Нарушения безопасности и изъяны защиты

Знание истории нарушений безопасности вычислительных систем и понимание причин, по которым были успешно осуществлены, является одним из необходимых условий создания защищенных систем. Перспективным направлением исследований в этой области является анализ успешно реализовавшихся угроз безопасности (атак) с целью их обобщения, классификации и выявления причин и закономерностей их появления и существования. Проведение такого анализа позволяет при разработке и создании защищенных систем сконцентрировать основные усилия именно на устранении этих причин путем исправления в механизмах защиты выявленных недостатков, что позволяет эффективно противостоять угрозам безопасности. Очевидно, что основой данного подхода является глубокое исследование частных случаев нарушения безопасности и слабых сторон систем защиты, сделавших возможным их осуществление. Для этого необходимо провести анализ существующих данных о нарушении безопасности ВС и разработать их классификацию. Эта задача стояла в центре ряда зарубежных исследований.

Любая атака на вычислительную систему (подразумеваются успешные атаки, в результате которых происходит нарушение информационной безопасности) опирается на определенные особенности построения и функционирования последней, иными словами — использует имеющиеся недостатки средств обеспечения безопасности. В контексте изучения истории атак на вычислительные системы и построения таксономии причин нарушений информационной безопасности наиболее точно отражения сущности этого явления предлагается ввести термин “изъян защиты” (ИЗ). Под ИЗ понимается совокупность причин, условий и обстоятельств, наличие которых в конечном итоге может привести к нарушению нормального функционирования ВС и нарушению безопасности (несанкционированный доступ, ознакомление, уничтожение или искажение данных). Иными словами (в большинстве случаев) под этим термином понимаются особенности построения входящих в состав ВС программных средств защиты, которые не в состоянии противостоять угрозам безопасности и обеспечивать безусловное выполнение возложенных на них задач.

Наибольший интерес среди работ в области выявления, исследования и систематизации ИЗ представляют методологии проведения исследований в три этапа. Первый этап состоит в изучении системы, причем особое внимание уделяется принципам функционирования механизмов защиты. На втором этапе происходит выдвижение предположений (гипотез) о потенциально уязвимых компонентах, которые затем тщательно проверяются на основании анализа документации, реальных особенностей ВС и деталей ее функционирования, и с помощью проведения специальных тестов, призванных подтвердить или опровергнуть присутствие предполагаемого изъяна в системе защиты. Наконец на третьем, заключительном этапе проводится обобщение полученных результатов и формируются списки (перечни) выявленных ИЗ и успешных атак.

В середине 70-х годов подобные исследования проводились по проектам RISOS (Research in Secured Operating System — Исследования безопасности защищенных операционных систем) и PA (Protection Analysis — Анализ защиты). В обоих проектах были предприняты попытки формального описания и систематизации информации о ИЗ.

В заключительном отчете по проекту RISOS приведено описание следующих категорий ИЗ в защищенных операционных системах:

1. Неполная проверка допустимости значений критичных параметров.

2. Противоречия в проверке допустимости значений критичных параметров.

3. Неявное совместное использование несколькими пользователями конфиденциальной информации.

4. Асинхронный контроль параметров или неадекватная последовательность действий.

5. Недостаточно надежная идентификация/аутентификация/авторизация.

6. Возможность нарушения запретов и ограничений.

7. Использование ошибок в логике функционирования механизмов защиты.

В итоговом отчете по этому проекту описываются разработанные примеры атак для каждого типа ИЗ и содержится детальная информация по семнадцати реально выявленным ИЗ в трех операционных системах: IBM MVT, Univac 1100 и TENEX. Каждый из ИЗ четко соответствует одной из семи приведенных категорий.

Целью проекта PA был сбор информации и построение абстрактных моделей, которые в дальнейшем могли бы быть применены для автоматизированного поиска ИЗ. В результате исследования шести операционных систем (GCOS, Multics, Unix, IBM MVT, Univac 1100 и TENEX) было обнаружено более ста ИЗ, способных привести к несанкционированному проникновению в систему. Для анализа обнаруженных ИЗ была разработана классификационная таблица, содержащая десять категорий ИЗ, которые можно обобщить следующими классами:

1. Ошибки выделения областей (доменов), включающие незащищенное (в открытом виде) хранение и представление данных, неполное уничтожение объектов или их окружения.

2. Ошибки контроля и проверки, состоящие в некорректной проверке значений параметров и границ объектов.

3. Ошибки назначения имен, допускающие возможность использования нескольких имен для одного объекта и неполное запрещение доступа к уничтоженным объектам.

4. Ошибки в последовательности действий, влекущие за собой некорректное использование множественных ссылок (указателей) на объект и ошибки прерывания атомарных операций.

Предлагаемые в этом проекте методики поиска ошибок безопасности в операционных системах достаточно ограничены в практическом применении. Это можно объяснить предпринятой попыткой обеспечить универсальность методик, что отрицательно сказалось на возможности их развития и адаптации для новых ОС. С другой стороны, усилия исследователей слишком рано были перенаправлены от изучения ИЗ в сторону разработки универсальной технологии создания защищенных операционных систем, свободных от подобных ошибок.

Поиск по сайту: