Средства обеспечения безопасности проводных сетей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• Глава 1. Проводная сеть общего доступа
• 1.1 Проводная сеть
• 1.2 Оборудование для создание проводной сети
• 1.3 Построение проводной сети
• Глава 2. Средства обеспечения информационной безопасности проводной сети общего доступа
• 2.1 Информационная безопасность проводной сети
• 2.2 Средства обеспечения информационной безопасности сети
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

В настоящее время невозможно представить работу даже маленькой компании без использования компьютерных технологий. А, следовательно, необходимо создание локальных или по-другому корпоративных сетей, в которых обычно задействованы практически все компьютеры любой компании. Однако со времени появления сетей появилась проблема и их безопасности. Многие руководители фирм даже и не задумываются о том, как может повлиять на работу организации несанкционированное проникновение в корпоративную сеть. Каждый руководитель должен понимать важность защиты своей сети от несанкционированных посягательств, атак из глобальной сети и т.д. Каждая уважающая себя фирма связывается с другими локальными сетями через глобальную сеть Интернет, так как налаживать отдельные каналы связи между отдельными филиалами довольно дорого, а такое могут позволить себе только крупнейшие корпорации. Следовательно, ждать нарушения защиты сети можно ожидать не только со стороны сотрудников своей корпорации, но и со стороны хакеров через Интернет и со стороны конкурирующих фирм, которые могут нанять тех же хакеров и направить их деятельность на порчу конкретного имущества.

Целью данной курсовой работы является изучения средств обеспечения безопасности проводных сетей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

· Рассмотреть понятие проводной сети;

· Изучить программно-аппаратные средства защиты информации при её передаче по каналу связи.

Курсовая работа включает в себя: введение, глава 1, глава 2, заключение, список использованных источников.

Глава 1. Проводная сеть общего доступа

1.1 Проводная сеть

Проводная сеть - это сеть, состоящая из соединенных с помощью сетевого кабеля компьютеров и или периферийных устройств с соответствующим интерфейсом. По сети можно не только обмениваться данными, но и посылать команды на различные устройства, например, принтеры. Как правило, при использовании термина "проводная сеть" имеются в виду локальные вычислительные сети, или LAN (Local Area Network).

Существуют два основных типа проводных сетей:

· 100BASE-T(X) с максимальной пропускной способностью 125 Мбит/с

· 1.000BASE-T с максимальной пропускной способностью 1 Гбит/с

Совместимость

В настоящее время наиболее распространенным пока еще остается стандарт Fast-Ethernet 100BASE-T(X). Большинство компаний пользуются данной технологией, чтобы объединять между собой компьютеры учреждения. Пропускная способность современного соединения Ethernet составляет от 10 до 1.000 Мбит/с. Передача данных, как правило, осуществляется через витую пару (CAT5 и выше). Оптоволоконные кабели в настоящее время пока еще не так широко распространены.

Лишь с недавнего времени большинство компьютеров стало оснащаться разъемом Gigabit-Ethernet стандарта 1.000BASE-T. Как следствие столь позднего внедрения, большая часть аппаратного обеспечения домашних компьютеров все еще работает с широко распространенным стандартом 100BASE-T(X).

Впрочем, устройства с "гигабитным" сетевым разъемом без проблем работают в сетях с пропускной способность 100 Мбит/с, правда, на чуть более медленной скорости.

Сеть образуется с кабелей и программного обеспечения. Система же всегда предполагает наличие взаимосвязанных объектов, выполняющих определенные функции. В данном случае особое внимание уделяют следующим:

· Передача данных;

· Маршрутизация;

· Организация доступа;

· Выполнение побочных и прямых сетевых задач;

· Поддержка устройств, подключенных к компьютеру (например, сканера, принтера и другой техники).

Для подключения любой из сетей используется кабель. Но для каждой КС задается определенный стандарт, соответствующий требованиям. А значит, у каждого кабеля свои характеристики.

Важно учитывать следующие параметры:

· Полоса пропускания;

· Волновые сопротивления (импеданс);

· Удельное затухание сигнала;

· Защищенность от помех.

Существуют два принципиально разных вида сетевых кабелей: медные и оптоволоконные.

Кабели на основе медных проводов, в свою очередь, делятся на коаксиальные и некоаксиальные. Обычно используемая витая пара.

Коаксиальный кабель представляет собой центральный проводник, окруженный слоем диэлектрика (изолятора) и экраном из металлической оплетки, выполняющим также роль второго контакта в кабеле.

Витая пара представляет собой несколько (обычно 8) пар скрученных проводников. Скручивание применяется для уменьшения помех как самой пары, так и внешних, влияющих на нее. У скрученной определенным образом пары появляется такая характеристика, как волновое сопротивление.

Оптоволоконный кабель состоит из одного или нескольких волокон, заключенных в оболочки, и бывает двух типов: одномодовый и многомодовый. Их различие в том, как свет распространяется в волокне в одномодовом кабеле все лучи (посланные в один момент времени) проходят одинаковое расстояние и достигают приемника одновременно, а в многомодовом сигнал может размазаться.

1.2 Оборудование для создание проводной сети

Сетевое оборудование -- устройства, необходимые для работы проводной сети.

Можно выделить активное и пассивное сетевое оборудование.

Активное сетевое оборудование - оборудование, за которым следует некоторая «интеллектуальная» особенность. То есть маршрутизатор, коммутатор (свитч) и т.д. являются активным сетевым оборудованием.

Пассивное сетевое оборудование - оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например - кабельная система: кабель (коаксиальный и витая пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45), повторитель (репитер), патч-панель, концентратор (хаб), балун (balun) для коаксиальных кабелей (RG-58) и т.д. Также, к пассивному оборудованию можно отнести монтажные шкафы и стойки, телекоммуникационные шкафы.

Сетевые карты - это контроллеры, подключаемые в слоты расширения материнской платы компьютера, предназначенные для передачи сигналов в сеть и приема сигналов из сети.

Терминаторы - это резисторы номиналом 50 Ом, которые производят затухание сигнала на концах сегмента сети.

Концентраторы (Hub) - это центральные устройства кабельной системы или сети физической топологии "звезда", которые при получении пакета на один из своих портов пересылает его на все остальные. В результате получается сеть с логической структурой общей шины. Различают концентраторы активные и пассивные. Активные концентраторы усиливают полученные сигналы и передают их. Пассивные концентраторы пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его.

Повторители (Repeater) - устройства сети, усиливает и заново формирует форму входящего аналогового сигнала сети на расстояние другого сегмента. Повторитель действует на электрическом уровне для соединения двух сегментов. Повторители ничего распознают сетевые адреса и поэтому не могут использоваться для уменьшения трафика.

Коммутаторы (Switch) - управляемые программным обеспечением центральные устройства кабельной системы, сокращающие сетевой трафик за счет того, что пришедший пакет анализируется для выяснения адреса его получателя и соответственно передается только ему. Использование коммутаторов является более дорогим, но и более производительным решением. Коммутатор обычно значительно более сложное устройство и может обслуживать одновременно несколько запросов. Если по какой-то причине нужный порт в данный момент времени занят, то пакет помещается в буферную память коммутатора, где и дожидается своей очереди. Построенные с помощью коммутаторов сети могут охватывать несколько сотен машин и иметь протяженность в несколько километров.

Маршрутизаторы (Router) - стандартные устройства сети, работающие на сетевом уровне и позволяющее переадресовывать и маршрутизировать пакеты из одной сети в другую, а также фильтровать широковещательные сообщения.

Мосты (Bridge) - устройства сети, которое соединяют два отдельных сегмента, ограниченных своей физической длиной, и передают трафик между ними. Мосты также усиливают и конвертируют сигналы для кабеля другого типа. Это позволяет расширить максимальный размер сети, одновременно не нарушая ограничений на максимальную длину кабеля, количество подключенных устройств или количество повторителей на сетевой сегмент.

Шлюзы (Gateway) - программно-аппаратные комплексы, соединяющие разнородные сети или сетевые устройства. Шлюзы позволяет решать проблемы различия протоколов или систем адресации. Они действует на сеансовом, представительском и прикладном уровнях модели OSI.

Мультиплексоры - это устройства центрального офиса, которое поддерживают несколько сотен цифровых абонентских линий. Мультиплексоры посылают и получают абонентские данные по телефонным линиям, концентрируя весь трафик в одном высокоскоростном канале для передачи в Internet или в сеть компании.

1.3 Построение проводной сети

Эволюционные процессы, которые в первую очередь коснулись компьютерных технологий, привели к появлению нескольких типов вычислительных сетей, подразумевающих совокупность компьютерных устройств, объединенных в одну систему. Основным назначением такой системы является доступ пользователей к совместным ресурсам и возможность обмена данными между абонентами в процессе работы.

Практически все предприятия, функционирующие в современных реалиях, организовывают свою работу при помощи проводных сетей, сформированных по одному из принципов, о которых пойдет речь далее.

Организация обмена данными в сфере компьютерных и информационных технологий осуществляется согласно выбранной топологии, конфигурация которой определяется соединением нескольких компьютеров и может отличаться от конфигурации логической связи. Выбор типа физической связи непосредственно влияет на характеристики сети, поэтому к данному процессу подходят с учетом определенных требований.

Линия

Рисунок 1. Топология линия

Концепция формирования данного типа сети основана на принципе размещения всех абонентов на одной линии, поэтому при ее повреждении вся цепочка становится неработоспособной, точно так же как и при выключении одного компьютера, когда теряется связующая нить между всеми пользователями.

Учитывая несовершенство и моральное устаревание данного типа построения ЛВС, на сегодняшний день его практически не используют.

Шина

Рисунок 2. Топология шина

В данном случае задействован единый кабель, к которому через специальные соединительные элементы подключены ПК. Концы шины снабжены резисторами, препятствующими отражению сигнала и гарантирующими его чистоту.

Преимущество такой топологии состоит в простоте монтажа и настройки, при этом затрачивается меньшее количество кабеля, нежели в других типах сетей. При поломке одного компьютера сеть сохраняет рабочее состояние, однако при неполадках в самой сети функционирование в ее рамках прекращается абсолютно для всех абонентов.

Стоит помнить, что чем больше рабочих станций локализуется на шине, тем существеннее падает скорость функционирования сети.

Кольцо

Рисунок 3. Топология кольцо

Общие принципы построения проводных сетей по типу кольца аналогичны тем, что применяются при создании топологии линии, однако существуют некоторые отличия, и наиболее существенное из них состоит в последовательном подключении компьютеров друг к другу. Сигнал в такой сети перемещается исключительно в одностороннем порядке, а для обеспечения движения двух сигналов в разных направлениях формируют двойное кольцо.

Данная сеть проста в сборке и не требует большого количества оборудования, при этом она демонстрирует устойчивую работу, однако при неполадках в функционировании одного из ПК вся система оказывается нерабочей.

Многосвязная

Рисунок 4. Топология многосвязная

Преимущество многосвязной конфигурации - высокая скорость обмена файлами, к тому же при поломке одного компьютера другие участники процесса могут и далее осуществлять бесперебойную работу в сети.

Ввиду дороговизны такая сеть применяется очень редко и только там, где необходима высокая скорость и повышенная надежность работы (стратегические объекты).

Звезда

Рисунок 5. Топология звезда

В данном случае не нужно использовать много кабеля и дополнительные спецсредства, однако все абоненты могут быть удалены от концентратора (хаба) не далее, чем на 100 метров. Разумеется, при выходе из строя хаба все компьютеры лишаются соединения, однако при поломке одного компьютера или отдельного канала связи сеть продолжает нормально функционировать.

1.4 Схема проводной сети

Схема проводной сети -- это визуальное представление компьютерной или телекоммуникационной сети. На ней указываются как сами компоненты сети, так и средства взаимодействия между ними, включая маршрутизаторы, устройства, концентраторы, брандмауэры и т. д. Ниже приведен пример схемы локальной сети (LAN).

Рисунок 6. Схема проводной сети.

В зависимости от назначения и области применения схема проводной сети может быть подробной или обобщенной. Например, на схеме локальной сети часто указывают IP-адреса отдельных компьютеров, в то время как на схеме городской сети (MAN) целые здания и области обозначаются как один узел.

Схема проводной сети может быть физической или логической.

Логические схемы проводных сетей

Логическая схема проводной сети отражает путь прохождения информации по сети. Поэтому на ней, как правило, указывают подсети (включая идентификаторы VLAN, маски и адреса), сетевые устройства, такие как маршрутизаторы и брандмауэры, а также протоколы маршрутизации.

В рамках модели взаимодействия открытых систем (OSI) информация на логической схеме сети соответствует информации уровня L3. Уровень L3 (также именуемый «сетевым уровнем») -- это уровень абстракции, который отражает то, как происходит пересылка пакетов через промежуточные маршрутизаторы. На уровне L2 представлены каналы передачи данных между соседними узлами, а на уровне L1 -- только их физическое расположение.

Рисунок 7. Логическая схема

Физическая схема проводной сети

Физическая схема проводной сети отражает фактическое расположение компонентов сети, включая кабели и оборудование. Такая схема, как правило, в общих чертах представляет размещение сети в пространстве и внешне напоминает план помещения.

Поскольку схемы проводных сетей отражают средства взаимодействия компонентов сети, они могут использоваться для различных целей, включая следующие:

· Планирование структуры домашней или рабочей сети;

· Координация обновлений в существующей сети;

· Информирование о неполадках в сети и их устранение;

· Соответствие стандарту PCI и другим требованиям;

· Документация для взаимодействия с внешними системами, адаптации и т. д.;

· Отслеживание компонентов;

· Отправка поставщику информации, необходимой для запроса предложений (RFP) без разглашения конфиденциальных данных;

· Презентация предложения по проектированию сети для заинтересованных лиц;

· Предложение о высокоуровневых изменениях в инфраструктуре системного журнала.

Глава 2. Средства обеспечения информационной безопасности проводной сети общего доступа

2.1 Информационная безопасность проводной сети

Защита информации вызывает необходимость системного подхода, т.е. здесь нельзя ограничиваться отдельными мероприятиями. Системный подход к защите информации требует, чтобы средства и действия, используемые для обеспечения информационной безопасности - организационные, физические и программно-технические - рассматривались как единый комплекс взаимосвязанных взаимодополняющих и взаимодействующих мер. Один из основных принципов системного подхода к защите информации - принцип "разумной достаточности", суть которого: стопроцентной защиты не существует ни при каких обстоятельствах, поэтому стремиться стоит не к теоретически максимально достижимому уровню защиты, а к минимально необходимому в данных конкретных условиях и при данном уровне возможной угрозы.

Несанкционированный доступ - чтение, обновление или разрушение информации при отсутствии на это соответствующих полномочий.

Проблема несанкционированного доступа к информации обострилась и приобрела особую значимость в связи с развитием проводных сетей, прежде всего глобальной сети Интернет.

Для успешной защиты своей информации пользователь должен иметь абсолютно ясное представление о возможных путях несанкционированного доступа. Перечислим основные типовые пути несанкционированного получения информации:

· хищение носителей информации и производственных отходов;

· копирование носителей информации с преодолением мер защиты;

· маскировка под зарегистрированного пользователя;

· мистификация (маскировка под запросы системы);

· использование недостатков операционных систем и языков программирования;

· использование программных закладок и программных блоков типа "троянский конь";

· перехват электронных излучений;

· перехват акустических излучений;

· дистанционное фотографирование;

· применение подслушивающих устройств;

· злоумышленный вывод из строя механизмов защиты и т.д.

Для защиты информации от несанкционированного доступа применяются: организационные мероприятия, технические средства, программные средства, криптография.

Организационные мероприятия включают в себя:

· пропускной режим;

· хранение носителей и устройств в сейфе (дискеты, монитор, клавиатура и т.д.);

· ограничение доступа лиц в компьютерные помещения и т.д.

Технические средства включают в себя различные аппаратные способы защиты информации:

· фильтры, экраны на аппаратуру;

· ключ для блокировки клавиатуры;

· устройства аутентификации - для чтения отпечатков пальцев, формы руки, радужной оболочки глаза, скорости и приемов печати и т.д.;

· электронные ключи на микросхемах и т.д.

Программные средства защиты информации создаются в результате разработки специального программного обеспечения, которое бы не позволяло постороннему человеку, не знакомому с этим видом защиты, получать информацию из системы.

Программные средства включают в себя:

· парольный доступ-задание полномочий пользователя;

· блокировка экрана и клавиатуры, например, с помощью комбинации клавиш в утилите Diskreet из пакета Norton Utilites;

· использование средств парольной защиты BIOS на сам BIOS и на ПК в целом и т.д.

Под криптографическим способом защиты информации подразумевается ее шифрование при вводе в компьютерную систему.

На практике обычно используются комбинированные способы защиты информации от несанкционированного доступа.

Среди механизмов безопасности сетей обычно выделяют следующие основные:

· шифрование;

· контроль доступа;

· цифровая подпись.

Шифрование применяется для реализации служб засекречивания и используется в ряде других служб.

Механизмы контроля доступа обеспечивают реализацию одноименной службы безопасности, осуществляют проверку полномочий объектов сети, т.е. программ и пользователей, на доступ к ресурсам сети. При доступе к ресурсу через соединение контроль выполняется в точке инициализации связи, в промежуточных точках, а также в конечной точке.

Механизмы контроля доступа делятся на две основные группы:

· аутентификация объектов, требующих ресурса, с последующей проверкой допустимости доступа, для которой используется специальная информационная база контроля доступа;

· использование меток безопасности, наличие у объекта соответствующего мандата дает право на доступ к ресурсу.

Самым распространенным и одновременно самым ненадежным методом аутентификации является парольный доступ. Более совершенными являются пластиковые карточки и электронные жетоны. Наиболее надежными считаются методы аутентификации по особым параметрам личности, так называемые биометрические методы.

Цифровая подпись по своей сути призвана служить электронным аналогом ручной подписи, используемой на бумажных документах.

Дополнительными механизмами безопасности являются следующие:

· обеспечение целостности данных;

· аутентификация;

· подстановка графика;

· управление маршрутизацией;

· арбитраж.

Механизмы обеспечения целостности данных применимы как к отдельному блоку данных, так и к потоку данных. Целостность блока обеспечивается выполнением взаимосвязанных процедур шифрования и дешифрования отправителем и получателем. Возможны и более простые методы контроля целостности потока данных, например, нумерация блоков, дополнение их меткой имени и т.д.

В механизме обеспечения аутентификации различают постороннюю и взаимную аутентификацию. В первом случае один из взаимодействующих объектов одного уровня проверяет подлинность другого, тогда как во втором - проверка является взаимной. На практике часто механизмы аутентификации, как правило, совмещаются с контролем доступа, шифрованием, цифровой подписью и арбитражем.

Механизмы подстановки трафика основываются на генерации объектами сети фиктивных блоков, их шифровании и организации их передачи по каналам сети.

Механизмы управления маршрутизацией обеспечивают выбор маршрутов движения информации по сети.

Механизмы арбитража обеспечивают подтверждение характеристик данных, передаваемых между объектами сети, третьей стороной. Для этого вся информация, отправляемая или получаемая объектами, проходит и через арбитра, что позволяет ему впоследствии подтвердить упомянутые характеристики.

В общем случае для реализации одной службы безопасности может использоваться комбинация нескольких механизмов безопасности.

Также одним из методов защиты информации является создание физической преграды пути злоумышленникам к защищаемой информации (если она хранится на каких-либо носителях).

Управление доступом - эффективный метод защиты информации, регулирующий использование ресурсов информационной системы, для которой разрабатывалась концепция информационной безопасности.

Методы и системы защиты информации, опирающиеся на управление доступом, включают в себя следующие функции защиты информации в локальных сетях информационных систем:

· Идентификация пользователей, ресурсов и персонала системы информационной безопасности сети;

· Опознание и установление подлинности пользователя по вводимым учетным данным (на данном принципе работает большинство моделей информационной безопасности);

· Допуск к определенным условиям работы согласно регламенту, предписанному каждому отдельному пользователю, что определяется средствами защиты информации и является основой информационной безопасности большинства типовых моделей информационных систем;

· Протоколирование обращений пользователей к ресурсам, информационная безопасность которых защищает ресурсы от несанкционированного доступа и отслеживает некорректное поведение пользователей системы.

· Информационная безопасность предприятий и экономическая информационная безопасность и других систем должна обеспечивать своевременное реагирование на попытки несанкционированного доступа к данным посредством сигнализации, отказов и задержке в работе.

2.2 Средства обеспечения информационной безопасности сети

Для обеспечения защиты могут использоваться следующие средства обеспечения информационной безопасности:

Антивирус.

Антивирусная программа (антивирус) -- любая программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных (считающихся вредоносными) программ вообще и восстановления зараженных (модифицированных) такими программами файлов, а также для профилактики -- предотвращения заражения (модификации) файлов или операционной системы вредоносным кодом.

На данный момент антивирусное программное обеспечение разрабатывается в основном для ОС семейства Windows от компании Microsoft, что вызвано большим количеством вредоносных программ именно под эту платформу (а это, в свою очередь, вызвано большой популярностью этой ОС, также, как и большим количеством средств разработки, в том числе бесплатных и даже «инструкций по написанию вирусов»). В настоящий момент на рынок выходят продукты и под другие платформы настольных компьютеров, такие как Linux и Mac OS X. Это вызвано началом распространения вредоносных программ и под эти платформы, хотя UNIX-подобные системы всегда славились своей надежностью. Например, известное видео «Mac or PC» показывает шуточное преимущество Mac OS над Windows и большим антивирусным иммунитетом Mac OS по сравнению с Windows[1].

Помимо ОС для настольных компьютеров и ноутбуков, также существуют платформы и для мобильных устройств, такие как Windows Mobile, Symbian, iOS Mobile, BlackBerry, Android, Windows Phone 7 и др. Пользователи устройств на данных ОС также подвержены риску заражения вредоносным программным обеспечением, поэтому некоторые разработчики антивирусных программ выпускают продукты и для таких устройств.

Классификация антивирусных продуктов

Классифицировать антивирусные продукты можно сразу по нескольким признакам, таким как: используемые технологии антивирусной защиты, функционал продуктов, целевые платформы.

По используемым технологиям антивирусной защиты:

· Классические антивирусные продукты (продукты, применяющие только сигнатурный метод детектирования)

· Продукты проактивной антивирусной защиты (продукты, применяющие только проактивные технологии антивирусной защиты);

· Комбинированные продукты (продукты, применяющие как классические, сигнатурные методы защиты, так и проактивные)

По функционалу продуктов:

· Антивирусные продукты (продукты, обеспечивающие только антивирусную защиту)

· Комбинированные продукты (продукты, обеспечивающие не только защиту от вредоносных программ, но и фильтрацию спама, шифрование и резервное копирование данных и другие функции)

По целевым платформам:

· Антивирусные продукты для ОС семейства Windows

· Антивирусные продукты для ОС семейства *NIX (к данному семейству относятся ОС BSD, Linux, Mac OS X и др.)

· Антивирусные продукты для мобильных платформ (Windows Mobile, Symbian, iOS, BlackBerry, Android, Windows Phone 7 и др.)

· Антивирусные продукты для корпоративных пользователей можно также классифицировать по объектам защиты:

· Антивирусные продукты для защиты рабочих станций

· Антивирусные продукты для защиты файловых и терминальных серверов

· Антивирусные продукты для защиты почтовых и Интернет-шлюзов

· Антивирусные продукты для защиты серверов виртуализации

· и др.

Лжеантивирусы

Основная статья: Лжеантивирус

В 2009 началось активное распространение т. н. лжеантивирусов -- программного обеспечения, не являющегося антивирусным (то есть не имеющего реального функционала для противодействия вредоносным программам), но выдающим себя за таковое. По сути, лжеантивирусы могут являться как программами для обмана пользователей и получения прибыли в виде платежей за «лечение системы от вирусов», так и обычным вредоносным программным обеспечением. В настоящий момент это распространение приостановлено.

Работа антивируса

Говоря о системах Майкрософт, обычно антивирус действует по схеме:

· поиск в базе данных антивирусного ПО сигнатур вирусов;

· если найден инфицированный код в памяти (оперативной и/или постоянной), запускается процесс карантина и процесс блокируется;

· зарегистрированная программа обычно удаляет вирус, незарегистрированная просит регистрации, и оставляет систему уязвимой.

Базы антивирусов

Для использования антивирусов необходимы постоянные обновления так называемых баз антивирусов. Они представляют собой информацию о вирусах -- как их найти и обезвредить. Поскольку вирусы пишут часто, то необходим постоянный мониторинг активности вирусов в сети. Для этого существуют специальные сети, которые собирают соответствующую информацию. После сбора этой информации производится анализ вредоносности вируса, анализируется его код, поведение, и после этого устанавливаются способы борьбы с ним. Чаще всего вирусы запускаются вместе с операционной системой. В таком случае можно просто удалить строки запуска вируса из реестра, и на этом в простом случае процесс может закончиться. Более сложные вирусы используют возможность заражения файлов. Например, известны случаи, как некие даже антивирусные программы, будучи зараженными, сами становились причиной заражения других чистых программ и файлов. Поэтому более современные антивирусы имеют возможность защиты своих файлов от изменения и проверяют их на целостность по специальному алгоритму. Таким образом, вирусы усложнились, как и усложнились способы борьбы с ними. Сейчас можно увидеть вирусы, которые занимают уже не десятки килобайт, а сотни, а порой могут быть и размером в пару мегабайт. Обычно такие вирусы пишут в языках программирования более высокого уровня, поэтому их легче остановить. Но по-прежнему существует угроза от вирусов, написанных на низкоуровневых машинных кодах наподобие ассемблера. Сложные вирусы заражают операционную систему, после чего она становится уязвимой и нерабочей. К сожалению, по прогнозам, в ближайшем будущем работа антивирусных компаний сильно осложнится в связи с тем, что будут сильнее распространяться вирусы с защитой от копирования.

Межсетевой экран.

Межсетевой экран или сетевой экран -- комплекс аппаратных или программных средств, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов на различных уровнях модели OSI в соответствии с заданными правилами.

Основной задачей сетевого экрана является защита проводных сетей или отдельных узлов от несанкционированного доступа. Также сетевые экраны часто называют фильтрами, так как их основная задача -- не пропускать (фильтровать) пакеты, не подходящие под критерии, определённые в конфигурации (рис.6.1).

Рисунок 8. Типовое размещение МЭ в корпоративной сети

Межсетовой экран имеет несколько названий. Рассмотрим их.

Брандмауэр (нем. Brandmauer) -- заимствованный из немецкого языка термин, являющийся аналогом английского firewall в его оригинальном значении (стена, которая разделяет смежные здания, предохраняя от распространения пожара). Интересно, что в области компьютерных технологий в немецком языке употребляется слово «firewall».

Файрвол, файервол, фаервол -- образовано транслитерацией английского термина firewall, эквивалентного термину межсетевой экран, в настоящее время не является официальным заимствованным словом в русском языке.

Есть два четко различающихся типа межсетевых экранов, повседневно используемых в современном интернет. Первый тип правильнее называть маршрутизатор с фильтрацией пакетов. Этот тип межсетевого экрана работает на машине, подключенной к нескольким сетям и применяет к каждому пакету набор правил, определяющий переправлять ли этот пакет или блокировать. Второй тип, известный как прокси сервер, реализован в виде демонов, выполняющих аутентификацию и пересылку пакетов, возможно на машине с несколькими сетевыми подключениями, где пересылка пакетов в ядре отключена.

Иногда эти два типа межсетевых экранов используются вместе, так что только определенной машине (известной как защитный хост (bastion host)) позволено отправлять пакеты через фильтрующий маршрутизатор во внутреннюю сеть. Прокси сервисы работают на защитном хосте, что обычно более безопасно, чем обычные механизмы аутентификации.

Межсетевые экраны имеют различный вид и размер, и иногда это просто набор нескольких различных компьютеров. Здесь под межсетевым экраном подразумевается компьютер или компьютеры между доверенными сетями (например, внутренними) и недоверенными (например, Интернетом), которые проверяют весь проходящий между ними трафик. Эффективные межсетевые экраны обладают следующими свойствами:

· Все соединения должны проходить через межсетевой экран. Его эффективность сильно снижается, если есть альтернативный сетевой маршрут, -- несанкционированный трафик будет передан в обход межсетевого экрана.

· Межсетевой экран пропускает только авторизованный трафик. Если он не способен четко дифференцировать авторизованный и неавторизованный трафик, или если он настроен на пропуск опасных или ненужных соединений, то польза от него значительно снижается. При сбое или перегрузке межсетевой экран должен всегда переключаться в состояние «отказ» или закрытое состояние. Лучше прервать соединения, чем оставить системы незащищенными.

· Межсетевой экран должен противостоять атакам против самого себя, так как для его защиты не устанавливаются дополнительные устройства.

Межсетевой экран можно сравнить с замком на входной двери. Он может быть самым надежным в мире, но, если дверь не заперта, злоумышленники смогут запросто ее открыть. Межсетевой экран защищает сеть от несанкционированного доступа, как замок -- вход в помещение. Стали бы вы оставлять ценные вещи дома, если бы замок на входной двери был ненадежным?

Межсетевой экран - это лишь элемент обшей архитектуры безопасности. Однако он играет очень важную роль в структуре сети и, как любое другое устройство, имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества межсетевого экрана:

· Межсетевые экраны - это прекрасное средство реализации корпоративных политик безопасности. Их следует настраивать на ограничение соединений согласно мнению руководства по этому вопросу.

· Межсетевые экраны ограничивают доступ к определенным службам. Например, общий доступ к веб-серверу может быть разрешен, а к telnet и другим непубличным службам - запрещен. Большинство межсетевых экранов предоставляет селективный доступ посредством аутентификации.

· Цель применения межсетевых экранов вполне конкретна, поэтому не нужно искать компромисс между безопасностью и удобством использования.

· Межсетевые экраны - это отличное средство аудита. При достаточном объеме пространства на жестких дисках или при поддержке удаленного ведения журнала они могут заносить в журналы информации о любом проходящем трафике.

· Межсетевые экраны обладают очень хорошими возможностями по оповещению персонала о конкретных событиях.

Недостатки межсетевых экранов:

· Межсетевые экраны не обеспечивают блокировку того, что было авторизовано. Они разрешают установку обычных соединений санкционированных приложений, но если приложения представляют угрозу, межсетевой экран не сможет предотвратить атаку, воспринимая это соединение как авторизованное. Например, межсетевые экраны разрешают прохождение электронной почты на почтовый сервер, но не находят вирусы в сообщениях.

· Эффективность межсетевых экранов зависит от правил, на соблюдение которых они настроены. Правила не должны быть слишком лояльны.

· Межсетевые экраны не предотвращают атаки социального инжиниринга или атаки авторизованного пользователя, который умышленно и злонамеренно использует свой адрес.

· Межсетевые экраны не могут противостоять некачественным подходам к администрированию или некорректно разработанным политикам безопасности.

· Межсетевые экраны не предотвращают атаки, если трафик не проходит через них.

Некоторые люди предсказывали конец эры межсетевых экранов, которые с трудом разграничивают санкционированный и несанкционированный трафик приложений. Многие приложения, например, средства мгновенного обмена сообщениями, становятся все более и более мобильными, и совместимыми с работой через многие порты. Таким образом, они могут действовать в обход межсетевого экрана через порт, открытый для другой авторизованной службы. Кроме того, все больше приложений предусматривают передачу трафика через другие авторизованные порты, доступные с наибольшей долей вероятности. Примерами таких популярных приложений являются HTTP-Tunnel (www.http-tunnel.com) и SocksCap (www.socks.permeo.com). Более того, разрабатываются приложения, специально предназначенные для обхода межсетевых экранов, например, приложение удаленного контроля над компьютерами GoToMyPC (www.gotomypc.com).

Однако межсетевые экраны не сдаются без боя. Текущие релизы ПО от крупнейших производителей содержат усовершенствованные средства по предотвращению вторжений и возможности экранирования прикладного уровня. Такие межсетевые экраны выявляют и фильтруют несанкционированный трафик, например, приложений по мгновенному обмену сообщениями, пытающийся проникнуть через порты, открытые для других санкционированных служб. Кроме того, сейчас межсетевые экраны сопоставляют результаты функционирования с опубликованными стандартами протоколов и признаками различной активности (аналогично антивирусному ПО) для обнаружения и блокировки атак, содержащихся в передаваемых пакетах. Таким образом, они остаются основным средством зашиты сетей. Однако если защита приложений, обеспечиваемая межсетевым экраном, недостаточна или неспособна к корректному разграничению авторизованного и неавторизованного трафика, следует рассмотреть альтернативные компенсирующие методы безопасности.

Межсетевым экраном может быть маршрутизатор, персональный компьютер, специально сконструированная машина или набор узлов, специально настроенный на защиту частной сети от протоколов и служб, которые могут злонамеренно использоваться вне доверенной сети.

Метод защиты зависит от самого межсетевого экрана, а также от политик или правил, которые на нем настроены. Сегодня используются четыре технологии межсетевых экранов:

· Пакетные фильтры.

· Прикладные шлюзы.

· Шлюзы контурного уровня.

· Устройства адаптивной проверки пакетов.

Прежде чем изучать функции межсетевых экранов, рассмотрим пакет протоколов контроля передачи и Интернета (TCP/IP).

TCP/IP обеспечивает метод передачи данных с одного компьютера на другой через сеть. Задача межсетевого экрана - контроль над передачей пакетов TCP/IP между узлами и сетями.

TCP/IP -- это набор протоколов и приложений, выполняющих отдельные функции в соответствии с конкретными уровнями модели взаимодействия открытых систем (OSI). TCP/IP осуществляет независимую передачу блоков данных через сеть в форме пакетов, и каждый уровень модели TCP/IP добавляет в пакет заголовок. В зависимости от используемой технологии межсетевой экран обрабатывает информацию, содержащуюся в этих заголовках, в целях контроля доступа. Если он поддерживает разграничение приложений как шлюзы приложений, то контроль доступа также может осуществляться по самим данным, содержащимся в теле пакета.

Контроль информационных потоков состоит в их фильтрации и преобразовании в соответствие с заданным набором правил. Поскольку в современных МЭ фильтрация может осуществляться на разных уровнях эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI), МЭ удобно представить в виде системы фильтров. Каждый фильтр на основе анализа проходящих через него данных, принимает решение - пропустить дальше, перебросить за экран, блокировать или преобразовать данные (рис.6.2).

Рисунок 9. Схема фильтрации в МЭ.

Неотъемлемой функцией МЭ является протоколирование информационного обмена. Ведение журналов регистрации позволяет администратору выявить подозрительные действия, ошибки в конфигурации МЭ и принять решение об изменении правил МЭ.

Классификация экранов

Выделяют следующую классификацию МЭ, в соответствие с функционированием на разных уровнях МВОС (OSI):

· Мостиковые экраны (2 уровень OSI).

· Фильтрующие маршрутизаторы (3 и 4 уровни OSI).

· Шлюзы сеансового уровня (5 уровень OSI).

· Шлюзы прикладного уровня (7 уровень OSI).

· Комплексные экраны (3-7 уровни OSI).

Рисунок 10. Модель OSI

Мостиковые МЭ

Данный класс МЭ, функционирующий на 2-м уровне модели OSI, известен также как прозрачный (stealth), скрытый, теневой МЭ. Мостиковые МЭ появились сравнительно недавно и представляют перспективное направление развития технологий межсетевого экранирования. Фильтрация трафика ими осуществляется на канальном уровне, т.е. МЭ работают с фреймами (frame, кадр). К достоинствам подобных МЭ можно отнести:

· Нет необходимости в изменении настроек корпоративной сети, не требуется дополнительного конфигурирования сетевых интерфейсов МЭ.

· Высокая производительность. Поскольку это простые устройства, они не требуют больших затрат ресурсов. Ресурсы требуются либо для повышения возможностей машин, либо для более глубокого анализа данных.

· Прозрачность. Ключевым для этого устройства является его функционирование на 2 уровне модели OSI. Это означает, что сетевой интерфейс не имеет IP-адреса. Эта особенность более важна, чем легкость в настройке. Без IP-адреса это устройство не доступно в сети и является невидимым для окружающего мира. Если такой МЭ недоступен, то, как его атаковать? Атакующие даже не будут знать, что существует МЭ, проверяющий каждый их пакет.

Фильтрующие маршрутизаторы

Маршрутизатор это машина, пересылающая пакеты между двумя или несколькими сетями. Маршрутизатор с фильтрацией пакетов запрограммирован на сравнение каждого пакета со списком правил, перед тем как решить, пересылать его или нет.

Packet-filtering firewall (МЭ с фильтрацией пакетов)

Межсетевые экраны обеспечивают безопасность сетей, фильтруя сетевые соединения по заголовкам TCP/IP каждого пакета. Они проверяют эти заголовки и используют их для пропуска и маршрутизации пакета к пункту назначения или для его блокировки посредством сброса или отклонения (т. е. сброса пакета и уведомления об этом отправителя).

Фильтры пакетов выполняют разграничение, основываясь на следующих данных:

· IP-адрес источника;

· IP-адрес назначения;

· используемый сетевой протокол (TCP, UDP или ICMP);

· исходный порт TCP или UDP;

· порт TCP или UDP назначения;

· тип сообщения ICMP (если протоколом является ICMP).

Хороший фильтр пакетов также может функционировать на базе информации, не содержащейся непосредственно в заголовке пакета, например, о том, на каком интерфейсе происходит получение пакета. По сути, фильтр пакетов содержит недоверенный, или «грязный» интерфейс, набор фильтров и доверенный интерфейс. «Грязная» сторона граничит с недоверенной сетью и первой принимает трафик. Проходя через нее, трафик обрабатывается согласно набору фильтров, используемому межсетевым экраном (эти фильтры называются правилами). В зависимости от них трафик либо принимается и отправляется далее через «чистый» интерфейс в пункт назначения, либо сбрасывается или отклоняется. Какой интерфейс является «грязным», а какой - «чистым», зависит от направления движения конкретного пакета (качественные фильтры пакетов действуют и для исходящего, и для входящего трафика).

Стратегии реализации пакетных фильтров различны, но есть основные методы, которыми следует руководствоваться.

· Построение правил - от наиболее конкретных до наиболее общих. Большинство фильтров пакетов осуществляет обработку с помощью наборов правил «снизу вверх» и останавливает ее, когда обнаруживается соответствие. Внедрение в верхнюю часть набора правил более конкретных фильтров делает невозможным сокрытие общим правилом специфичного правила далее по направлению к нижнему элементу набора фильтров.

· Размещение наиболее активных правил в верхней части набора фильтров. Экранирование пакетов занимает значительную часть процессорного времени, и. как уже говорилось ранее, фильтр пакетов прекращает обработку пакета, обнаружив его соответствие какому-либо правилу. Размещение популярных правил на первом или втором месте, а не на 30 или 31 позиции, экономит процессорное время, которое потребовалось бы для обработки пакета более чем 30 правилами. Когда требуется единовременная обработка тысяч пакетов, не следует пренебрегать экономией мощности процессора.

Определение конкретных и корректных правил фильтрации пакетов -- очень сложный процесс. Следует оценить преимущества и недостатки пакетных фильтров. Приведем некоторые преимущества.

· Высокая производительность. Фильтрация может осуществляться с линейной скоростью, сравнимой с быстродействием современных процессоров.

· Окупаемость. Пакетные фильтры являются относительно недорогими или вовсе бесплатными. Большая часть маршрутизаторов снабжена возможностями по фильтрации пакетов, интегрированными в их операционные системы.

· Прозрачность. Действия пользователя и приложения не требуется корректировать, чтобы обеспечить прохождение пакетов через пакетный фильтр.

· Широкие возможности по управлению трафиком. Простые пакетные фильтры можно использовать для сброса очевидно нежелательного трафика на сетевом периметре и между различными внутренними подсетями (например, применять граничные маршрутизаторы для сброса пакетов с исходными адресами, соответствующими внутренней сети (речь идет о подмененных пакетах), «частным» IP-адресам (RFC 1918) и пакетам вешания).

Рассмотрим недостатки фильтров пакетов.

· Разрешены прямые соединения между узлами без доверия и доверенными узлами.

· Низкий уровень масштабируемости. По мере роста наборов правил становится все труднее избегать «ненужных» соединений. Со сложностью правил связана проблема масштабируемости. Если невозможно быстро сканировать набор правил для просмотра результата внесенных изменений, придется его упростить.

· Возможность открытия больших диапазонов портов. Из-за динамической природы некоторых протоколов необходимо открывать большие диапазоны портов для правильного функционирования протоколов. Наихудший случай здесь - протокол FTP. FTP требует входящего соединения от сервера к клиенту, и пакетным фильтрам потребуется открыть широкие диапазоны портов для разрешения такой передачи данных.

· Подверженность атакам с подменой данных. Атаки с подменой данных (спуфинг), как правило, подразумевают присоединение фальшивой информации в заголовке TCP/IP. Распространены атаки с подменой исходных адресов и маскировкой пакетов под видом части уже установленных соединений.

Шлюз сеансового уровня

Circuit-level gateway (Шлюз сеансового уровня) -- межсетевой экран, который исключает прямое взаимодействие между авторизированным клиентом и внешним хостом. Сначала он принимает запрос доверенного клиента на определенные услуги и, после проверки допустимости запрошенного сеанса, устанавливает соединение с внешним хостом.

После этого шлюз просто копирует пакеты в обоих направлениях, не осуществляя их фильтрации. На этом уровне появляется возможность использования функции сетевой трансляции адресов (NAT, network address translation). Трансляция внутренних адресов выполняется по отношению ко всем пакетам, следующим из внутренней сети во внешнюю. Для этих пакетов IP-адреса компьютеров-отправителей внутренней сети автоматически преобразуются в один IP-адрес, ассоциируемый с экранирующим МЭ. В результате все пакеты, исходящие из внутренней сети, оказываются отправленными МЭ, что исключает прямой контакт между внутренней и внешней сетью. IP- адрес шлюза сеансового уровня становится единственным активным IP- адресом, который попадает во внешнюю сеть.

Особенности:

· Работает на 4 уровне.

· Передает TCP подключения, основываясь на порте.

· Недорогой, но более безопасный, чем фильтр пакетов.

· Вообще требует работы пользователя или программы конфигурации для полноценной работы.

· Пример: SOCKS файрвол.

Шлюз прикладного уровня

Application-level gateways (Шлюз прикладного уровня) - межсетевой экран, который исключает прямое взаимодействие между авторизированным клиентом и внешним хостом, фильтруя все входящие и исходящие пакеты на прикладном уровне модели OSI.

Связанные с приложением программы-посредники перенаправляет через шлюз информацию, генерируемую конкретными сервисами TCP/IP.

Возможности:

· Идентификация и аутентификация пользователей при попытке установления соединения через МЭ;

· Фильтрация потока сообщений, например, динамический поиск вирусов и прозрачное шифрование информации;

· Регистрация событий и реагирование на события;

· Кэширование данных, запрашиваемых из внешней сети.

На этом уровне появляется возможность использования функций посредничества (Proxy).

Для каждого обсуживаемого протокола прикладного уровня можно вводить программных посредников - HTTP-посредник, FTP-посредник и т.д. Посредник каждой службы TCP/IP ориентирован на обработку сообщений и выполнение функций защиты, относящихся именно к этой службе. Также, как и шлюз сеансового уровня, прикладной шлюз перехватывает с помощью соответствующих экранирующих агентов входящие и сходящие пакеты, копирует и перенаправляет информацию через шлюз, и функционирует в качестве сервера-посредника, исключая прямые соединения между внутренней и внешней сетью. Однако, посредники, используемые прикладным шлюзом, имеют важные отличия от канальных посредников шлюзов сеансового уровня. Во-первых, посредники прикладного шлюза связаны с конкретными приложениями программными серверами), а во-вторых, они могут фильтровать поток сообщений на прикладном уровне модели OSI.

Особенности:

· Работает на 7 уровне.

· Специфический для приложений.

· Умеренно дорогой и медленный, но более безопасный и допускает регистрацию деятельности пользователей.

· Требует работы пользователя или программы конфигурации для полноценной работы.

· Пример: Web (http) proxy.

МЭ экспертного уровня

Stateful inspection firewall -- межсетевой экран экспертного уровня, который проверяет содержимое принимаемых пакетов на трех уровнях модели OSI: сетевом, сеансовом и прикладном. При выполнении этой задачи используются специальные алгоритмы фильтрации пакетов, с помощью которых каждый пакет сравнивается с известным шаблоном авторизированных пакетов.

Особенности:

· Фильтрация 3 уровня.

· Проверка правильности на 4 уровне.

· Осмотр 5 уровня.

· Высокие уровни стоимости, защиты и сложности.

· Пример: CheckPoint Firewall-1.

Некоторые современные МЭ используют комбинацию вышеперечисленных методов и обеспечивают дополнительные способы защиты, как сетей, так и систем.

«Персональные» МЭ

Этот класс МЭ позволяет далее расширять защиту, допуская управление по тому, какие типы системных функций или процессов имеют доступ к ресурсам сети. Эти МЭ могут использовать различные типы сигнатур и условий, для того, чтобы разрешать или отвергать трафик. Вот некоторые из общих функций персональных МЭ:

· Блокирование на уровне приложений - позволять лишь некоторым приложениям или библиотекам исполнять сетевые действия или принимать входящие подключения

· Блокирование на основе сигнатуры - постоянно контролировать сетевой трафик и блокировать все известные атаки. Дополнительный контроль увеличивает сложность управления безопасностью из-за потенциально большого количества систем, которые могут быть защищены персональным файрволом. Это также увеличивает риск повреждения и уязвимости из-за плохой настройки.

Динамические МЭ

Динамические МЭ объединяют в себе стандартные МЭ (перечислены выше) и методы обнаружения вторжений, чтобы обеспечить блокирование «на лету» сетевых подключений, которые соответствуют определённой сигнатуре, позволяя при этом подключения от других источников к тому же самому порту. Например, можно блокировать деятельность сетевых червей, не нарушая работу нормального трафика.

Схемы подключения МЭ:

· Схема единой защиты локальной сети;

· Схема защищаемой закрытой и не защищаемой открытой подсетями;

· Схема с раздельной защитой, закрытой и открытой подсетей.

Наиболее простым является решение, при котором межсетевой экран просто экранирует локальную сеть от глобальной. При этом WWW-сервер, FTP-сервер, почтовый сервер и другие сервера, оказываются также защищены межсетевым экраном. При этом требуется уделить много внимания на предотвращение проникновения на защищаемые станции локальной сети при помощи средств легкодоступных WWW-серверов.

...