Управление безопасностью ос конспект

Обновлено: 06.07.2024

Операционная система (ОС) есть специально организованная совокупность программ, которая управляет ресурсами системы (ЭВМ, вычислительной системы, других компонентов ИВС) с целью наиболее эффективного их использования и обеспечивает интерфейс пользователя с ресурсами

Под механизмами защиты ОС будем понимать все средства и механизмы защиты данных, функционирующие в составе ОС. Операционные системы, в составе которых функционируют средства и механизмы защиты данных, часто называют защищенными системами.

Под безопасностью ОС будем понимать такое состояние ОС, при котором невозможно случайное или преднамеренное нарушение функционирования ОС, а также нарушение безопасности находящихся под управлением ОС ресурсов системы. Укажем следующие особенности ОС, которые позволяют выделить вопросы обеспечения безопасности ОС в особую категорию:

− управление всеми ресурсами системы;

− наличие встроенных механизмов, которые прямо или косвенно влияют на безопасность программ и данных, работающих в среде ОС;

− обеспечение интерфейса пользователя с ресурсами системы;

− размеры и сложность ОС.

Большинство ОС обладают дефектами с точки зрения обеспечения безопасности данных в системе, что обусловлено выполнением задачи обеспечения максимальной доступности системы для пользователя.

Рассмотрим типовые функциональные дефекты ОС, которые могут привести к созданию каналов утечки данных.

1. Идентификация. Каждому ресурсу в системе должно быть присвоено уникальное имя – идентификатор. Во многих системах пользователи не имеют возможности удостовериться в том, что используемые ими ресурсы действительно принадлежат системе.

2. Пароли. Большинство пользователей выбирают простейшие пароли, которые легко подобрать или угадать.

3. Список паролей. Хранение списка паролей в незашифрованном виде дает возможность его компрометации с последующим НСД к данным.

4. Пороговые значения. Для предотвращения попыток несанкционированного входа в систему с помощью подбора пароля необходимо ограничить число таких попыток, что внекоторых ОС не предусмотрено.

5. Подразумеваемое довеpие. Во многих случаях программы ОС считают, что другие программы работают правильно.

6. Общая память. При использовании общей памяти не всегда после выполнения программ очищаются участки оперативной памяти (ОП).

7. Разрыв связи. В случае разрыва связи ОС должна немедленно закончить сеанс работы с пользователем или повторно установить подлинность субъекта.

8. Передача параметров по ссылке, а не по значению (при передаче параметров по ссылке возможно сохранение параметров в ОП после проверки их корректности, нарушитель может изменить эти данные до их использования).

9. Система может содержать много элементов (например, программ), имеющих

СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ ОС WINDOWS NT

Операционная система Windows NT всегда обладала прекрасными и широко применимыми на практике возможностями защиты. Однократная регистрация в домене Windows NT предоставляет пользователям доступ к ресурсам всей корпоративной сети.

Перечислим функции безопасности Windows NT:

− информация о доменных правилах безопасности и учетная информация хранятся в каталоге Active Directory (служба каталогов Active Directory обеспечивает тиражирование и доступность учетной информации на многих контроллерах домена, а также позволяет удаленное администрирование);

− в Active Directory поддерживается иерархичное пространство имен пользователей, групп и учетных записей машин (учетные записи могут быть сгруппированы по организационным единицам);

− административные права на создание и управление группами учетных записей пользователей могут быть делегированы на уровень организационных единиц (возможно установление дифференцированных прав доступа к отдельным свойствам пользовательских объектов);

− тиражирование Active Directory позволяет изменять учетную информацию на любом контроллере домена, а не только на первичном (копии Active Directory, хранящиеся на других контроллерах домена, обновляются и синхронизируются автоматически);

− доменная модель изменена и использует Active Directory для поддержки многоуровневого дерева доменов (управление доверительными отношениями между доменами упрощено в пределах всего дерева доменов);

− в систему безопасности включены новые механизмы аутентификации, такие как Kerberos v5 и TLS (Transport Layer Security), базирующиеся на стандартах безопасности Интернета;

− протоколы защищенных каналов (SSL 3.0/TLS) обеспечивают поддержку надежной аутентификации клиента (осуществляется сопо-ставление мандатов пользователей в форме сертификатов открытых ключей с существующими учетными записями Windows NT);

− дополнительно к регистрации посредством ввода пароля может поддерживаться аутентификация с использованием смарт-карт.

Модель безопасности Windows NT обеспечивает однородный и унифицированный механизм контроля за доступом к ресурсам домена на основе членства в группах. Компоненты безопасности Windows NT доверяют хранимой в каталоге информации о защите.

Делегирование административных полномочий – гибкий инструмент ограничения административной деятельности рамками части домена. Этот метод позволяет предоставить отдельным сотрудникам возможность управления пользователями или группами в заданных пределах и, в то же время, не дает им прав на управление учетными записями, относящимися к другим подразделениям.

Права на определение новых пользователей или создание групп пользователей делегируются на уровне OU или контейнера, в котором создана учетная запись.

Существует три способа делегирования административных полномочий:

1) на изменение свойств определенного контейнера, например, LocalDomainPolicies самого домена;

2) на создание и удаление дочерних объектов определенного типа (пользователи, группы, принтеры и пр.) внутри OU;

3) на обновление определенных свойств некоторых дочерних объектов внутри OU (например, право устанавливать пароль для объектов типа User).

Делегировать полномочия просто. Достаточно выбрать лицо, которому будут делегированы полномочия, и указать, какие именно полномочия передаются. Интерфейс программы администрирования Active Directory позволяет без затруднений просматривать информацию о делегировании, определенную для контейнеров.

Наследование прав доступа означает, что информация об управлении доступом, определенная в высших слоях контейнеров в каталоге, распространяется ниже – на вложенные контейнеры и объекты-листья. Существуют две модели наследования прав доступа:

динамическая и статическая. При динамическом наследовании права определяются путем оценки разрешений на доступ, назначенных непосредственно для объекта, а такжедля всех родительских объектов в каталоге. Это позволяет эффективно управлять доступом к части дерева каталога, внося изменения в контейнер, влияющий на все вложенные контейнеры и объекты-листья. Обратная сторона такой гибкости – недостаточно высокая производительность из-за времени определения эффективных прав доступа при запросе пользователя.

В Windows NT реализована статическая форма наследования прав доступа, иногда также называемая наследованием в момент создания. Информация об управлении доступом к контейнеру распространяется на все вложенные объекты контейнера. При созданиинового объекта наследуемые права сливаются с правами доступа, назначаемыми по умолчанию. Любые изменения наследуемых прав доступа, выполняемые в дальнейшем на высших уровнях дерева, должны распространяться на все дочерние объекты. Новые наследуемые права доступа распространяются на объекты Active Directory в соответствиис тем, как эти новые права определены. Статическая модель наследования позволяет увеличить производительность.

Элементы безопасности системы. Далее будут рассмотрены вопросы реализации политики безопасности: управлению учетными записями пользователей и групп, исполнению и делегированию административных функций.

Учетные записи пользователей и групп. Любой пользователь Windows NT характеризуется определенной учетной записью. Под учетной записью понимается совокупность прав и дополнительных параметров, ассоциированных с определенным пользователем.

Кроме того, пользователь принадлежит к одной или нескольким группам. Принадлеж ность к группе позволяет быстро и эффективно назначать права доступа и полномочия.

К встроенным учетным записям пользователей относятся:

• Guest – учетная запись, фиксирующая минимальные привилегии гостя;

• Administrator – встроенная учетная запись для пользователей, наделенных максимальными привилегиями.

Кроме них имеются скрытые встроенные учетные записи:

• System – учетная запись, используемая операционной системой;

• Creator owner – создатель (файла или каталога).

Перечислим встроенные группы:

• локальные (Account operators; Administrators; Backup operators; Guests; Print operators; Replicator; Server operators; Users);

• глобальные (Domain guests – гости домена; Domain Users – пользователи домена; Domain Admins – администраторы домена).

Помимо этих встроенных групп имеется еще ряд специальных групп:

• Everyone – в эту группу по умолчанию включаются вообще все пользователи в системе;

• Authenticated users – в эту группу включаются только аутентифицированные поль-

• Self – сам объект.

Для просмотра и модификации свойств учетной записи достаточно щелкнуть имя пользователя или группы и на экране появится диалоговое окно User Properties.

• General – общее описание пользователя;

• Address – домашний и рабочий адрес пользователя;

• Account – обязательные параметры учетной записи;

• Telephone/notes – необязательные параметры;

• Organization – дополнительные необязательные сведения;

• Membership – обязательная информация о принадлежности пользователя к груп-

• Dial-in – параметры удаленного доступа;

• Object – идентификационные сведения о пользовательском объекте;

• Security – информация о защите объекта.

Локальная политика безопасности – регламентирует правила безопасности на локальном компьютере. С ее помощью можно распределить административные роли, конкретизировать привилегии пользователей, назначить правила аудита.

По умолчанию поддерживаются следующие области безопасности:

• политика безопасности – задание различных атрибутов безопасности на локальном и доменном уровнях; так же охватывает некоторые установки на машинном уровне;

• управление правами и привилегиями – позволяет редактировать список пользователей и их специфических прав и привилегий;

• деревья объектов – включают три области защиты: объекты каталога Active Directory, ключи реестра, локальную файловую систему; для каждого объекта в дереве шаблоны безопасности позволяют конфигурировать и анализировать характеристики дескрипторов защиты, включая владельцев объекта, списки контроля доступа и параметры аудита;

• системные службы (сетевые или локальные) – построенные соответствующим образом дают возможность независимым производителям программного обеспечения расширять редактор конфигураций безопасности для устранения специфических проблем.

Конфигурирование безопасности. Для конфигурирования параметров безопасностисистемы используются шаблоны.

Управление доступом к реестру. Реестр – это дерево объектов. Доступ к каждому объекту в дереве должен быть регламентирован. Выбрав в окне обзорного просмотра ветвь, соответствующую шаблону Custom, щелкните папку Registry. В правой части окна появится список ветвей реестра, доступ к которым можно ограничивать. В шаблоне, поставляемом с редактором, приведена ветвь MACHINE\HARDWARE, которую надо истолковывать как HKEY_LOCAL_MACHINE\Hardware. Чтобы добавить к дереву новые ветви, их надо в явном виде прописать в шаблоне с помощью любого текстового редактора. Для разграничения доступа к выбранной ветви реестра дважды щелкните ее имя и укажите нужный тип доступа и имя соответствующей учетной записи. Изменения будут занесены в шаблон.

Архитектура подсистемы защиты операционной системы
Основные функции подсистемы защиты операционной системы
Подсистема защиты ОС выполняет следующие основные функции:
1. Идентификация и аутентификация. Ни один пользователь не может на-чать работу с операционной системой, не идентифицировав себя и не предо¬ставив системе аутентифицирующую информацию, подтверждающую, что пользователь действительно является тем, кем он себя заявляет.
2. Разграничение доступа. Каждый пользователь системы имеет доступ только к тем объектам ОС, к которым ему предоставлен доступ в соответствии с текущей политикой безопасности.
3. Аудит. Операционная система регистрирует в специальном журнале собы¬тия, потенциально опасные для поддержания безопасности системы.
4. Управление политикой безопасности. Политика безопасности должна по-сто¬янно поддерживаться в адекватном состоянии, то есть должна гибко реагиро-вать на изменения условий функционирования ОС. Управление политикой безопасности осуществляется администраторами системы с использованием соответствующих средств, встроенных в операционную систему.
5. Криптографические функции. Защита информации немыслима без исполь¬зования криптографических средств защиты. Шифрование используется в ОС при хранении и передаче по каналам связи паролей пользователей и некоторых других данных, критичных для безопасности системы.
6. Сетевые функции. Современные ОС, как правило, работают не изолиро¬ванно, а в составе локальных и/или глобальных компьютерных сетей. ОС компьютеров, входящих в одну сеть, взаимодействуют между собой для ре¬шения различных задач, в том числе имеющих прямое отношение к защите информации.
Подсистема танины обычно не представляет собой единый программный мо¬дуль. Как правило, каждая из перечисленных функции подсистемы защиты ре-шается одним или несколькими программными модулями. Некоторые функции встраиваются непосредственно в ядро ОС. Между различными модулями подсис-темы защиты должен существовать четко определенный интерфейс, используе-мый при взаимодействии модулей для решения общих задач.
В таких операционных системах, как Windows ХР, подсистема защиты чет-ко выделяется в общей архитектуре ОС; в других, например UNIX, защитные функции распределены практически по всем элементам операционной системы. Однако любая ОС. удовлетворяющая стандарту защищенности, должна содержать подсистему защиты, выполняющую все вышеперечисленные функции. Обычно подсистема защиты ОС допускает расширение дополнительными программными модулями.

Презентацию к данной лекции Вы можете скачать здесь.

Введение

Безопасность – одна из наиболее актуальных проблем в области ИТ в настоящее время, ввиду сильной зависимости повседневной деятельности и бизнеса от компьютерных технологий и ввиду резко возрастающего числа сетевых атак ( киберпреступности ). Особенно важна безопасность для операционных систем и сетей как основных объектов атак. В лекции рассмотрены следующие вопросы:

Проблема безопасности

Безопасность (security) – это защита от внешних атак. В настоящее время наблюдается значительный рост числа самых разнообразных атак хакеров, угрожающих целостности информации, работоспособности компьютерных систем и зависящих от них компаний, благосостоянию и личной безопасности людей. Для защиты от атак необходимы специальные меры безопасности, компьютерные технологии и инструменты.

В любой компьютерной системе должна быть реализована подсистема безопасности, которая должна проверять внешнее окружение системы и защищать ее от:

Несанкционированного доступа
Злонамеренной модификации или разрушения
Случайного ввода неверной информации.

Практика показывает, что легче защитить от случайной, чем от злонамеренной порчи информации.

Аутентификация

Основной принцип использования паролей в том, что они должны сохраняться в секрете. Поэтому одна из традиционных целей атакующих хакеров состоит в том, чтобы любыми способами выведать у пользователя его логин и пароль . Для сохранения секретности паролей предпринимаются следующие меры.

Частая смена паролей. Аналогичные меры применялись в армии во время войны. Большинство сайтов и других систем (например, сайт партнеров фирмы Microsoft) требуют от пользователей регулярной (например, не реже. чем раз в три месяца) смены паролей, иначе сайт блокируется для доступа. Подобные меры вполне оправданы.
Использование "не угадываемых" паролей. Практически все системы требуют от пользователя при регистрации устанавливать пароли, не являющиеся легко угадываемыми: например, как правило, пароль должен содержать большие и маленькие буквы и цифры, специальные символы и иметь длину не менее 7-8 символов. Используются также автоматические генераторы не угадываемых паролей. Поэтому использование в качестве паролей легко угадываемых слов – например, имени любимой собаки или общеупотребительного понятия – не рекомендуется.
Сохранение всех неверных попыток доступа. Во многих системах реализован системный журнал , в котором фиксируются все неверные попытки ввода логинов и паролей. Обычно дается фиксированное число таких попыток (например, три).

Пароли также могут быть закриптованы или разрешены для доступа лишь один раз, после чего от пользователя требуется смена пароля.

Программные угрозы (атаки)

Рассмотрим некоторые типичные виды угроз и атак, используемые хакерами.

Троянская программа (Trojan Horse) – атакующая программа , которая "подделывается" под некоторую полезную программу, но при своем запуске не по назначению (злонамеренно) использует свое окружение, например, получает и использует конфиденциальную информацию . Троянские программы используют системные механизмы для того, чтобы программы, написанные одними пользователями, могли исполняться другими пользователями.

Переполнение стека и буфера (Stack and Buffer Overflow) - использование ошибки в программе ( переполнение стека или буферов в памяти) для обращения к памяти другого пользователя или процесса с целью нарушения ее целостности.

Системные угрозы (атаки)

Рассмотрим также некоторые типичные атаки, использующие уязвимости (vulnerabilities) в системных программах – ошибки и недочеты, дающие возможность организации атак.

Черви (Worms) – злонамеренные программы, использующие механизмы самовоспроизведения (размножения). Например, один из Интернет -червей использует сетевые возможности UNIX ( удаленный доступ ) и ошибки в программах finger и sendmail. Принцип его действия следующий: некоторая постоянно используемая в сети системная программа распространяет главную программу червя .

На рис. 24.1 изображен принцип действия Интернет - червя Morris, использующего уязвимости в системных программах UNIX .

Вирусы – фрагменты кода, встраивающиеся в обычные программы с целью нарушения работоспособности этих программ и всей компьютерной системы. В основном вирусы действуют на микрокомпьютерные системы. Вирусы скачиваются с публично доступных сайтов или с дисков, содержащих "инфекцию". Для предотвращения заражения компьютерными вирусами необходимо соблюдать принципы безопасности при использовании компьютеров ( safe computing ) – использовать антивирусы, guards – программы, постоянно находящиеся в памяти и проверяющие на вирусы каждый открываемый файл - .exe, doc, и т.д.

Отказ в обслуживании (Denial of Service – DoS) – одна из распространенных разновидностей атак на сервер , заключающаяся в создании искусственной перегрузки сервера с целью препятствовать его нормальной работе. Например, для Web-сервера такая атака может заключаться в том, чтобы искусственно сгенерировать миллион запросов " GET ". Если сервер реализован не вполне надежно, подобная атака чаще всего приводит к переполнению памяти на сервере и необходимости его перезапуска.

Типы сетевых атак

Рассмотрим некоторые типы современных сетевых атак , которых необходимо постоянно остерегаться пользователям.

Pharming – перенаправление пользователя на злонамеренный Web- сайт (обычно с целью phishing ). Меры предотвращения со стороны пользователя мы уже рассмотрели. В современные web-браузеры встроены программы антифишингового контроля, которые запускаются автоматически при обращении к сайту. Хотя это отнимает у пользователя некоторое время, подобные меры помогают предотвратить многие атаки.

Tampering with data – злонамеренное искажение или порча данных. Действенной мерой по борьбе с подобными атаками является криптование информации.

Spoofing – " подделка" под определенного пользователя (злонамеренное применение его логина, пароля и полномочий). Логин и пароль при этом либо получены от пользователя обманным путем (например, в результате phishing ), либо извлечены из "взломанного" хакерской программой системного файла.

Elevation of privilege – попытка расширить полномочия (например, до полномочий системного администратора) c целью злонамеренных действий. Поэтому наиболее секретная информация в любой компьютерной системе – пароль системного администратора, который необходимо защищать особенно тщательно.

Простейший случай – подсматривание паролей, набираемых пользователем.

3. Подбор пароля.

4. Сборка мусора. В данном случае восстанавливается информация, которая помечена как удаленная, но реально не удаленная с диска или из памяти.

Например, если в памяти обрабатывался конфиденциальный документ, то после закрытия текстового редактора, можно просканировать память и выделить его.

5. Превышение полномочий. Злоумышленник использует дырки в ПО или ОС и получает полномочия, превышающие те, которые были ему выданы в соответствии с политикой безопасности. Обычно это достигается путем запуска программы от имени другого пользователя или подмены динамически подгружаемой библиотеки (скрипт МЭЛТ запускался от имени администратора и копировал содержимое файлов в HTML, выдавая их другому пользователю).

6. Программные закладки.

7. Жадные программы. Так называются программы, преднамеренно захватывающие значительную часть ресурсов компьютера, в результате чего другие программы не могут выполняться или выполняются крайне медленно и неэффективно. Часто запуск жадной программы приводит к краху ОС.

Понятие защищенной операционной системы

Операционная система называется защищенной, если она обеспечивает защиту от основных классов угроз, рассмотренных ранее.

Средства разграничения доступа пользователей к ресурсам.
Средства проверки подлинности пользователя.
Средства противодействия случайному или преднамеренному выводу операционной системы из строя.

2 подхода – фрагментарный и комплексный.

При фрагментарном подходе вначале организуется защита от одной угрозы, затем от другой и т.д. Пример фрагментарного подхода – когда берется незащищенная ОС, на нее устанавливается антивирусный пакет, система шифрования, регистрации действий пользователей и т.д.

Основной недостаток – система представляет собой набор разнородных программных продуктов, произведенных различными производителями. Они, как правило, работают независимо друг от друга и трудно реализовать их тесное взаимодействие. Отдельные элементы этих систем могут работать некорректно в присутствии друг друга. Отключив один элемент защиты, злоумышленник может воздействовать и на все остальные элементы.

При комплексном подходе защитные механизмы вносятся в ОС на этапе проектирования ее архитектуры и являются ее неотъемлемой частью. Отдельные части тесно взаимодействуют друг с другом. Поскольку подсистема защиты разрабатывается и тестируется в совокупности, конфликты между отдельными ее компонентами практически невозможны. При сбое одного компонента, наступает крах системы, что не позволяет злоумышленнику отключать остальные функции. Это невозможно реализовать при фрагментарном подходе.

При комплексном подходе защиту проектируют так, что отдельные ее элементы заменяемы и соответствующие программные модули могут быть заменены другими модулями, реализующими соответствующий интерфейс взаимодействия.

Административные меры защиты

Адекватная политика безопасности

Задача обеспечения адекватной политики безопасности – одна из наиболее важных задач администратора. Это достаточно трудная задача.

Существует некоторое противоречие - чем лучше защищена ОС, тем труднее с ней работать пользователям и администраторам. Это обусловлено следующими факторами.

1. Неинтеллектуальная СЗИ не всегда способна определить, является ли некоторое действие пользователя злонамеренным. Поэтому зачастую она не пресекает некоторые виды НСД, либо запрещает легальные действия. Чем выше защищенность, тем шире класс легальных действий, которые система запрещает. Например, если некоторому пользователю запрещено создавать файлы на ЖД, то этот пользователь не сможет запустить ни одну программу, для которой необходимо создавать временные файлы. С точки зрения рассматриваемой политики без-ти, создание временного файла является НСД, и в том, что оно пресекается ошибки нет. Просто в данной ПБ класс НСД настолько широк, что это препятствует нормальной работе пользователя с ОС.

2. Чем больше в системе защитных функций, тем больше времени и средств нужно тратить на поддержание защиты. Некоторые пользователи установят UNIX и думают, что защищены. Однако, защищенность UNIX требует долгого и упорного труда администратора.

3. Потребление системой защиты аппаратных ресурсов компьютера. Чем сложнее защитные функции, тем больше требуется для поддержания их процессорного времени, тем меньше ресурсов для прикладных программ. В некоторых случаях подсистема защиты может потреблять более половины ресурсов компьютера (сервера безопасности).

4. Поддержание слишком жесткой политики безопасности может негативно сказаться на надежности функционирования ОС. (WIN NT – отказ от выполнения определенных программ). В некоторых случаях ошибки в организации политики трудно выявить. Пример – если запретить псевдопользователю SYSTEM, от имени которого выполняются системные процессы, доступ к исполняемым файлам системных процессов, ОС не сможет загрузиться. Таким образом, чрезмерная ПБ привела к краху ОС. В других случаях, подобная ПБ может приводить к трудно выявляемым ошибкам и сбоям в процессе функционирования.

Таким образом, при определении адекватной политики безопасности не следует путаться достигнуть максимально возможного уровня защищенности ОС. Необходимо стремиться к оптимуму – не слишком малой защищенности, но и не к чрезмерному ужесточению мер, чтобы это не влияло на работу в системе. При определении адекватной политики необходимо руководствоваться кругом решаемых задач. Не существует адекватной политики безопасности на все случаи жизни. Адекватность определятся кругом решаемых задач, архитектурой ОС, ее конфигурацией, прикладными программами, аппаратными возможностями.

Большинство современных ОС достаточно универсальны и могут применяться для решения самых различных задач. Одна и та же система при соответствующей настройке может использоваться для обеспечения функционирования автоматизированной банковской системы, WEB-сервера, системы электронного документооборота. Так как угрозы безопасности для всех трех применений ОС различны, то адекватная ПБ в каждом случае будет своя.

Определение и поддержание адекватной политики безопасности ОС в общем случае можно разделить на ряд этапов.

1.Анализ угроз. Среди возможных угроз выделяются наиболее опасные, защите от которых нужно уделять максимум сил и средств.

2. Формирование требований к политике безопасности. В данном случае администратор определяет, какие средства и методы будут применяться для защиты от тех или иных угроз. Например, защиту от НСД можно решать либо криптографическими средствами, либо используя средства разграничения доступа, либо соответствующую аппаратуру. Одновременно – анализ побочных эффектов. Администратор должен выбрать оптимальный метод.

Читайте также: