативных правовых актов, определяющих организацию следствия и процедуру судебного разбирательства по фактам противоправных действий в информационной сфере, а также порядок ликвидации последствий этих противоправных действий; разработку составов правонарушений с учетом специфики уголовной, гражданской, административной, дисциплинарной ответственности и включение соответствующих правовых норм в уголовный, гражданский, административный и трудовой кодексы, в законодательство Российской Федерации о государственной службе; совершенствование системы подготовки кадров, используемых в области обеспечения информационной безопасности Российской Федерации.

Правовое обеспечение информационной безопасности Российской Федерации должно базироваться, прежде всего, на соблюдении принципов законности, баланса интересов граждан, общества и государства в информационной сфере. Соблюдение принципа законности требует от федеральных органов государственной власти и органов государственной власти субъектов Российской Федерации при решении возникающих в информационной сфере конфликтов неукоснительно руководствоваться законодательными и иными нормативными правовыми актами, регулирующими отношения в этой сфере. Соблюдение принципа баланса интересов граждан, общества и государства в информационной сфере предполагает законодательное закрепление приоритета этих интересов в различных областях жизнедеятельности общества, а также использование форм общественного контроля деятельности федеральных органов государственной власти и органов государственной власти субъектов Российской Федерации. Реализация гарантий конституционных прав и свобод человека и гражданина, касающихся деятельности в информационной сфере, является важнейшей задачей государства в области информационной безопасности. Разработка механизмов правового обеспечения информационной безопасности Российской Федерации включает в себя мероприятия по информатизации правовой сферы в целом. В целях выявления и согласования интересов федеральных органов государственной власти, органов государственной власти субъектов Российской Федерации и других субъектов отношений в информационной сфере, выработки необходимых решений государство поддерживает формирование общественных советов, комитетов и комиссий с широким представительством общественных объединений и содействует организации их эффективной работы.

Особенности сертификации и стандартизации криптографических услуг

Практически во всех странах, обладающих развитыми криптографическими технологиями, разработка СКЗИ относится к сфере государственного регулирования. Государственное регулирование включает, как правило, лицензирование деятельности, связанной с разработкой и эксплуатацией криптографических средств, сертификацию СКЗИ и стандартизацию алгоритмов криптографических преобразований.

Лицензированию подлежат следующие виды деятельности: разработка, производство, проведение сертификационных испытаний, реализация, эксплуатация шифровальных средств, предназначенных для криптографической защиты информации, содержащей сведения, составляющие государственную или иную охраняемую законом тайну, при ее обработке, хранении и передаче по каналам связи, а также предоставление услуг в области шифрования этой информации; разработка, производство, проведение сертификационных испытаний, эксплуатация систем и комплексов телекоммуникаций высших органов государственной власти Российской Федерации; разработка, производство, проведение сертификационных испытаний, реализация, эксплуатация закрытых систем и комплексов телекоммуникаций органов власти субъектов Российской Федерации, центральных органов федеральной исполнительной власти, организаций, предприятий, банков и иных учреждений, расположенных на территории Российской Федерации, независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности (далее - закрытых систем и комплексов телекоммуникаций), предназначенных для передачи информации, составляющей государственную или иную охраняемую законом тайну; проведение сертификационных испытаний, реализация и эксплуатация шифровальных средств, закрытых систем и комплексов телекоммуникаций, предназначенных для обработки информации, не содержащей сведений, составляющих государственную или иную охраняемую законом тайну, при ее обработке, хранении и передаче по каналам связи, а также предоставление услуг в области шифрования этой информации

К шифровальным средствам относятся: реализующие криптографические алгоритмы преобразования информации аппаратные, программные и аппаратно-программные средства, обеспечивающие безопасность информации при ее обработке, хранении и передаче по каналам связи, включая шифровальную технику; реализующие криптографические алгоритмы преобразования информации аппаратные, программные и аппаратно-программные средства защиты от несанкционированного доступа к информации при ее обработке и хранении; реализующие криптографические алгоритмы преобразования информации аппаратные, программные и аппаратно-программные средства защиты от навязывания ложной информации, включая средства имитозащиты и "цифровой подписи"; аппаратные, аппаратно-программные и программные средства для изготовления ключевых документов к шифровальным средствам независимо от вида носителя ключевой информации.

К закрытым системам и комплексам телекоммуникаций относятся системы и комплексы телекоммуникаций, в которых обеспечивается защита информации с использованием шифровальных средств, защищенного оборудования и организационных мер.

Дополнительно лицензированию подлежат следующие виды деятельности: эксплуатация шифровальных средств и/или средств цифровой подписи, а также шифровальных средств для защиты электронных платежей с использованием пластиковых кредитных карточек и смарт – карт; оказание услуг по защите (шифрованию) информации; монтаж, установка, наладка шифровальных средств и/или средств цифровой подписи, шифровальных средств для защиты электронных платежей с использованием пластиковых кредитных карточек и смарт – карт; разработка шифровальных средств и/или средств цифровой подписи, шифровальных средств для защиты электронных платежей с использованием пластиковых кредитных карточек и смарт-карт

Порядок сертификации СКЗИ установлен "Системой сертификации средств криптографической защиты информации РОСС.Р11.0001.030001 Госстандарта России.

Стандартизация алгоритмов криптографических преобразований включает всесторонние исследования и публикацию в виде стандартов элементов криптографических процедур с целью использования разработчиками СКЗИ апробированных криптографически стойких преобразований, обеспечения возможности совместной работы различных СКЗИ, а также возможности тестирования и проверки соответствия реализации СКЗИ заданному стандартом алгоритму. В России приняты следующие стандарты - алгоритм криптографического преобразования 28147-89, алгоритмы хеширования, простановки и проверки цифровой подписи Р34.10.94 и Р34.11.94. Из зарубежных стандартов широко известны и применяются алгоритмы шифрования DES, RC2, RC4, алгоритмы хеширования МD2, МD4 и МD5, алгоритмы простановки и проверки цифровой подписи DSS и RSA.

Законодательная база информационной безопасности

Основные понятия, требования, методы и средства проектирования и оценки системы информационной безопасности для информационных систем (ИС) отражены в следующих основополагающих документах:

"Оранжевая книга" Национального центра защиты компьютеров

"Гармонизированные критерии Европейских стран (ITSEC)";

Концепция защиты от НСД Госкомиссии при Президенте РФ.

Концепция информационной безопасности

Концепция безопасности разрабатываемой системы – "это набор законов, правил и норм поведения, определяющих, как организация обрабатывает, защищает и распространяет информацию. В частности, правила определяют, в каких случаях пользователь имеет право оперировать с определенными наборами данных. Чем надежнее система, тем строже и многообразнее должна быть концепция безопасности. В зависимости от сформулированной концепции можно выбирать конкретные механизмы, обеспечивающие безопасность системы. Концепция безопасности – это активный компонент защиты, включающий в себя анализ возможных угроз и выбор мер противодействия".

Концепция безопасности разрабатываемой системы согласно "Оранжевой книге" должна включать в себя следующие элементы:

Произвольное управление доступом;

Безопасность повторного использования объектов;

Метки безопасности;

Принудительное управление доступом.

Рассмотрим содержание перечисленных элементов.

Произвольное управление доступом – это метод ограничения доступа к объектам, основанный на учете личности субъекта или группы, в которую субъект входит. Произвольность управления состоит в том, что некоторое лицо (обычно владелец объекта) может по своему усмотрению давать другим субъектам или отбирать у них права доступа к объекту.

Главное достоинство произвольного управления доступом – гибкость, главные недостатки – рассредоточенность управления и сложность централизованного контроля, а также оторванность прав доступа от данных, что позволяет копировать секретную информацию в общедоступные файлы.

Безопасность повторного использования объектов – важное на практике дополнение средств управления доступом, предохраняющее от случайного или преднамеренного извлечения секретной информации из "мусора". Безопасность повторного использования должна гарантироваться для областей оперативной памяти (в частности, для буферов с образами экрана, расшифрованными паролями и т.п.), для дисковых блоков и магнитных носителей в целом.

Метки безопасности ассоциируются с субъектами и объектами для реализации принудительного управления доступом. Метка субъекта описывает его благонадежность, метка объекта – степень закрытости содержащейся в нем информации. Согласно "Оранжевой книге" метки безопасности состоят из двух частей – уровня секретности и списка категорий. Главная проблема, которую необходимо решать в связи с метками, – это обеспечение их целостности. Во-первых, не должно быть непомеченных субъектов и объектов, иначе в меточной безопасности появятся легко используемые бреши. Во-вторых, при любых операциях с данными метки должны оставаться правильными. Одним из средств обеспечения целостности меток безопасности является разделение устройств на многоуровневые и одноуровневые. На многоуровневых устройствах может храниться информация разного уровня секретности (точнее, лежащая в определенном диапазоне уровней). Одноуровневое устройство можно рассматривать как вырожденный случай многоуровневого, когда допустимый диапазон состоит из одного уровня. Зная уровень устройства, система может решить, допустимо ли записывать на него информацию с определенной меткой.

Принудительное управление доступом основано на сопоставлении меток безопасности субъекта и объекта. Этот способ управления доступом называется принудительным, поскольку он не зависит от воли субъектов (даже системных администраторов). Принудительное управление доступом реализовано во многих вариантах операционных систем и СУБД, отличающихся повышенными мерами безопасности.