Сетевая безопасность

Сетевая безопасность

· Хосты сети (такие как ПК; включает операционные системы, приложения и данные хостов)

· Устройства сети (такие как маршрутизаторы, коммутаторы и межсетевые экраны)

· Данные сети (данные, которые передаются по данной сети)

Вы должны установить, как средства Вашей сети, так и степень, в которой каждое из этих средств должно быть защищено. Если устройства сети или данные подвергнуты риску, приведет ли это к затруднению или краху? Чем больше вероятность краха, тем строже должна быть политика обеспечения безопасности.

Базовыми элементами политики в области безопасности являются идентификация, целостность и активная проверка. Идентификация призвана предотвратить угрозу обезличивания и несанкционированного доступа к ресурсам и данным. Целостность обеспечивает защиту от подслушивания и манипулирования данными, поддерживая конфиденциальность и неизменность передаваемой информации. И наконец, активная проверка (аудит) означает проверку правильности реализации элементов политики безопасности и помогает обнаруживать несанкционированное проникновение в сеть и атаки типа DoS.

Механизмы идентичности необходимо внедрять осторожно, т.к. даже самая продуманная политика может быть расстроена, если сложно использовать усовершенствования. Классическим примером является запись пароля на клочке бумаги и прикрепление его к монитору компьютера - что является выходом для потребителя, который должен помнить множество паролей для получения доступа к меняющимся составным частям сети. Обременительные или чрезмерно дублированные системы верификации и авторизации могут расстроить пользователей, поэтому их следует избегать. Методы идентификации могут основываться на протоколе S/Key или осуществляться при помощи специальных аппаратных средств (token password authentication). А в среде модемного доступа часто применяется механизм идентификации по протоколу Point-to-Point Protocol (PPP), который включает использование протоколов Password Authentication Protocol (PAP), Challenge Handshake Protocol (CHAP) и Extensible Authentication Protocol (EAP).

Целостность - это элемент, который включает безопасность устройства инфраструктуры сети (физический и логический доступ), безопасность периметра и конфиденциальность данных. Безопасность физического доступа может выражаться в размещении оборудования сети в специально созданных для этого оборудования шкафах, которые имеют ограниченный доступ.

Безопасность логического доступа главным образом относится к обеспечению механизмов идентичности (идентификации и авторизации) перед тем, как дать доступ для сети связи Telnet или для терминала к компонентам инфраструктуры общей сети (например, маршрутизаторам или межсетевым экранам). Безопасность периметра связана с функциями межсетевых экранов, определяющих, какой трафик разрешен или запрещен от различных зон сети, обычно - между сетью Интернет и главным комплексом или между пользователями удаленного доступа и главным комплексом.

Конфиденциальность данных может обеспечиваться протоколами безопасности на транспортном уровне SSL и Secure Shell Protocol (SSH), которые осуществляют безопасную передачу данных между клиентом и сервером. Безопасный протокол передачи гипертекста (S-HTTP) предоставляет надежный механизм Web-транзакций, однако в настоящее время наиболее популярным средством является SSL. Средство SOCKS является рамочной структурой, позволяющей приложениям клиент/сервер в доменах TCP и UDP удобно и безопасно пользоваться услугами сетевого межсетевого экрана. Протокол безопасности IP (IPSec) представляет собой набор стандартов поддержки целостности и конфиденциальности данных на сетевом уровне (в сетях IP). X.509 является стандартом безопасности и идентификации, который поддерживает структуры безопасности электронного информационного транспорта.

Последним главным элементом системы безопасности является аудит, который необходим для слежения и верификации процесса исследования политики безопасности. Для испытания эффективности инфраструктуры системы безопасности, аудит безопасности должен происходить часто, через равные промежутки времени. Он также должен включать проверки установки новой системы, методы для определения возможной вредительских действий кого-либо из внутреннего персонала и возможного наличия особого класса проблем (нападения типа "отказ в сервисе"), а также общее следование политике безопасности объекта.

При разработке политики безопасности необходимо учитывать требование сбалансировать легкость доступа к информации и адекватный механизм идентификации разрешенного пользователя и обеспечения целостности и конфиденциальности данных. Политика безопасности должна внедрятся принудительно как технически, так и организационно - тогда она будет по-настоящему эффективна

Основу стабильности сети составляют надежность ЭВМ и сетевого оборудования, а также устойчивость каналов связи. Каналы связи, особенно если речь идет о проводных, достались нам от проклятого царизма, их создатели давно умерли и спросить не с кого. Начинать надо с того, что в вашей власти, а это прежде всего правильная конфигурация узла, разумное распределение ответственности и качество сетевого питания (стабильность напряжения и частоты, амплитуда помех). Для решения последней проблемы используют специальные фильтры, мотор-генераторы и UPS (Uninterruptable Power Supply). Выбор того или иного решения зависит от конкретных условий, но для серверов использование UPS крайне желательно (ведь вы не хотите восстанавливать дисковую систему, которая разрушилась из-за отключения питания в момент записи в FAT или dir). При снижении напряжения сети переменного тока ниже определенного уровня UPS (около 208v) отключает потребителя от сети и осуществляет питание ЭВМ от ~220v, получаемого от аккумулятора самого UPS. Учитывая нестабильность напряжения сети в России, можно считать полезным применение активных стабилизаторов на входе UPS.

При выборе UPS нужно учесть суммарную потребляемую мощность оборудования, подключаемого к источнику питания, и время, в течение которого UPS способен работать без напряжения в сети. При этом главная задача UPS - обеспечение завершения операций обмена с диском до того, как произойдет полное обесточивание сервера, или когда будет произведено переключение на резервный канал питания. Это осуществимо при использование специального интерфейса и соответствующего программного обеспечения, работающего согласно протокола SNMP(см. рис. 6.1.1).

Рис. 6.1.1. Схема подключения UPS.

При исчезновении первичного напряжения ~220V спустя некоторое время UPS выдает сигнал shutdown вычислительной машине. Современный UPS может мониторировать не только напряжение питание, но температуру окружающей среды, своевременно осуществляя спасение жизненно важных файлов до наступления чрезмерного перегрева системы. При этом значение напряжения питания и температуры можно считывать с использованием протокола SNMP. Некоторые продвинутые системы автономного питания допускают подключение агентов SNMP непосредственно к локальной сети, что открывает дополнительные возможности дистанционного управления и мониторинга.

Указанный интерфейс обеспечит блокировку начала новых операций обмена или выполнит shutdown, если напряжение в сети упало ниже допустимого уровня. К UPS не следует подключать дисплеи (эти приборы не столь критичны к питанию, как диски и оперативная память) и принтеры (лазерные принтеры запрещено подключать к UPS из-за мощных печек, входящих в состав этих приборов). Сетевые фильтры являются желательными при работе с любыми ЭВМ, так как сеть в России сильно засорена высокочастотными помехами.

Создавая сеть, следует сразу закладывать некоторые элементы, обеспечивающие безопасность. Так прокладку сетевых кабелей желательно производить в металлических коробах или трубах, что сделает подключение к ним более затруднительным. Повторители и концентраторы нужно размещать в запираемых шкафах. Некоторые концентраторы контролируют MAC-адреса пакетов. Такое оборудование позволяет блокировать порт, если обнаруживаются пакеты с неизвестным MAC-адресом, а также выявлять случаи подключения одного и того же MAC-адреса к разным портам. Определенную угрозу сетевой безопасности может представлять возможность присвоение хакером “чужого” MAC-адреса своей сетевой карте. Современные концентраторы запрещают подключенному к порту узлу передавать кадры с MAC-адресом, не совпадающим с определенным администратором для данного порта. Это обеспечивает дополнительную надежность канального уровня.

Активные разработки в последнее время ведутся в области систем идентификации, базирующихся на распознавания отпечатков пальцев, ладони, подписи, голоса или радужки глаз. Для этих целей используются новейшие достижения в области быстрых Фурье-преобразований, нейронных сетей и пр. В качестве вводных устройств используются оптические сканеры, а также резистивные экраны. Для ввода подписи служат специальные планшеты, а также изощренные методы сравнения и установления идентичности. К числу таких устройств следует отнести также генераторы разовых ключей доступа и карты доступа. В последнее время в этот ряд встали и мобильные телефоны, которые позволяют идентифицировать владельца (здесь имеются в виду многопараметрические системы аутентификации).

Так как современные системы шифрования предполагают использование довольно трудоемких вычислений, которые заметно замедляют процесс, разрабатываются специальные микросхемы. Такие системы могут использоваться, например, в VPN. При этом ключи могут быть встроенными или внешними. В некоторых особо важных случаях применяется криптографическая защита всего диска FDE (Full Disc Encription) на самой машине.

Поскольку абсолютная надежность недостижима, одним из средств сохранения информации является дублирование носителей (напр. дисков), копирование и сохранение копий в надежном месте. Если раньше для этой цели годились гибкие диски или магнитные ленты, сегодня их пригодность может быть подвергнута сомнению. Конечно, ленты типа Exabyte емкостью 2.5-10Гбайт (2000 год) еще достаточно широко используются, высокая стоимость таких накопителей ограничивает их применимость (да и скорость записи на них оставляет желать лучшего). Альтернативой им могут стать накопители с перезаписываемыми DVD, где стоимость устройства несколько ниже. Не исключено, что в скором времени основным средством сохранения информации станет ее дублирование на независимом жестком диске. Это может произойти при широком внедрении компактных жестких дисков емкостью 1 Тбайт и более (появились в 2009 году).

Мало периодически выполнять резервное копирование носителей, хранящих существенную информацию. Важно разумно организовать сохранность этих копий. Даже если они хранятся в суперсейфе в том же помещении, что и сервер ваша система резервного копирования уязвима в случае пожара или залива помещения водой. По этой причине резервные копии желательно хранить в другом здании. Другой важной стороной работы с резервными копиями является свод правил доступа к ним и методов использования. Особенно важно, чтобы резервные копии с конфиденциальными данными не могли попасть в чужие руки (потеря или кража laptop'а с резервной копией может быть хорошей иллюстрацией такого рода проблем). Для конфиденциальной информации должен действовать строгий запрет резервного копирования на носитель рабочей станции при знакомстве с документом. Это с неизбежностью приведет к неконтролируемому распростанению конфиденциальных данных. Одним из путей повышения безопасности является криптографическая защита данных.

Повысить уровень безопасности может географическая привязка машин, содержащих конфиденциальную информацию (GPS)

Объем копируемых данных растет от года к году. Сегодня (2009 год) объемы резервных копий в крупных вычислительных центрах достигают петабайт. Но в любых центрах многие файлы хранятся в разных машинах, а иногда и на одной машине можно обнаружить несколько копий одного и того же файла. Система резервного копирования, исключающая дублирование, может существенно поднять эффективность системы копирования. Смотри eGuide: How to Get Started with Data Deduplication. Распознавание файлов осуществляется с помощью контрольных сумм (MD5 - 128 бит и SHA-1 - 160 бит). Разные программные продукты используют различные алгоритмы распознавания файлов. Дедубликация материала позволяет сэкономить объем на носители в 14-18 раз. При этом удается сократить и время копирования до двух раз.

Новым направлением резервного копирования является SaaS (Software as a Service). В этой схеме резервное копирование производится удаленно, а все файлы шифруются с помощью ключа владельца, так что их несанкционирование прочтение не возможно. Этот метод формирования backup становится новым направлением ИТ-бизнеса, который позволяет более экономно использовать ресурсы как клиента, так и фирмы, предоставляющей услуги.

В последнее время широкое распространение получают панели касания, способные распознавать людей по отпечатку пальца или ладони (см. http://elce.quarta.msk.ru/UCC/t_scrb_e.htm). Сходные устройства используются для непосредственного ввода подписи клиента (устройство типа планшет, иногда совмещаемое с дисплеем) и сверки ее с имеющимся образцом.

К аппаратным средствам безопасности можно отнести внедрение NX-бит (флагов - не исполнять), в процессорах, которые после загрузки ОС препятствуют модификации текста программы (смотри раздел 6.3.1 данного сервера). Этот прием делает менее вероятной атаку типа переполнения буфера

Решение многих задач безопасности не требует присутствия IT-эксперта.

Из-за непрерывного появления Интернет-червей, вирусов и других компьютерных угроз сетевая безопасность считается главной заботой владельцев предприятий, даже тех, где используются простые сети.