Потенциальные угрозы информационной безопасности. Естественные и искусственные угрозы. Информационная безопасность для различных пользователей компьютерных систем

Понятие информационной безопасности и ее основные составляющие

Под понятием «информационная безопасность» часто понимают защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры (системы электро-, водо- и теплоснабжения, кондиционеры, средства коммуникаций и обслуживающий персонал) от любых воздействий естественного или искусственного характера, которые могут нанести неприемлемый ущерб субъектам информационных отношений.

Замечание 1

Основными целями обеспечения информационной безопасности является защита государственной тайны, конфиденциальной информации общественного значения и личности, защита от информационного воздействия.

Информационная безопасность определяется способностью ее субъекта (государства, общества, личности):

обеспечивать информационные ресурсы для поддержания своего устойчивого функционирования и развития;
противостоять информационным угрозам, негативным воздействиям на сознание и психику людей, а также на компьютерные сети и другие технические источники информации;
вырабатывать навыки и умения безопасного поведения;
поддерживать постоянную готовность к адекватным мерам защиты информации.

Защита информации осуществляется проведением комплекса мероприятий, направленных на обеспечение ИБ.

Для решения проблем информационной безопасности нужно прежде всего выявить субъекты информационных отношений и их интересы, связанные с использованием информационных систем (ИС). Оборотной стороной использования информационных технологий являются угрозы ИБ.

Таким образом, подход к обеспечению ИБ может существенно различаться для разных категорий субъектов. Для одних на первом месте стоит секретность информации (например, государственные учреждения, банки, военные институты), для других эта секретность практически не важна (например, образовательные структуры). Кроме того, ИБ не сводится только к защите от несанкционированного доступа к информации. Субъект информационных отношений может пострадать (понести убытки или получить моральный ущерб), например, от поломки системы, которая вызовет перерыв в работе ИС. Примером такого проявления могут быть те же образовательные структуры, для которых сама защита от несанкционированного доступа к информации не так важна, как важна работоспособность всей системы.

Самым слабым звеном в обеспечении информационной безопасности чаще всего оказывается человек.

Немаловажным вопросом в обеспечении ИБ является приемлемость ущерба. Это значит, что стоимость средств защиты и необходимых мероприятий не должны превышать размер ожидаемого ущерба, иначе это будет экономически нецелесообразным. Т.е. с каким-то возможным ущербом придется смириться (т.к. от всех возможных ущербов защититься невозможно), а защищаться необходимо от того, с чем смириться является невозможным. Например, чаще всего недопустимым ущербом ИБ является материальные потери, а целью защиты информации должно быть уменьшение размеров ущерба до допустимых значений.

Субъекты, использующие информационные системы, которые могут быть подвержены разного рода вмешательствам со стороны посторонних лиц, прежде всего заинтересованы в обеспечении доступности (возможности за приемлемое время получить необходимую информационную услугу), целостности (актуальности и непротиворечивости информации, ее защищенности от разрушения и несанкционированного изменения) и конфиденциальности (защиты от несанкционированного доступа к информации) информационных ресурсов и поддерживающей инфраструктуры.

Доступность признана важнейшим элементом информационной безопасности, так как если по каким-либо причинам информационные услуги становится невозможным получить (предоставить), то это безусловно наносит ущерб всем субъектам информационных отношений. Особенно важна роль доступности информации в разного рода системах управления – государством, производством, транспортом и т.п. Недопустимые потери (как материальные, так и моральные) может иметь, к примеру, недоступность информационных услуг, которыми пользуется большое количество людей (продажа билетов, банковские услуги и т.п.).

Целостность оказывается важнейшей составляющей информационной безопасности в тех случаях, когда информация имеет значение «руководства». Например, нарушение целостности рецептуры лекарств, медицинских процедур, характеристик комплектующих изделий, хода технологического процесса могут приветси к необратимым последствиям.

Замечание 2

Также важным аспектом нарушения ИБ является искажение официальной информации. К сожалению, в современных условиях практическая реализация мер по обеспечению конфиденциальности информации наталкивается на серьезные трудности.

Итак, на первом месте в спектре интересов субъектов информационных отношений, которые реально используют информационные системы, стоит доступность. Практически не уступает ей по важности целостность, т.к. нет смысла в информационной услуге, если она содержит искаженные сведения или несвоевременно предоставляется. Наконец, конфиденциальность присуща как организациям (например, в школах стараются не разглашать личные данные школьников и сотрудников) и отдельным пользователям (например, пароли).

Угрозы информации

Угроза информационной безопасности – совокупность условий и факторов, которые создают опасность нарушения информационной безопасности.

Попытка реализации угрозы называется атакой, а предпринимающий такую попытку – злоумышленником.

Среди наиболее выраженных угроз ИБ можно выделить подверженность физическому искажению или уничтожению, возможность случайного или преднамеренного несанкционированного изменения, опасность случайного или умышленного получения информации посторонними лицами.

Источниками угроз могут быть люди, технические устройства, модели, алгоритмы, программы, технологические схемы обработки, внешняя среда.

Причинами появления угроз могут быть:

объективные причины, которые не связаны напрямую с деятельностью человека и вызывают случайные угрозы;
субъективные причины, которые связаны с деятельностью человека и вызывают как умышленные (деятельность иностранных разведок, уголовных элементов, промышленный шпионаж, деятельность недобросовестных сотрудников), так и случайные (плохое психофизиологическое состояние, низкий уровень знаний, плохая подготовка) угрозы информации.

Замечание 3

Стоит заметить, что некоторые угрозы нельзя считать следствием какой-то ошибки. Например, существующая угроза сбоя в подаче электричества зависит от необходимости аппаратного обеспечения ИС в электропитании.

Для выбора наиболее приемлемых средств обеспечения безопасности необходимо иметь представление об уязвимых местах, а также об угрозах, которые могут использовать эти уязвимые места с деконструктивной целью.

Незнание в данном случае приводит к израсходованию средств для ИБ там, где этого можно избежать и наоборот, недостаток защиты там, где это необходимо.

Существует множество различных классификаций угроз:

по аспекту ИБ (доступность, целостность, конфиденциальность), против которого направлены угрозы;
по компонентам ИС, на которые нацелены угрозы (данные, программное или техническое обеспечение, поддерживающая инфраструктура);
по способу осуществления (случайные или умышленные, природного или техногенного характера);
по расположению источника угроз относительно ИС (внутренние и внешние).

Наиболее распространенными угрозами доступности и опасными с точки зрения материального ущерба являются случайные ошибки рабочего персонала, использующего ИС. К таким ошибкам можно отнести неправильно введенные данные, которые могут привести к необратимым последствиям.

Также подобные ошибки могут создать уязвимое место, которым могут воспользоваться злоумышленники. Такие ошибки могут допускаться, к примеру, администраторами ИС. Считают, что до 65% потерь составляют последствия именно случайных ошибок. Это доказывает, что безграмотность и небрежность в работе приносят гораздо больше вреда, чем другие факторы.

Самым действенным способом борьбы со случайными ошибками является максимальная автоматизация производства или организации и строгий контроль.

К угрозам доступности также относится отказ пользователей из-за нежелания работать с ИС, невозможности работать с ИС (недостаточная подготовка, низкая компьютерная грамотность, отсутствие технической поддержки и т.п.).

Внутренний отказ ИС рассматривают как угрозу доступности, источниками которого может быть:

случайное или умышленное отступление от правил эксплуатации;
выход системы из штатного режима эксплуатации в силу случайных или умышленных действий пользователей или персонала (превышение дозволенного числа запросов, превышение объема информации, которая обрабатывается, и т.п.);
ошибки в конфигурировании системы;
отказ программного или аппаратного обеспечения;
поломка или повреждение аппаратуры;
повреждение данных.

Случайное или преднамеренное нарушение работы систем связи, все виды снабжения (электричество, вода, тепло), кондиционирование; повреждение или разрушение помещений; нежелание или невозможность персонала выполнять свои обязанности (забастовка, гражданские беспорядки, теракт или его угроза, аварии на транспорте и т.п.) также относят к угрозам ИБ.

Немаловажным фактором обеспечения ИБ является аннуляция прав доступа к информационным ресурсам уволенных сотрудников, которые также являют собой угрозу ИБ.

Опасны и стихийные бедствия – наводнения, пожары, ураганы, землетрясения. На их долю приходится 13% потерь, которые были нанесены ИС.

Агрессивное потребление ресурсов (вычислительные возможности процессоров, оперативной памяти, пропускная способность сетей) также может являться средством выведения ИС из штатного режима эксплуатации. В зависимости от расположения источника угрозы агрессивное потребление ресурсов может быть локальным или удаленным.

При ошибках в конфигурации системы локальное потребление ресурсов слишком опасно, так как способно практически монополизировать процессор или физическую память, чем может свести скорость выполнения других программ практически к нулю.

В последнее время именно удаленное потребление ресурсов в виде атак является особенно опасной формой – скоординированные распределенные атаки с множества разных адресов с максимальной скоростью направляются на сервер с вполне легальными запросами на соединение или обслуживание. Подобные атаки стали огромной проблемой в феврале 2000 года, жертвами которых оказались владельцы и пользователи нескольких крупнейших систем электронной коммерции. Особенно опасным является архитектурный просчет в виде разбалансированности между пропускной способностью сети и производительностью сервера. В таком случае защититься от распределенных атак на доступность крайне сложно. Для выведения систем из штатного режима эксплуатации могут использоваться уязвимые места в виде программных и аппаратных ошибок.

Безусловно, опасной деструктивной силой обладает вредоносное программное обеспечение.

Целью разрушительной функции вредоносного ПО является:

внедрение другого вредоносного ПО;
получение контроля над атакуемой системой;
агрессивное потребление ресурсов;
изменение или разрушение программ и/или данных.

Различают следующие вредоносные коды:

вирусы – код, который обладает способностью к распространению путем внедрения в другие программы. Вирусы обычно распространяются локально, в пределах узла сети; для передачи по сети им требуется внешняя помощь, такая как пересылка зараженного файла.
«черви» – код, способный самостоятельно вызывать распространение своих копий по ИС и их выполнение (для активизации вируса требуется запуск зараженной программы). «Черви» ориентированы в первую очередь на путешествия по сети.

Замечание 4

Кроме всего прочего вредоносной функцией вирусов и "червей" является агрессивное потребление ресурсов. Например, «черви» используют полосу пропускания сети и ресурсы почтовых систем, следствием чего является появление уязвимых мест для атак на доступность

Вредоносный код, прикрепленный к обычной программе, называется троянским. Например, обычная программа, пораженная вирусом, становится троянской. Зачастую такие программы уже зараженные вирусом (троянские) изготавливают специально и поставляют под видом полезного ПО.

Самым распространенным способом борьбы с вредоносным ПО является обновление базы данных антивирусных программ и других возможных средств защиты.

Обратим внимание, что действие вредоносного ПО может быть направлено не только против доступности информационной безопасности.

Замечание 5

При рассмотрении основных угроз целостности необходимо вспомнить о кражах и подлогах, виновниками которых в основном оказываются сотрудники, знающие режим работы и меры защиты.

Способом нарушения целостности является введение неверных данных или их изменение. Данными, которые могут подвергаться изменению, являются как содержательные, так и служебная информация.

Во избежание подобных угроз нарушения целостности, не нужно слепо доверять компьютерной информации. Подделке могут поддаваться как заголовки электронного письма, так и его содержание, особенно если злоумышленнику известен пароль отправителя.

Уязвимыми с точки зрения нарушения целостности могут быть программы. Примером может быть внедрение вредоносного ПО.

Активное прослушивание, которое также относится к угрозам целостности относится неделимость транзакций, переупорядочение, кража или дублирование данных, внесение дополнительных сообщений (сетевых пакетов и т.п.).

Говоря об угрозах конфиденциальности информации, первым делом необходимо рассмотреть конфиденциальность служебной информации.

Развитие всевозможных информационных сервисов, программного обеспечения, сервисов связи и т.д. приводит к тому, что каждый пользователь должен запомнить неимоверное количество паролей доступа к каждому из сервисов. Часто такие пароли невозможно запомнить, поэтому они записываются (на компьютере, в записной книжке). Из этого вытекает непригодность парольной системы. Поскольку если следовать рекомендациям по смене паролей, то это только усугубляет положение. Проще всего использовать два-три пароля, что подвергает их легкому угадыванию, а следственно и доступу к конфиденциальной информации.

Угрозы информационной (компьютерной) безопасности – это различные действия, которые могут привести к нарушениям информационной безопасности. Другими словами, это потенциально возможные события/процессы или действия, которые могут нанести ущерб информационным и компьютерным системам.

Угрозы ИБ можно разделить на два типа: естественные и искусственные. К естественным относятся природные явления, которые не зависят от человека, например, ураганы, наводнения, пожары и т.д. Искусственные угрозы зависят непосредственно от человека и могут быть преднамеренные и непреднамеренные. Непреднамеренные угрозы возникают из-за неосторожности, невнимательности и незнания. Примером таких угроз может быть установка программ, которые не входят в число необходимых для работы, в дальнейшем нарушающих работу системы, что и приводит к потере информации. Преднамеренные угрозы, в отличие от предыдущих, создаются специально. К ним можно отнести атаки злоумышленников как извне, так и изнутри компании. Результат этого вида угроз – огромные потери компанией денежных средств и интеллектуальной собственности.

Классификация угроз информационной безопасности

В зависимости от различных способов классификации все возможные угрозы информационной безопасности можно разделить на следующие основные подгруппы:

Нежелательный контент включает в себя не только вредоносные программы, потенциально опасные программы и спам, которые непосредственно созданы для того, чтобы уничтожить или украсть информацию, но и сайты, которые запрещены законодательством, или нежелательные сайты, что содержат информацию, не соответствующую возрасту потребителя.

Источник: международное исследование EY в области информационной безопасности «Путь к киберустойчивости: прогноз, сопротивление, ответная реакция», 2016 год

Несанкционированный доступ – просмотр информации сотрудником, который не имеет разрешения пользоваться данной информацией, путем нарушения должностных полномочий. Несанкционированный доступ приводит к утечке информации. В зависимости от того, какая информация и где она хранится, утечки могут организовываться разными способами, а именно через атаки на сайты, взлом программ, перехват данных по сети, использование несанкционированных программ.

Утечка информации в зависимости от того, чем она была вызвана, может разделяться на умышленную и случайную. Случайные утечки происходят из-за ошибок оборудования, программного обеспечения и человека. А умышленные, в отличие от случайных, организовываются преднамеренно, с целью получить доступ к данным, нанести ущерб.

Потерю данных можно считать одной из основных угроз информационной безопасности. Нарушение целостности информации может быть вызвано неисправностью оборудования или умышленными действия пользователей, будь то они сотрудниками или злоумышленниками.

Не менее опасной угрозой является фрод (мошенничество с использованием информационных технологий). К мошенничеству можно отнести не только манипуляции с кредитными картами (кардинг) и взлом онлайн-банка, но и внутренний фрод. Целью этих экономических преступлений является обход законодательства, политики, нормативных актов компании, присвоение имущества.

Ежегодно по всему миру возрастает террористическая угроза постепенно перемещаясь в виртуальное пространство. На сегодняшний день никого не удивляет возможность атак на АСУ ТП различных предприятий. Но подобные атаки не проводятся без предварительной разведки, для чего и нужен кибершпионаж, который поможет собрать необходимые данные. Существует также такое понятие, как информационная война, которая отличается от обычной войны только тем, что в качестве оружия выступает тщательно подготовленная информация.

Источник угроз информационной безопасности

Нарушение информационной безопасности может быть вызвано как спланированными действиями злоумышленника, так и неопытностью сотрудника. Пользователь должен иметь хоть какое-то понятие об ИБ, вредоносном программном обеспечении, чтобы своими действиями не нанести ущерб компании и самому себе.

Чтобы пробиться через защиту и получить доступ к нужной информации злоумышленники используют слабые места и ошибки в работе программного обеспечения, веб-приложений, ошибки в конфигурациях файрволов, прав доступа, прибегают к прослушиванию каналов связи и использованию клавиатурных шпионов.

Потеря информации может быть обусловлена не только внешними атаками злоумышленников и неаккуратностью сотрудников, но и работниками компании, которые заинтересованы в получении прибыли в обмен на ценные данные организации, в которой работают или работали.

Источниками угроз выступают киберпреступные группы и государственные спецслужбы (киберподразделения), которые используют весь арсенал доступных киберсредств:

нежелательный контент;
несанкционированный доступ;
утечки информации;
потеря данных;
мошенничество;
кибервойны и кибертерроризм;

То, чем будет производиться атака, зависит от типа информации, ее расположения, способов доступа к ней и уровня защиты. Если атака будет рассчитана на неопытность жертвы, то возможно использование спам рассылок.

Оценивать угрозы информационной безопасности необходимо комплексно, при этом методы оценки будут различаться в каждом конкретном случае. Например, чтобы исключить потерю данных из-за неисправности оборудования, нужно использовать качественные комплектующие, проводить регулярное техническое обслуживание, устанавливать стабилизаторы напряжения. Дальше следует устанавливать и регулярно обновлять программное обеспечение. Отдельное внимание нужно уделить защитному ПО, базы которого должны обновляться ежедневно:

защита от нежелательного контента (антивирус, антиспам, веб-фильтры, анти-шпионы)
фаерволы и системы обнаружения вторжений IPS
защита веб-приложений
анти-ддос
анализ исходного кода
антифрод
защита от таргетированных атак
системы обнаружения аномального поведения пользователей (UEBA)
защита АСУ ТП
защита от утечек данных
шифрование
защита мобильных устройств
резервное копирование
системы отказоустойчивости

Обучение сотрудников компании основным понятиям информационной безопасности и принципам работы различных вредоносных программ поможет избежать случайных утечек данных, исключить случайную установку потенциально опасных программ на компьютер. Также в качестве меры предосторожности от потери информации следует делать резервные копии. Для того чтобы следить за деятельностью сотрудников на рабочих местах и иметь возможность обнаружить злоумышленника, следует использовать DLP-системы.

Организовать информационную безопасность помогут специализированные программы, разработанные на основе современных технологий. Примером таких технологий предотвращения утечек конфиденциальных данных являются DLP-системы. А в борьбе с мошенничеством следует использовать анти-фрод системы, которые предоставляют возможность мониторить, обнаруживать и управлять уровнем фрода.

Безопасность виртуального сервера может быть рассмотрена только непосредственно как «информационная безопасность» . Многие слышали это словосочетание, но не все понимают, что же это такое?

«Информационная безопасность» - это процесс обеспечения доступности, целостности и конфиденциальности информации .

Под «доступностью» понимается соответственно обеспечение доступа к информации. «Целостность» - это обеспечение достоверности и полноты информации. «Конфиденциальность» подразумевает под собой обеспечение доступа к информации только авторизованным пользователям.

Исходя из Ваших целей и выполняемых задач на виртуальном сервере, необходимы будут и различные меры и степени защиты, применимые по каждому из этих трех пунктов.

Для примера, если Вы используете виртуальный сервер, только как средство для серфинга в интернете, то из необходимых средств для обеспечения безопасности, в первую очередь будет использование средств антивирусной защиты, а так же соблюдение элементарных правил безопасности при работе в сети интернет.

В другом случае если у Вас размещен на сервере продающий сайт или игровой сервер, то и необходимые меры защиты будут совершенно различными.

Знание возможных угроз, а также уязвимых мест защиты, которые эти угрозы обычно эксплуатируют, необходимо для того, чтобы выбирать наиболее оптимальные средства обеспечения безопасности, для этого рассмотрим основные моменты.

Под «Угрозой» понимается потенциальная возможность тем или иным способом нарушить информационную безопасность. Попытка реализации угрозы называется «атакой» , а тот, кто реализует данную попытку, называется «злоумышленником» . Чаще всего угроза является следствием наличия уязвимых мест в защите информационных систем.

Рассмотрим наиболее распространенные угрозы, которым подвержены современные информационные системы.

Угрозы информационной безопасности, которые наносят наибольший ущерб

Рассмотрим ниже классификацию видов угроз по различным критериям:

Угроза непосредственно информационной безопасности:
- Доступность
- Целостность
- Конфиденциальность
Компоненты на которые угрозы нацелены:
- Данные
- Программы
- Аппаратура
- Поддерживающая инфраструктура
По способу осуществления:
- Случайные или преднамеренные
- Природного или техногенного характера
По расположению источника угрозы бывают:
- Внутренние
- Внешние

Как упоминалось в начале понятие «угроза» в разных ситуациях зачастую трактуется по-разному. И необходимые меры безопасности будут разными. Например, для подчеркнуто открытой организации угроз конфиденциальности может просто не существовать - вся информация считается общедоступной, однако в большинстве случаев нелегальный доступ представляется серьезной опасностью.

Применимо к виртуальным серверам, угрозы, которые Вам как администратору сервера, необходимо принимать во внимание это - угроза доступности, конфиденциальности и целостность данных. За возможность осуществления угроз направленных на конфиденциальность и целостность данных, не связанные с аппаратной или инфраструктурной составляющей, Вы несете прямую и самостоятельную ответственность. В том числе как и применение необходимых мер защиты, это Ваша непосредственная задача.

На угрозы направленные на уязвимости используемых Вами программ, зачастую Вы как пользователь не сможете повлиять, кроме как не использовать данные программы. Допускается использование данных программ только в случае если реализация угроз используя уязвимости этих программ, либо не целесообразна с точки зрения злоумышленника, либо не имеет для Вас как для пользователя существенных потерь.

Обеспечением необходимых мер безопасности от угроз направленных на аппаратуру, инфраструктуру или угрозы техногенного и природного характера, занимается напрямую та хостинг компания, которую Вы выбрали и в которой арендуете свои сервера. В данном случае необходимо наиболее тщательно подходить к выбору, правильно выбранная хостинг компания на должном уровне обеспечит Вам надежность аппаратной и инфраструктурной составляющей.

Вам как администратору виртуального сервера, данные виды угроз нужно принимать во внимание только в случаях при которых даже кратковременная потеря доступа или частичная или полная остановка в работоспособности сервера по вине хостинг компании могут привести к не соизмеримым проблемам или убыткам. Это случается достаточно редко, но по объективным причинам ни одна хостинг компания не может обеспечить Uptime 100%.

Угрозы непосредственно информационной безопасности

К основным угрозам доступности можно отнести

Внутренний отказ информационной системы;
Отказ поддерживающей инфраструктуры.

Основными источниками внутренних отказов являются:

Нарушение (случайное или умышленное) от установленных правил эксплуатации
Выход системы из штатного режима эксплуатации в силу случайных или преднамеренных действий пользователей (превышение расчетного числа запросов, чрезмерный объем обрабатываемой информации и т.п.)
Ошибки при (пере)конфигурировании системы
Вредоносное программное обеспечение
Отказы программного и аппаратного обеспечения
Разрушение данных
Разрушение или повреждение аппаратуры

По отношению к поддерживающей инфраструктуре рекомендуется рассматривать следующие угрозы:

Нарушение работы (случайное или умышленное) систем связи, электропитания, водо- и/или теплоснабжения, кондиционирования;
Разрушение или повреждение помещений;
Невозможность или нежелание обслуживающего персонала и/или пользователей выполнять свои обязанности (гражданские беспорядки, аварии на транспорте, террористический акт или его угроза, забастовка и т.п.).

Основные угрозы целостности

Можно разделить на угрозы статической целостности и угрозы динамической целостности.

Так же стоит разделять на угрозы целостности служебной информации и содержательных данных. Под служебной информацией понимаются пароли для доступа, маршруты передачи данных в локальной сети и подобная информация. Чаще всего и практически во всех случаях злоумышленником осозхнанно или нет, оказывается сотрудник организации, который знаком с режимом работы и мерами защиты.

С целью нарушения статической целостности злоумышленник может:

Ввести неверные данные
Изменить данные

Угрозами динамической целостности являются, переупорядочение, кража, дублирование данных или внесение дополнительных сообщений.

Основные угрозы конфиденциальности

Конфиденциальную информацию можно разделить на предметную и служебную. Служебная информация (например, пароли пользователей) не относится к определенной предметной области, в информационной системе она играет техническую роль, но ее раскрытие особенно опасно, поскольку оно чревато получением несанкционированного доступа ко всей информации, в том числе предметной.

Даже если информация хранится в компьютере или предназначена для компьютерного использования, угрозы ее конфиденциальности могут носить некомпьютерный и вообще нетехнический характер.

К неприятным угрозам, от которых трудно защищаться, можно отнести злоупотребление полномочиями. На многих типах систем привилегированный пользователь (например системный администратор) способен прочитать любой (незашифрованный) файл, получить доступ к почте любого пользователя и т.д. Другой пример - нанесение ущерба при сервисном обслуживании. Обычно сервисный инженер получает неограниченный доступ к оборудованию и имеет возможность действовать в обход программных защитных механизмов.

Для наглядности данные виды угроз так же схематично представлены ниже на рис 1.

Рис. 1. Классификация видов угроз информационной безопасности

Для применения наиболее оптимальных мер по защите, необходимо провести оценку не только угроз информационной безопасности но и возможного ущерба, для этого используют характеристику приемлемости, таким образом, возможный ущерб определяется как приемлемый или неприемлемым. Для этого полезно утвердить собственные критерии допустимости ущерба в денежной или иной форме.

Каждый кто приступает к организации информационной безопасности, должен ответить на три основных вопроса:

Что защищать?
От кого защищать, какие виды угроз являются превалирующими: внешние или внутренние?
Как защищать, какими методами и средствами?

Принимая все выше сказанное во внимание, Вы можете наиболее полно оценить актуальность, возможность и критичность угроз. Оценив всю необходимую информацию и взвесив все «за» и «против». Вы сможете подобрать наиболее эффективные и оптимальные методы и средства защиты.

Основные методы и средства защиты, а так же минимальные и необходимые меры безопасности применяемые на виртуальных серверах в зависимости от основных целей их использования и видов угроз, нами будут рассмотрены в следующих статьях под заголовком «Основы информационной безопасности».

Введение

Угрозы информационной безопасности. Классификация угроз информационной безопасности

Угрозы безопасности информации в КС

Основные способы получения НСД к информации

Вредоносное ПО

Защита от НСД

Виртуальные частные сети

Межсетевое экранирование

Комплексная защита

Заключение

Введение

Благодаря быстрому развитию компьютерных технологий и компьютеризации хранение, обработка и передача информации в компьютерной среде стали неотъемлемой частью большинства видов деятельности ввиду удобства и скорости, но, к сожалению, не надежности. Информация, как ценность, очень часто является целью злоумышленников. Поэтому обеспечение надежной защиты от угроз информации является актуальной темой.

Целью работы является подробное рассмотрение возможных угроз по отношению к компьютерной системе и методы защиты от угроз безопасности.

Угрозы информационной безопасности. Классификация угроз информационной безопасности

Перед тем, как рассматривать угрозы информационной безопасности следует рассмотреть, что из себя представляет нормальное функционирование информационных систем (ИС). В совокупности, нормальное функционирование ИС представляет собой систему, которая может своевременно и достоверно представлять запрашиваемую информацию пользователю без каких-либо угроз. При каком-либо сбое в работе системы и/или повреждении исходной информации следует обратить внимание на средства защиты компьютерной системы (КС).

Для обеспечения надежной защиты информации первостепенно необходимо проанализировать все факторы, представляющие угрозу информационной безопасности.

Под угрозой информационной безопасности КС обычно понимают возможное событие (действие), которое может негативно воздействовать на систему и информацию, в ней хранящуюся и обрабатывающуюся. Список возможных угроз на сегодняшний день достаточно велик, поэтому их принято классифицировать по следующим признакам:

По природе возникновения:

· естественные угрозы

· искусственные угрозы безопасности

По степени преднамеренности проявления:

· случайные

· преднамеренные

По непосредственному источнику:

· природная среда

· человек

· санкционированные программно-аппаратные средства

· несанкционированные программно-аппаратные средства

По положению источника угроз:

· вне контролируемой зоны КС (перехват данных)

· в пределах контролируемой зоны КС

По степени воздействия на КС:

· пассивные угрозы

· активные угрозы

По этапам доступа к ресурсам КС:

· угрозы, которые могут проявляться на этапе доступа к ресурсам КС

· угрозы, проявляющиеся после разрешения доступа

По текущему месту расположения информации в КС:

· угроза доступа к информации на внешних запоминающих устройствах

· угроза доступа к информации в оперативной памяти (несанкционированное обращение к памяти)

· угроза доступа к информации, циркулирующей в линиях связи (путем незаконного подключения)

По способу доступа к ресурсам КС: угрозы, использующие прямой стандартный путь доступа к ресурсам с помощью незаконно полученных паролей или путем несанкционированного использования терминалов законных пользователей, угрозы, использующие скрытый нестандартный путь доступа к ресурсам КС в обход существующих средств защиты.

По степени зависимости от активности КС:

· угрозы, проявляющиеся независимо от активности КС

· угрозы, проявляющиеся только в процессе обработки данных

несанкционированный доступ безопасность информация

Угрозы безопасности информации в КС

Ошибки при разработке КС, программного и аппаратного обеспечения являются слабым звеном, которое может стать стартовой точкой для атаки злоумышленников. Самым распространенным нарушением, пожалуй, является несанкционированный доступ (НСД). Причинами НСД могут стать:

· различные ошибки конфигурации средств защиты;

Электронный замок

Благодаря тому, что электронный замок работает в своей собственной доверенной программной среде и осуществляет все меры по контролю доступа именно в ней, шансы злоумышленника получить доступ к системе сводятся к нулю

Для начала функционирования данного аппаратного средства сначала требуется его установка и соответствующая настройка. Сама настройка возлагается на администратора (либо другое ответственное лицо) и делится на следующие этапы:

Создание "вайт-листа", т.е. списка пользователей, которые имеют доступ к системе. Для каждого из пользователей формируется ключевой носитель (дискета, электронная таблетка iButton или смарт-карта), по которому, в дальнейшем, проходит аутентификация пользователей. Список пользователей сохраняется в энергонезависимой памяти замка.

2. Формирование списка файлов, целостность которых контролируется замком перед загрузкой операционной системы компьютера. Контролю подлежат важные файлы операционной системы, например, следующие:

§ системные библиотеки Windows;

§ исполняемые модули используемых приложений;

§ шаблоны документов Microsoft Word и т.д.

Контроль целостности файлов представляет собой вычисление их эталонной контрольной суммы, например, хеширование по алгоритму ГОСТ Р 34.11-94 (российский криптографический стандарт вычисления хеш-функции), сохранение вычисленных значений в энергонезависимой памяти замка и последующее вычисление реальных контрольных сумм файлов и сравнение с эталонными.

В штатном режиме работы электронный замок получает управление от BIOS защищаемого компьютера после включения последнего. На этом этапе и выполняются все действия по контролю доступа на компьютер:

Замок запрашивает у пользователя носитель с ключевой информацией, необходимой для его аутентификации. Если ключевая информация требуемого формата не предъявляется или если пользователь, идентифицируемый по предъявленной информации, не входит в список пользователей защищаемого компьютера, замок блокирует загрузку компьютера.

Если аутентификация пользователя прошла успешно, замок рассчитывает контрольные суммы файлов, содержащихся в списке контролируемых, и сравнивает полученные контрольные суммы с эталонными. В случае, если нарушена целостность хотя бы одного файла из списка, загрузка компьютера блокируется. Для возможности дальнейшей работы на данном компьютере необходимо, чтобы проблема была разрешена Администратором, который должен выяснить причину изменения контролируемого файла и, в зависимости от ситуации, предпринять одно из следующих действий, позволяющих дальнейшую работу с защищаемым компьютером:

§ восстановить исходный файл;

§ удалить файл из списка контролируемых.

2. Если все проверки пройдены успешно, замок возвращает управление компьютеру для загрузки штатной операционной системы.

Действия по контролю доступа к системе

Поскольку описанные выше действия выполняются до загрузки операционной системы компьютера, замок обычно загружает собственную операционную систему (находящуюся в его энергонезависимой памяти - обычно это MS-DOS или аналогичная ОС, не предъявляющая больших требований к ресурсам), в которой выполняются аутентификация пользователей и проверка целостности файлов. В этом есть смысл и с точки зрения безопасности - собственная операционная система замка не подвержена каким-либо внешним воздействиям, что не дает возможности злоумышленнику повлиять на описанные выше контролирующие процессы.

При использовании электронных замков существует ряд проблем, в частности:

BIOS некоторых современных компьютеров может быть настроен таким образом, что управление при загрузке не передается BIOS’у замка. Для противодействия подобным настройкам замок должен иметь возможность блокировать загрузку компьютера (например, замыканием контактов Reset) в случае, если в течение определенного интервала времени после включения питания замок не получил управление.

2. Злоумышленник может просто вытащить замок из компьютера. Однако, существует ряд мер противодействия:

· Различные организационно-технические меры: пломбирование корпуса компьютера, обеспечение отсутствие физического доступа пользователей к системному блоку компьютера и т.д.

· Существуют электронные замки, способные блокировать корпус системного блока компьютера изнутри специальным фиксатором по команде администратора - в этом случае замок не может быть изъят без существенного повреждения компьютера.

· Довольно часто электронные замки конструктивно совмещаются с аппаратным шифратором. В этом случае рекомендуемой мерой защиты является использование замка совместно с программным средством прозрачного (автоматического) шифрования логических дисков компьютера. При этом ключи шифрования могут быть производными от ключей, с помощью которых выполняется аутентификация пользователей в электронном замке, или отдельными ключами, но хранящимися на том же носителе, что и ключи пользователя для входа на компьютер. Такое комплексное средство защиты не потребует от пользователя выполнения каких-либо дополнительных действий, но и не позволит злоумышленнику получить доступ к информации даже при вынутой аппаратуре электронного замка.

Защита от НСД по сети

Наиболее действенными методами защиты от несанкционированного доступа по компьютерным сетям являются виртуальные частные сети (VPN - Virtual Private Network) и межсетевое экранирование.

Виртуальные частные сети

Виртуальные частные сети обеспечивают автоматическую защиту целостности и конфиденциальности сообщений, передаваемых через различные сети общего пользования, прежде всего, через Интернет. Фактически, VPN - это совокупность сетей, на внешнем периметре которых установлены VPN-агенты.

Совокупность сетей, на внешнем периметре которых установлены VPN-агенты.

агент - это программа (или программно-аппаратный комплекс), собственно обеспечивающая защиту передаваемой информации путем выполнения описанных ниже операций.

Перед отправкой в сеть любого IP-пакета VPN-агент производит следующее:

Из заголовка IP-пакета выделяется информация о его адресате. Согласно этой информации на основе политики безопасности данного VPN-агента выбираются алгоритмы защиты (если VPN-агент поддерживает несколько алгоритмов) и криптографические ключи, с помощью которых будет защищен данный пакет. В том случае, если политикой безопасности VPN-агента не предусмотрена отправка IP-пакета данному адресату или IP-пакета с данными характеристиками, отправка IP-пакета блокируется.

2. С помощью выбранного алгоритма защиты целостности формируется и добавляется в IP-пакет электронная цифровая подпись (ЭЦП), имитоприставка или аналогичная контрольная сумма.

С помощью выбранного алгоритма шифрования производится зашифрование IP-пакета.

С помощью установленного алгоритма инкапсуляции пакетов зашифрованный IP-пакет помещается в готовый для передачи IP-пакет, заголовок которого вместо исходной информации об адресате и отправителе содержит соответственно информацию о VPN-агенте адресата и VPN-агенте отправителя. Т.е. выполняется трансляция сетевых адресов.

Пакет отправляется VPN-агенту адресата. При необходимости, производится его разбиение и поочередная отправка результирующих пакетов.

При приеме IP-пакета VPN-агент производит следующее:

Из заголовка IP-пакета выделяется информация о его отправителе. В том случае, если отправитель не входит в число разрешенных (согласно политике безопасности) или неизвестен (например, при приеме пакета с намеренно или случайно поврежденным заголовком), пакет не обрабатывается и отбрасывается.

2. Согласно политике безопасности выбираются алгоритмы защиты данного пакета и ключи, с помощью которых будет выполнено расшифрование пакета и проверка его целостности.

Выделяется информационная (инкапсулированная) часть пакета и производится ее расшифрование.

Производится контроль целостности пакета на основе выбранного алгоритма. В случае обнаружения нарушения целостности пакет отбрасывается.

Пакет отправляется адресату (по внутренней сети) согласно информации, находящейся в его оригинальном заголовке.

VPN-агент может находиться непосредственно на защищаемом компьютере. В этом случае с его помощью защищается информационный обмен только того компьютера, на котором он установлен, однако описанные выше принципы его действия остаются неизменными.

Основное правило построения VPN - связь между защищенной ЛВС и открытой сетью должна осуществляться только через VPN-агенты. Категорически не должно быть каких-либо способов связи, минующих защитный барьер в виде VPN-агента. Т.е. должен быть определен защищаемый периметр, связь с которым может осуществляться только через соответствующее средство защиты.

Политика безопасности является набором правил, согласно которым устанавливаются защищенные каналы связи между абонентами VPN. Такие каналы обычно называют туннелями, аналогия с которыми просматривается в следующем:

Вся передаваемая в рамках одного туннеля информация защищена как от несанкционированного просмотра, так и от модификации.

2. Инкапсуляция IP-пакетов позволяет добиться сокрытия топологии внутренней ЛВС: из Интернет обмен информации между двумя защищенными ЛВС виден как обмен информацией только между их VPN-агентами, поскольку все внутренние IP-адреса в передаваемых через Интернет IP-пакетах в этом случае не фигурируют.

Правила создания туннелей формируются в зависимости от различных характеристик IP-пакетов, например, основной при построении большинства VPN протокол IPSec (Security Architecture for IP) устанавливает следующий набор входных данных, по которым выбираются параметры туннелирования и принимается решение при фильтрации конкретного IP-пакета:

IP-адрес источника. Это может быть не только одиночный IP-адрес, но и адрес подсети или диапазон адресов.

2. IP-адрес назначения. Также может быть диапазон адресов, указываемый явно, с помощью маски подсети или шаблона.

Идентификатор пользователя (отправителя или получателя).

Протокол транспортного уровня (TCP/UDP).

Номер порта, с которого или на который отправлен пакет.

Межсетевое экранирование

Межсетевой экран представляет собой программное или программно-аппаратное средство, обеспечивающее защиту локальных сетей и отдельных компьютеров от несанкционированного доступа со стороны внешних сетей путем фильтрации двустороннего потока сообщений при обмене информацией. Фактически, межсетевой экран является "урезанным" VPN-агентом, не выполняющим шифрование пакетов и контроль их целостности, но в ряде случаев имеющим ряд дополнительных функций, наиболее часто из которых встречаются следующие:

Антивирусное сканирование;

2. контроль корректности пакетов;

Контроль корректности соединений (например, установления, использования и разрыва TCP-сессий);

Контент-контроль.

Межсетевые экраны, не обладающие описанными выше функциями и выполняющими только фильтрацию пакетов, называют пакетными фильтрами.

По аналогии с VPN-агентами существуют и персональные межсетевые экраны, защищающие только компьютер, на котором они установлены.

Межсетевые экраны также располагаются на периметре защищаемых сетей и фильтруют сетевой трафик согласно настроенной политике безопасности.

Комплексная защита

Электронный замок может быть разработан на базе аппаратного шифратора. В этом случае получается одно устройство, выполняющее функции шифрования, генерации случайных чисел и защиты от НСД. Такой шифратор способен быть центром безопасности всего компьютера, на его базе можно построить полнофункциональную систему криптографической защиты данных, обеспечивающую, например, следующие возможности:

Защита компьютера от физического доступа.

2. Защита компьютера от НСД по сети и организация VPN.

Шифрование файлов по требованию.

Автоматическое шифрование логических дисков компьютера.

Вычисление/проверка ЭЦП.

Защита сообщений электронной почты.

Пример организации комплексной защиты

Заключение

Информация, как ценность, является объектом постоянных атак со стороны злоумышленников, ведь, как сказал Натан Ротшильд, Кто владеет информацией, тот владеет миром. Способов получить несанкционированный доступ к информации много и этот список растет постоянно. В связи с этим способы защиты информации не дают стопроцентную гарантию того, что злоумышленники не смогут завладеть или навредить ей. Таким образом, почти невозможно предугадать, как будет действовать злоумышленник в дальнейшем, а своевременное реагирование, анализ угроз и проверка систем защиты помогут снизить шансы утечки информации, что, в целом, и обосновывает актуальность темы.

Что такое безопасность информации? Что понимается под угрозой безопасности?

Безопасность информации – состояние защищенности информации при её получении, обработке, хранении, передаче и использовании от различного вида угроз.

Информационная безопасность (ИБ) – это комплекс мероприятий, обеспечивающий для охватываемой им информации следующее:

· Конфиденциальность – возможность ознакомиться с инф. имеют в своём распоряжении только те лица, которые владеют соответствующими полномочиями.

· Целостность – возможность внести изменения в информацию должны иметь только те лица, которые это уполномочены.

· Учёт – все значимые действия пользователей (даже если они не выходят за рамки определённых для этого пользователя правил) должны быть зафиксированы и проанализированы.

· Неотрекаемость или апеллируемость – пользователь, направивший информацию другому пользователю, не может отречься от факта направления информации, а пользователь получивший информацию, не может отречься от факта её получения.

Основные направления ИБ:

1) Физическая безопасность – обеспечение сохранности оборудования, предназначенного для функционирования информационной среды, контроль доступа людей к этому оборудованию, защита пользователей инф.системы от физического воздействия злоумышленников, а также защиты информации невиртуального характера.

2) Компьютерная безопасность – обеспечение защиты информации в её виртуальном виде.

Угроза безопасности – это потенциально возможное происшествие (случайное или преднамеренное), которое может оказать нежелательное воздействие на систему, а также на хранящуюся в ней информацию.

Случайная (непреднамеренная) угроза : стихийные бедствия и аварии, сбои и отказы технических средств, ошибки при разработке автоматизированной системы (инф. системы), ошибки пользователей, случайное уничтожение или изменение данных; сбои кабельной системы; перебои электропитания; сбои дисковых систем; сбои систем архивирования данных; сбои работы серверов, рабочих станций, сетевых карт и т. д.; некорректная работа программного обеспечения; изменение данных при ошибках в программном обеспечении; заражение системы компьютерными вирусами;

Преднамеренная угроза: шпионаж и диверсии, несанкционированный доступ к инф., вредительские программы, кража магнитных носителей и расчетных документов; разрушение архивной информации или умышленное ее уничтожение; фальсификация сообщений, отказ от факта получения информации или изменение времени ее приема и прочие (смотри вопрос 2).

Уязвимость – некоторая неудачная характеристика информационной системы, делающая возможным возникновение угрозы .

Угрозы нарушения целостности и сохранности

– намеренное действие человека;

– ненамеренное действие человека;

– естественный выход носителей информации из строя;

– кража носителей информации;

– стихийные бедствия (пожар, наводнение и т.д.)

2) Угрозы раскрытия – важная или секретная информация попадает в руки людей, у которых нет доступа к ней.

Пассивная атака – анализ открытой информации.

Активная атака – предприятия по получению «закрытой» информации.

Угроза сохранности (НЕ НАРУШЕНИЯ СОХРАННОСТИ ) – возможность восстановления инф. со сломанного или утилизированного носителя.

Угрозы отказа в обслуживании.

– несоответствие реальной нагрузки и максимально допустимой нагрузки информационной системы;

– случайное резкое увеличение числа запросов к информационной системе;

– умышленное увеличение количества ложных или ничего не значащих запросов с целью перегрузки системы;

Может наступить из-за:

· Перегрузки информационной системы;

· Намеренной или случайной эксплуатации уязвимости в информационной системе.

Вирусы и черви

Подобные вредоносные программы обладают способностью к несанкционированному пользователем саморазмножению в компьютерах или компьютерных сетях, при этом полученные копии также обладают этой возможностью.

Вирусы отличаются от червей тем, что не могут размножаться, используя сетевые ресурсы. Создание копий на другом ПК возможно только в таких случаях:

при заражении доступных дисков вирус проник в файлы, расположенные на сетевом ресурсе;
вирус скопировал себя на съёмный носитель или заразил файлы на нем;
пользователь отослал электронное письмо с зараженным вложением.

Черви классифицируются по способу размножения: существуют Email-Worm, IM-Worm, IRC-Worm, P2P-Worm и так далее. Дальнейшая классификация происходит по действиям, совершаемым на компьютере. Практически все черви и вирусы в настоящее время служат для обеспечения открытия доступа к ресурсам ПК для другого ВПО.

Троянские программы

Эти вредоносные программы созданы для осуществления несанкционированных пользователем действий, направленных на уничтожение, блокирование, модификацию или копирование информации, нарушение работы компьютеров или компьютерных сетей. В отличие от вирусов и червей, представители данной категории не имеют способности создавать свои копии, обладающие возможностью дальнейшего самовоспроизведения.

Основным признаком, по которому различают типы троянских программ, являются их несанкционированные пользователем действия - те, которые они производят на заражённом компьютере.

Подозрительные упаковщики

Вредоносные программы часто сжимаются различными способами упаковки, совмещенными с шифрованием содержимого файла для того, чтобы исключить обратную разработку программы и усложнить анализ поведения проактивными и эвристическими методами. Антивирусом детектируются результаты работы подозрительных упаковщиков - упакованные объекты.

Существуют приемы борьбы с распаковкой: например, упаковщик может расшифровывать код не полностью, а лишь по мере исполнения, или, расшифровывать и запускать вредоносный объект целиком только в определенный день недели.

Основными признаками, по которым дифференцируют поведения объектов подкласса «Подозрительные упаковщики», являются вид и количество упаковщиков, использованных при сжатии файла.

Вредоносные утилиты

Вредоносные программы, разработанные для автоматизации создания других вирусов, червей или троянских программ, организации DoS-атак на удаленные сервера, взлома других компьютеров и т.п. В отличие от вирусов, червей и троянских программ, представители данной категории не представляют угрозы компьютеру, на котором исполняются.

Об Adware, Pornware и Riskware: https://securelist.ru/threats/adware-pornware-i-riskware/

Последствия и ущерб:

1) Ненормальное поведение ОС и ППО (нежелательные баннеры, посторонняя активность, звуки и т.д.)

2) Понижение работоспособности ПК и компьютерных сетей вплоть до полного отказа

3) Выход из строя аппаратной части

4) Утечки и утраты информации, либо её блокировка (Trojan.Blocker)

5) Создание платформы для атаки на другие ПК и сети (рассылка спама, организация ботнет-сетей, получение доступа к вычислительным ресурсам и т.д.)

Часть II. Программное обеспечение обработки информации

Операционные среды.

Под операционной средой (operating environment) понимается комплекс средств, обеспечивающих разработку и выполнение прикладных программ и представляющих собой набор функций и сервисов операционной системы и правил обращения к ним.

Это понятие отражает аспект рассмотрения операционной системы как виртуальной машины. В общем случае операционная среда включает операционную систему, программное обеспечение, интерфейсы прикладных программ, сетевые службы, базы данных, языки программирования и другие средства выполнения работы на компьютере – в зависимости от решаемых задач. Очевидно, что операционные оболочки являются компонентами операционной среды.

В такой трактовке примерами операционных сред могут служить следующие:

ОС Windows + Delphi + вспомогательные средства – операционная среда разработчика прикладных приложений;

ОС Windows + Adobe Photoshop +Adobe Illustrator + Macromedia Dreamweaver + Internet

Explorer + вспомогательные средства – операционная среда WEB-разработчика;

ОС FreeBSD + WEB-сервер Apache + сервер СУБД MySQL + интерпретатор PHP +

программы защиты + вспомогательные средства – операционная среда для создания

приложений, работающих на стороне сервера.

Однако использование термина «операционная среда» объясняется прежде всего тем, что одна операционная система может поддерживать несколько операционных сред путем эмуляции функций других операционных систем. Такая поддержка на разных этапах развития ОС в зависимости от целей и класса ОС может быть более или менее целесообразной.

Планирование и диспетчеризация процессов и задач.

Планирование требуется для систем, в которых в состоянии готовность может находиться более одного процесса, для определения, который из них получит ресурсы процессора.

Долгосрочное планирование - планирование запуска новых процессов. Если степень мультипрограммирования (количества одновременно выполняющихся процессов) системы поддерживается постоянной, т. е. среднее количество процессов в компьютере не меняется, то новые процессы могут появляться только после завершения ранее загруженных. Во многих ОС не используется.

Краткосрочное планирование - планирование использования процессора. Проводится при обращении процесса к устройствам ввода/вывода или исчерпании выделенного процессу кванта времени, что обычно происходит часто (обычно не реже раза в 100 мс).

В некоторых вычислительных системах бывает выгодно для повышения их производительности временно удалить какой-либо частично выполнившийся процесс из оперативной памяти на диск, а позже вернуть его обратно для дальнейшего выполнения (свопинг). Когда и какой из процессов нужно перекачать на диск и вернуть обратно, решается дополнительным промежуточным уровнем планирования процессов - среднесрочным.

Для каждого уровня планирования существует множество алгоритмов. Основные требования к ним:

предсказуемость
минимальные накладные расходы
масштабируемость

Планирование может быть вытесняющим и невытесняющим . При вытесняющем планировании процесс может быть временно переведен из состояния планирования другим процессом. Обычно ОС выделяет процессу квант (промежуток) времени, во время которого он исполняется, после чего его выполнение приостанавливается и управление передается другому процессу.

Алгоритм FCFS (first come, fisrt served): процессы собираются в очередь, следующий процесс начинает свое выполнение после завершения предыдущего. Самый простой алгоритм, невытесняющее планирование.

RR (round robin) – модификация FCFS, вытесняющее планирование. Текущий процесс получает квант времени, после его истечения процесс перемещается в конец очереди. Таким образом, процессы переключаются циклически.

Рис. Round robin

SJF (shortest job first ) – может быть как вытесняющим, так и невытесняющим. Сначала выполняются самые короткие задачи.

Гарантированное планирование - обеспечивает гарантию, что каждый пользователь будет иметь в своем распоряжении часть процессорного времени. Квант времени предоставляется тому процессу, для которого соотношение t i N/T i минимально. T i – общее время нахождения пользователя в системе, t i – суммарное процессорное время, выделенное процессам этого пользователя, N – количество пользователей. Недостаток - невозможность предугадать поведение пользователей; после долгого перерыва пользователь будет получать неоправданно много ресурсов.

Приоритетное планирование - каждый процесс получает числовое значение - приоритет.

Приоритеты могут назначаться по разным критериям - например, в зависимости от использования процессом ресурсов или важности процесса.

Процессы с одинаковыми приоритетами планируются как в FCFS .

Планирование с использованием приоритетов может быть как вытесняющим, так и невытесняющим. При вытесняющем планировании процесс с более высоким приоритетом, появившийся в очереди готовых процессов, вытесняет исполняющийся процесс с более низким приоритетом. В случае невытесняющего планирования он просто становится в начало очереди готовых процессов.

Главная проблема приоритетного планирования заключается в том, что при ненадлежащем выборе механизма назначения и изменения приоритетов низкоприоритетные процессы могут быть не запущены неопределенно долгое время. Простейшее решение проблемы - временное повышение приоритета процессов, долгое время пребывающих в состоянии готовности.

Семафоры

Семафор – это защищенная переменная, значение которой можно опрашивать и менять только при помощи специальных операций Р и V и операции инициализации, которая называется «инициализация семафора». Двоичные семафоры могут принимать только значения 0 и 1. Считающие семафоры (семафоры со счетчиками) могут принимать неотрицательные целые значения.

Операция Р над семафором S записывается как Р(S) и выполняется следующим образом:

иначе (ожидать на S)

Операция V над семафором S записывается как V(S) и выполняется следующим образом:

если (один или более процессов ожидают на S)

то (разрешить одному из этих процессов продолжить работу)

иначе S:=S+1

Семафоры можно использовать для реализации механизма синхронизации процессов путем блокирования/возобновления: один процесс блокирует себя (выполняя операцию Р(S) с начальным значением S=0), чтобы подождать наступления некоторого события; другой процесс обнаруживает, что ожидаемое событие произошло, и возобновляет заблокированный процесс (при помощи операции V(S)).

Считающие семафоры особенно полезны в случае, если некоторый ресурс выделяется из пула идентичных ресурсов. Каждая Р-операция показывает, что ресурс выделяется некоторому процессу, а V-операция – что ресурс возвращается в общий пул.

Параллельные процессы

Процессы называются параллельными , если они существуют одновременно. Они могут работать совершенно независимо друг от друга или они могут быть асинхронными – это значит, что им необходимо периодически синхронизироваться и взаимодействовать.

Обычно весьма трудно определить, какие операции можно и какие нельзя выполнять параллельно. Отлаживать параллельные программы гораздо сложнее, чем последовательные; после того как выявленная ошибка предположительно исправлена, может оказаться, что восстановить последовательность событий, на которой эта ошибка появилась впервые, не удастся, поэтому, вообще говоря, просто нельзя утверждать с уверенностью, что данная ошибка устранена.

Тупики

Тупики (дедлоки) – важные факторы, которые должны учитывать разработчики ОС.

Один процесс может оказаться в тупиковой ситуации , если он будет ждать наступления события, которое никогда не произойдет. Два или более процессов могут попасть в тупик, при котором каждый процесс будет удерживать ресурсы, запрашиваемые другими процессами, в то время как самому ему требуются ресурсы, удерживаемые другими.

Динамически перераспределяемые ресурсы у процесса можно отобрать, а динамически неперераспределяемые нельзя. Выделенные, или закрепленные ресурсы в каждый конкретный момент времени может монопольно использовать только один процесс.

Для возникновения тупиковой ситуации должны существовать необходимые условия: «взаимоисключение» (процессы заявляют исключительные права на управление своими ресурсами), «ожидание дополнительных ресурсов» (процессы могут удерживать за собой ресурсы, ожидая выделения им дополнительных запрошенных ресурсов), «неперераспределенность» (ресурсы нельзя принудительно отнимать у процессов), «круговое ожидание» (существует цепочка процессов, в которой каждый процесс удерживает ресурс, запрашиваемый другим процессом, который в свою очередь удерживает ресурс, запрашиваемый следующим процессом, и т.д.).

Работа с тупиками:

· Предотвращение тупиков (если обеспечить нарушение хотя бы одного необходимого условия, то в системе полностью исключается всякая возможность возникновения тупика).

· Обход тупиков (тупиковая ситуация в принципе допускается, но в случае приближения тупиковой ситуации принимаются предупредительные меры).

· Обнаружение тупиков (возникающие тупики локализуются с выдачей соответствующей информации для привлечения внимания операторов и системы).

· Восстановление после тупиков (обеспечивается выход из тупиковых ситуаций – почти всегда с некоторой потерей результатов текущей работы).

Принцип открытости

Открытая операционная система доступна для анализа как пользователям, так и системным специалистам, обслуживающим вычислительную систему (грубо говоря, у нее открытый код ). Наращиваемая (модифицируемая, развиваемая) операционная система позволяет не только использовать возможности генерации, но и вводить в ее состав новые модули, совершенствовать существующие и т. д. Другими словами, необходимо, чтобы можно было легко внести дополнения и изменения, если это потребуется, не нарушая целостности системы. Прекрасные возможности для расширения предоставляет подход к структурированию операционной системы по типу клиент-сервер с использованием микроядерной технологии. В соответствии с этим подходом операционная система строится как совокупность привилегированной управляющей программы и набора непривилегированных служб - «серверов». Основная часть операционной системы может оставаться неизменной, в то время как добавляются новые службы или изменяются старые.

Этот принцип иногда трактуют как расширяемость системы.

К открытым операционным системам прежде всего следует отнести UNIX-системы и, естественно, системы Linux.

Примеры открытых и закрытых ОС

Примером открытой операционной системы для смартфонов и планшетов является Google Android. Данная ОС позволяет делать пользователю все, что он захочет – переписать некоторые драйвера, добавить поддержку новых функций и т.д. А вот операционная система Windows Phone считается закрытой, и не дает пользователям никакого права на вмешательство. Им остается только периодически устанавливать сервис-паки, покупать программы или же пользоваться бесплатными.

Также есть еще условно открытые ОС – iOS и Symbian. В таких ОС тоже нельзя ничего менять, но для них можно писать программы с помощью специального софта, который предоставляют разработчики. Самые популярные ОС для смартфонов – это Google Android и iOS. Для обычного пользователя, который не занимается созданием новых программ, разница между этими ОС будет лишь в интерфейсе.

Что касается компьютерных операционных систем, то Windows считается закрытой операционной системой, а Linux – открытой. Естественно, изменять под себя можно только Linux. Есть еще одна операционная система – Mac OS, которая очень похожа по архитектуре на Linux, но она считается закрытой ОС.

Что касается выбора ОС для пользования, то тут каждый пользователь решает сам. Например, в закрытых операционных системах вероятность словить вирус гораздо выше, и в таком случае придется ждать пока разработчики исправят дыру в системе очередным сервис-паком. Кроме того, Windows и Mac OS являются платными операционными системами, а Linux находится в свободном доступе для всех желающих.

Про безопасность (на консультации сказали, что необходимо рассмотреть дополнительное ПО, которое служит для повышения безопасности работы, именно это я далее и пишу ):

Все множество средств обеспечения безопасности можно разделить на следующие группы или категории:

· Средства управления доступом к системе (доступ с консоли, доступ по сети) и разграничения доступа

· Обеспечение контроля целостности и неизменности программного обеспечения (сюда же я отношу средства антивирусной защиты, поскольку внедрение вируса есть изменение ПО)

· Средства криптографической защиты

· Средства защиты от вторжения извне (внешнего воздействия)

· Средства протоколирования действий пользователей, которые тоже служат обеспечению безопасности (хотя и не только)

· Средства обнаружения вторжений

· Средства контроля состояния безопасности системы (обнаружения уязвимостей)

Это один источник, а вот что пишут в другом:

Согласно классификации аналитической компании Butler Group (http://www.butlergroup.com/ ), средства обеспечения информационной безопасности предприятий можно разделить на три большие группы: средства антивирусной защиты, брандмауэры и средства обнаружения атак. Если первые две категории средств применяются довольно широко, то последняя группа является относительно новой, хотя некоторые продукты, относящиеся к классу брандмауэров, содержат и средства обнаружения атак. Ниже мы подробнее остановимся на каждой из этих категорий, но прежде перечислим возможные виды нарушений информационной безопасности.

Корпоративные брандмауэры

Корпоративные брандмауэры контролируют трафик, поступающий в локальную корпоративную сеть и выходящий из нее, и могут представлять собой как чисто программные средства, так и аппаратно-программные комплексы. Каждый пакет данных, проходящий через брандмауэр, анализируется им (например, на предмет происхождения или соответствия иным правилам пропускания пакетов), после чего пакет либо пропускается, либо нет. Обычно брандмауэры могут выполнять роль фильтра пакетов или роль прокси-сервера, в последнем случае брандмауэр выступает в качестве посредника в выполнении запросов, инициируя собственный запрос к ресурсу и тем самым не допуская непосредственного соединения между локальной и внешней сетями.

При выборе брандмауэра компании обычно руководствуются результатами независимого тестирования. Наиболее распространенными стандартами, на соответствие которым тестируются брандмауэры, являются ITSEC (Information Technology Security Evaluation and Certification Scheme) и IASC (Information Assurance and Certification Services), также носящий название Common Criteria Standard.

Самыми популярными производителями корпоративных брандмауэров, с точки зрения Gartner Group, являются CheckPoint Software, Cisco Systems, Microsoft, NetScreen Technologies и Symantec Corporation.

Отметим, что продукты Check Point Software Technologies, Cisco Systems и NetScreen Technologies представляют собой аппаратно-программные комплексы, тогда как продукты Microsoft и Symantec - это программные средства, функционирующие на обычных компьютерах под управлением стандартных серверных операционных систем.

Средства обнаружения атак

Средства обнаружения атак предназначены для определения событий, которые могут быть интерпретированы как попытка атаки, и для уведомления об этом IT-администратора. Данные средства можно разделить на две категории по принципу их функционирования: средства, анализирующие трафик всей сети (в этом случае на рабочих станциях сети нередко устанавливается часть соответствующего программного обеспечения, называемая агентом), и средства, анализирующие трафик конкретного компьютера (например, корпоративного Web-сервера). Средства обнаружения атак, как и брандмауэры, могут быть реализованы и в виде программного обеспечения, и в виде аппаратно-программного комплекса. Очевидно, что подобные средства требуют тщательной настройки, чтобы, с одной стороны, были обнаружены истинные попытки атак, а с другой - чтобы по возможности были исключены ложные срабатывания.

Лидерами рынка средств обнаружения атак, по мнению Gartner Group, являются Cisco Systems, Internet Security Systems, Enterasys Networks и Symantec. По данным Butler Group, весьма популярными производителями этой категории средств обеспечения безопасности являются также Computer Associates и Entercept Security Technology.

Средства, анализирующие трафик конкретного компьютера, производятся компаниями Symantec и Entercept Security Technology. Продукт Cisco IDS 4210 является аппаратно-программным комплексом, остальные вышеперечисленные продукты - программными средствами, которые выполняются под управлением стандартных операционных систем на обычных компьютерах.

Прогнозы аналитиков

Рассмотрев современное состояние рынка корпоративных средств обеспечения информационной безопасности, в заключение приведем некоторые прогнозы аналитиков по поводу того, в каком направлении будут развиваться указанные категории продуктов.

Согласно прогнозам Gartner Group, одним из ключевых направлений развития рынка корпоративных средств обеспечения информационной безопасности будет дальнейшее развитие так называемых платформ безопасности (security platforms), комбинирующих аппаратные и программные брандмауэры, средства обнаружения атак, средства поиска уязвимостей, антивирусное программное обеспечение и, возможно, средства сканирования электронной почты и антиспамовые средства.

Еще одним фактором, влияющим на развитие технологий обеспечения корпоративной безопасности, по мнению Gartner Group, станет рост применения Web-сервисов. Поэтому от производителей брандмауэров и средств обнаружения атак следует ожидать выпуска дополнительных инструментов защиты сетей от атак, использующих в качестве средств проникновения SOAP-сообщения и XML-данные.

Ограничения целостности.

Поддерживается только целостность связей между владельцами и членами группового отношения (никакой потомок не может существовать без предка). Не обеспечивается автоматическое поддержание соответствия парных записей, входящих в разные иерархии.

Первые системы управления базами данных, появившиеся в середине 60-х годов, позволяли работать с иерархической базой данных. Наиболее известной была иерархическая система IMS фирмы IBM. Известны также другие системы: PC/Focus, Team-Up, Data Edge и наши: Ока, ИНЭС, МИРИС.

Сетевая модель данных.

Сетевая модель – структура, у которой любой элемент может быть связан с любым другим элементом.Сетевая база данных состоит из наборов записей, которые связаны между собой так, что записи могут содержать явные ссылки на другие наборы записей. Тем самым наборы записей образуют сеть. Связи между записями могут быть произвольными, и эти связи явно присутствуют и хранятся в базе данных.

Сетевая модель данных определяется в тех же терминах, что и иерархическая. Она состоит из множества записей, которые могут быть владельцами или членами групповых отношений. Связь между между записью-владельцем и записью-членом также имеет вид 1:N .

Основное различие этих моделей состоит в том, что в сетевой модели запись может быть членом более чем одного группового отношения. Согласно этой модели каждое групповое отношение именуется и проводится различие между его типом и экземпляром. Тип группового отношения задается его именем и определяет свойства общие для всех экземпляров данного типа. Экземпляр группового отношения представляется записью-владельцем и множеством (возможно пустым) подчиненных записей. При этом имеется следующее ограничение: экземпляр записи не может быть членом двух экземпляров групповых отношений одного типа (сотрудник не может работать в двух отделах)

Иерархическая структура с картинки выше. преобразовывается в сетевую следующим образом

Деревья (a) и (b), заменяются одной сетевой структурой, в которой запись СОТРУДНИК входит в два групповых отношения; для отображения типа M:N вводится запись СОТРУДНИК_КОНТРАКТ, которая не имеет полей и служит только для связи записей КОНТРАКТ и СОТРУДНИК

Каждый экземпляр группового отношения характеризуется следующими признаками:

способ упорядочения подчиненных записей :

произвольный,

хронологический /очередь/,

обратный хронологический /стек/,

сортированный.

Если запись объявлена подчиненной в нескольких групповых отношениях, то в каждом из них может быть назначен свой способ упорядочивания.

режим включения подчиненных записей :

автоматический - невозможно занести в БД запись без того, чтобы она была сразу же закреплена за неким владельцем;

ручной - позволяет запомнить в БД подчиненную запись и не включать ее немедленно в экземпляр группового отношения. Эта операция позже инициируется пользователем).

режим исключения Принято выделять три класса членства подчиненных записей в групповых отношениях:

Фиксированное. Подчиненная запись жестко связана с записью владельцем и ее можно исключить из группового отношения только удалив. При удалении записи-владельца все подчиненные записи автоматически тоже удаляются. В примере фиксированное членство предполагает групповое отношение "ЗАКЛЮЧАЕТ" между записями "КОНТРАКТ" и "ЗАКАЗЧИК", поскольку контракт не может существовать без заказчика.

Обязательное. Допускается переключение подчиненной записи на другого владельца, но невозможно ее существование без владельца. Для удаления записи-владельца необходимо, чтобы она не имела подчиненных записей с обязательным членством. Таким отношением связаны записи "СОТРУДНИК" и "ОТДЕЛ". Если отдел расформировывается, все его сорудники должны быть либо переведены в другие отделы, либо уволены.

Необязательное. Можно исключить запись из группового отношения, но сохранить ее в базе данных не прикрепляя к другому владельцу. При удалении записи-владельца ее подчиненные записи - необязательные члены сохраняются в базе, не участвуя более в групповом отношении такого типа. Примером такого группового отношения может служить "ВЫПОЛНЯЕТ" между "СОТРУДНИКИ" и "КОНТРАКТ", поскольку в организации могут существовать работники, чья деятельность не связана с выполненинем каких-либо договорных обязательств перед заказчиками.

Операции над данными.

ДОБАВИТЬ - внести запись в БД и, в зависимости от режима включения, либо включить ее в групповое отношение, где она объявлена подчиненной, либо не включать ни в какое групповое отношение.

ВКЛЮЧИТЬ В ГРУППОВОЕ ОТНОШЕНИЕ - связать существующую подчиненную запись с записью-владельцем.

ПЕРЕКЛЮЧИТЬ - связать существующую подчиненную запись с другой записью-владельцем в том же групповом отношении.

ОБНОВИТЬ - изменить значение элементов предварительно извлеченной записи.

ИЗВЛЕЧЬ - извлечь записи последовательно по значению ключа, а также используя групповые отношения - от владельца можно перейти к записям - членам, а от подчиненной записи к владельцу набора.

УДАЛИТЬ - убрать из БД запись. Если эта запись является владельцем группового отношения, то анализируется класс членства подчиненных записей. Обязательные члены должны быть предварительно исключены из группового отношения, фиксированные удалены вместе с владельцем, необязательные останутся в БД.
ИСКЛЮЧИТЬ ИЗ ГРУППОВОГО ОТНОШЕНИЯ - разорвать связь между записью-владельцем и записью-членом.

Ограничения целостности.

Как и в иерархической модели обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам (владелец отношения - член отношения).

Основное достоинство сетевой модели – это высокая эффективность затрат памяти и оперативность. Недостаток – сложность и жесткость схемы базы, а также сложность понимания. Кроме того, в этой модели ослаблен контроль целостности, так как в ней допускается устанавливать произвольные связи между записями. Сложность реализации СУБД, сложность механизма доступа к данным., также необходимость на физическом уровне четко определять связи данных

К известным сетевым системам управления базами данных относятся: DBMS, IDMS, TOTAL, VISTA, СЕТЬ, СЕТОР, КОМПАС и др.

Сравнивая иерархические и сетевые базы данных, можно сказать следующее. В целом иерархические и сетевые модели обеспечивают достаточно быстрый доступ к данным. Но поскольку в сетевых базах основная структура представления информации имеет форму сети, в которой каждая вершина (узел) может иметь связь с любой другой, то данные в сетевой базе более равноправны, чем в иерархической, так как доступ к информации может быть осуществлен, начиная с любого узла.

Графовые (иерархические и сетевые) модели реализованы в качестве моделей данных в системах управления базами данных, работающих на больших ЭВМ. Для персональных компьютеров больше распространены реляционные базы данных, хотя имеются и системы управления базами данных, поддерживающих сетевую модель.

На элементах ИЛИ-НЕ

Действующее значение – 1