В данном разделе будут рассмотрены некоторые технические меры повышения защищенности систем. Выбор рассматриваемых мер обусловлен возможностью их реализации встроенными средствами операционных систем семейства Microsoft Windows . Соответственно, уровень защищенности может быть повышен без дополнительных затрат на специализированные средства защиты.
В теоретической части курса будут методы, лежащие в основе соответствующих средств и механизмов. В лабораторных работах рассматриваются конкретные настройки операционных систем.
Рассматриваемые вопросы можно разделить на две группы:
Идентификация - присвоение пользователям идентификаторов (уникальных имен или меток) под которыми система "знает" пользователя. Кроме идентификации пользователей, может проводиться идентификация групп пользователей, ресурсов ИС и т.д. Идентификация нужна и для других системных задач, например, для ведения журналов событий. В большинстве случаев идентификация сопровождается аутентификацией. Аутентификация - установление подлинности - проверка принадлежности пользователю предъявленного им идентификатора. Например, в начале сеанса работы в ИС пользователь вводит имя и пароль . На основании этих данных система проводит идентификацию ( по имени пользователя) и аутентификацию (сопоставляя имя пользователя и введенный пароль ).
Система идентификации и аутентификации является одним из ключевых элементов инфраструктуры защиты от несанкционированного доступа (НСД) любой информационной системы. В соответствии с рассмотренной ранее моделью многоуровневой защиты, аутентификация пользователя компьютера относится к уровню защиты узлов.
Обычно выделяют 3 группы методов аутентификации.
Нередко используются комбинированные схемы аутентификации, объединяющие методы разных классов. Например, двухфакторная аутентификация - пользователь предъявляет системе смарт-карту и вводит пин-код для ее активации.
Наиболее распространенными на данный момент являются парольные системы аутентификации . У пользователя есть идентификатор и пароль , т.е. секретная информация , известная только пользователю (и возможно - системе), которая используется для прохождения аутентификации.
В зависимости от реализации системы, пароль может быть одноразовым или многоразовым. Операционные системы, как правило, проводят аутентификацию с использованием многоразовых паролей. Совокупность идентификатора, пароля и, возможно, дополнительной информации, служащей для описания пользователя составляют учетную запись пользователя .
Если нарушитель узнал пароль легального пользователя, то он может, например, войти в систему под его учетной записью и получить доступ к конфиденциальным данным. Поэтому безопасности паролей следует уделять особой внимание.
Как отмечалось при рассмотрении стандарта ISO 17799 , рекомендуется, чтобы пользователи системы подписывали документ о сохранении конфиденциальности пароля. Но нарушитель также может попытаться подобрать пароль , угадать его, перехватить и т.д. Рассмотрим некоторые рекомендации по администрированию парольной системы, позволяющие снизить вероятность реализации подобных угроз.
Современные операционные системы семейства Windows позволяют делать установки, автоматически контролирующие выполнение требований 1,2,4-6. При использовании домена Windows , эти требования можно распространить на все компьютеры, входящие в домен и таким образом повысить защищенность всей сети.
Но при внедрении новых механизмов защиты могут появиться и нежелательные последствия. Например, требования "сложности" паролей могут поставить в тупик недостаточно подготовленного пользователя. В данном случае потребуется объяснить, что с точки зрения операционной системы Windows надежный пароль содержит 3 из 4 групп символов (большие буквы, малые буквы, цифры, служебные знаки). Аналогичным образом, надо подготовить пользователей и к внедрению блокировки учетных записей после нескольких неудачных попыток ввода пароля. Требуется объяснить пользователям, что происходит, а сами правила блокировки должны быть хорошо продуманы. Например, если высока вероятность того, что пользователь заблокирует свою запись в период отсутствия администратора, лучше ставить блокировку не насовсем, а на какой-то срок (30 минут, час и т.д.).
Это приводит к тому, что должна быть разработана политика управления паролями , сопровождающие ее документы, а потом уже проведено внедрение.
При использовании ОС семейства Windows , выявить учетные записи со слабыми или отсутствующими паролями можно, например, с помощью утилиты Microsoft Baseline Security Analyzer . Она же позволяет выявить и другие ошибки администрирования. Вопросам использования этой утилиты, а также настройке политики паролей посвящена лабораторная работа № 3.
Протокол Kerberos был разработан в Массачусетском технологическом институте в середине 1980-х годов и сейчас является фактическим стандартом системы централизованной аутентификации и распределения ключей симметричного шифрования. Поддерживается операционными системами семейства Unix, Windows (начиная с Windows "2000), есть реализации для Mac OS.
В сетях Windows (начиная с Windows "2000 Serv.) аутентификация по протоколу Kerberos v.5 ( RFC 1510) реализована на уровне доменов. Kerberos является основным протоколом аутентификации в домене, но в целях обеспечения совместимости c с предыдущими версиями, также поддерживается протокол NTLM .
Перед тем, как рассмотреть порядок работы Kerberos, разберем зачем он изначально разрабатывался. Централизованное распределение ключей симметричного шифрования подразумевает, что у каждого абонента сети есть только один основной ключ , который используется для взаимодействия с центром распределения ключей (сервером ключей). Чтобы получить ключ шифрования для защиты обмена данными с другим абонентом, пользователь обращается к серверу ключей, который назначает этому пользователю и соответствующему абоненту сеансовый симметричный ключ .
Протокол Kerberos обеспечивает распределение ключей симметричного шифрования и проверку подлинности пользователей, работающих в незащищенной сети. Реализация Kerberos - это программная система, построенная по архитектуре "клиент- сервер ". Клиентская часть устанавливается на все компьютеры защищаемой сети, кроме тех, на которые устанавливаются компоненты сервера Kerberos. В роли клиентов Kerberos могут, в частности, выступать и сетевые серверы (файловые серверы, серверы печати и т.д.).
Серверная часть Kerberos называется центром распределения ключей (англ. Key Distribution Center , сокр. KDC ) и состоит из двух компонент :
Каждому субъекту сети сервер Kerberos назначает разделяемый с ним ключ симметричного шифрования и поддерживает базу данных субъектов и их секретных ключей. Схема функционирования протокола Kerberos представлена на рис. 5.1 .
Рис.
5.1.
Пусть клиент C собирается начать взаимодействие с сервером SS (англ. Service Server - сервер , предоставляющий сетевые сервисы). В несколько упрощенном виде, протокол предполагает следующие шаги [ , ]:
Клиент C посылает серверу аутентификации AS свой идентификатор c (идентификатор передается открытым текстом).
{TGT}={c, tgs ,t 1 ,p 1 , K C_TGS } , где tgs - идентификатор сервера выдачи разрешений, t 1 - отметка времени, p 1 - период действия билета.
На этом шаге сервер аутентификации AS , проверив, что клиент C имеется в его базе, возвращает ему билет для доступа к серверу выдачи разрешений и ключ для взаимодействия с сервером выдачи разрешений. Вся посылка зашифрована на ключе клиента C . Таким образом, даже если на первом шаге взаимодействия идентификатор с послал не клиент С , а нарушитель X , то полученную от AS посылку X расшифровать не сможет.
Получить доступ к содержимому билета TGT не может не только нарушитель, но и клиент C , т.к. билет зашифрован на ключе, который распределили между собой сервер аутентификации и сервер выдачи разрешений.
где {Aut 1 } - аутентификационный блок - Aut 1 = {с,t 2 } , t 2 - метка времени; ID - идентификатор запрашиваемого сервиса (в частности, это может быть идентификатор сервера SS ).
Клиент C на этот раз обращается к серверу выдачи разрешений ТGS . Он пересылает полученный от AS билет, зашифрованный на ключе K AS_TGS , и аутентификационный блок, содержащий идентификатор c и метку времени, показывающую, когда была сформирована посылка.Сервер выдачи разрешений расшифровывает билет TGT и получает из него информацию о том, кому был выдан билет, когда и на какой срок, ключ шифрования, сгенерированный сервером AS для взаимодействия между клиентом C и сервером TGS . С помощью этого ключа расшифровывается аутентификационный блок. Если метка в блоке совпадает с меткой в билете, это доказывает, что посылку сгенерировал на самом деле С (ведь только он знал ключ K C_TGS и мог правильно зашифровать свой идентификатор). Далее делается проверка времени действия билета и времени отправления посылки 3 ). Если проверка проходит и действующая в системе политика позволяет клиенту С обращаться к клиенту SS , тогда выполняется шаг 4 ).
где K C_SS - ключ для взаимодействия C и SS , { TGS } - Ticket Granting Service - билет для доступа к SS (обратите внимание, что такой же аббревиатурой в описании протокола обозначается и сервер выдачи разрешений). { TGS } ={с,ss,t 3 ,p 2 , K C_SS } .
Сейчас сервер выдачи разрешений TGS посылает клиенту C ключ шифрования и билет, необходимые для доступа к серверу SS . Структура билета такая же, как на шаге 2): идентификатор того, кому выдали билет; идентификатор того, для кого выдали билет; отметка времени; период действия ; ключ шифрования.
где Aut 2 ={c,t 4 } .
Клиент C посылает билет, полученный от сервера выдачи разрешений, и свой аутентификационный блок серверу SS , с которым хочет установить сеанс защищенного взаимодействия. Предполагается, что SS уже зарегистрировался в системе и распределил с сервером TGS ключ шифрования K TGS_SS . Имея этот ключ, он может расшифровать билет, получить ключ шифрования K C_SS и проверить подлинность отправителя сообщения .
Смысл последнего шага заключается в том, что теперь уже SS должен доказать C свою подлинность. Он может сделать это, показав, что правильно расшифровал предыдущее сообщение. Вот поэтому, SS берет отметку времени из аутентификационного блока C , изменяет ее заранее определенным образом (увеличивает на 1), шифрует на ключе K C_SS и возвращает C .сеть логически делится на области действия серверов Kerberos. Kerberos-область - это участок сети, пользователи и серверы которого зарегистрированы в базе данных одного сервера Kerberos (или в одной базе, разделяемой несколькими серверами). Одна область может охватывать сегмент локальной сети, всю локальную сеть или объединять несколько связанных локальных сетей. Схема взаимодействия между Kerberos-областями представлена на рис. 5.2 .
Для взаимодействия между областями, должна быть осуществлена взаимная регистрация серверов Kerberos, в процессе которой сервер выдачи разрешений одной области регистрируется в качестве клиента в другой области (т.е. заносится в базу сервера аутентификации и разделяет с ним ключ ).
После установки взаимных соглашений, клиент из области 1 (пусть это будет K 11 ) может установить сеанс взаимодействия с клиентом из области 2 (например, К 21 ). Для этого K 11 должен получить у своего сервера выдачи разрешений билет на доступ к Kerberos-серверу, с клиентом которого он хочет установить взаимодействие (т.е. серверу Kerberos KDC2). Полученный билет содержит отметку о том, в какой области зарегистрирован владелец билета. Билет шифруется на ключе, разделенном между серверами KDC1 и KDC2. При успешной расшифровке билета, удаленный Kerberos- сервер может быть уверен, что билет выдан клиенту Kerberos-области, с которой установлены доверительные отношения . Далее протокол работает как обычно.
ключ , но и убедились в подлинности друг друга, иными словами - аутентифицировали друг друга.Что касается реализации протокола Kerberos в Windows , то надо отметить следующее.
Для увеличения уровня защищенности процесса аутентификации пользователей, рекомендуется отключить использование менее надежного протокола NTLM и оставить только Kerberos (если использования NTLM не требуют устаревшие клиентские ОС).
ЕСИА - самостоятельная информационная система, единое «окно» доступа граждан, бизнеса и представителей исполнительной власти в инфраструктуру электронного правительства, а также в другие информационные системы, подключенные к Системе межведомственного электронного взаимодействия (СМЭВ).
Ключевая функция ЕСИА - предоставление пользователю единой учетной записи для доступа к множеству значимых государственных информационных систем. Учетная запись позволяет заходить на любые порталы, использующие ЕСИА, под одним и тем же логином и паролем.
Единая учетная запись позволяет просто и быстро оплатить налоги, записать в детский сад ребенка, узнать состояние пенсионного счета, заказать множество других госуслуг. Бизнес, помимо прочего, получил возможность простой авторизации на площадке электронных торгов, представители госорганов – в Государственной автоматизированной информационной системе «Управление».
Система избавит граждан от необходимости хранить множество логинов/паролей для получения государственных услуг в электронном виде. Единожды зарегистрировавшись в какой-либо государственной информационной системе, гражданин сможет использовать полученные логин и пароль на других ведомственных ресурсах. Например, граждане, зарегистрированные на портале госуслуг, смогут пользоваться логином и паролем от своего личного кабинета для доступа к информационным системам ведомств с помощью сайтов ведомств.
Кликните два раза, чтобы увеличить
Кроме того, для доступа к госресурсам можно будет использовать различные электронные карты, средства предоставляемые операторами сотовой связи и цифрового телевидения – любые средства, информация о которых будет в системе.
По данным на 8 февраля 2018 года, почти половина населения России - более 66 млн граждан - имеют учетную запись в Единой системе идентификации и аутентификации (ЕСИА). За 2017 год численность «электронного» населения страны выросла более чем на 66%. Согласно годовой статистике, ежемесячно в ЕСИА регистрировалось около 2 млн пользователей.
В региональном рейтинге ЕСИА Минкомсвязи России лидирует Ненецкий автономный округ, который год назад занимал лишь 80-е место. За год численность «электронного» населения региона увеличилась более чем на 77% и составляет 95,5%. На втором месте - Республика Тыва с годовым приростом почти 30% и долей 93,5%. Рекордные результаты также продемонстрировал Чукотский автономный округ - более 60%. Регион за год «поднялся» с 71-го до 3-го места с показателем 87,1%. Топ-5 замыкает Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий автономные округа - 85,2% и 81% соответственно.
Число зарегистрированных в ЕСИА граждан старше 14 лет превышает 70% еще в 5 субъектах РФ: Курской , Тульской и Сахалинской областях , а также в Республиках Дагестан и Алтай . В Тамбовской , Вологодской областях и в Удмуртской Республике этот показатель почти достигнут и превышает 69%.
ЕСИА - это единая точка доступа более чем к 4 тыс. государственных и коммерческих порталов, число которых за 2017 год выросло в 4 раза. Через ЕСИА было совершено почти 1 млрд авторизаций, более четверти которых пользователи выполнили для входа на Единый портал госуслуг (ЕПГУ).
По состоянию на февраль 2018 года, на ЕПГУ доступно более 27 тыс. государственных услуг федерального, регионального и муниципального уровня. Для получения примерно 23 тыс. из них требуется подтвержденная учетная запись, число обладателей которой составляет около 60% пользователей Единого портала госуслуг - более 40 млн граждан. Подтвердить личность можно в любом Центре обслуживания пользователей.
Внедрение биометрии
В частности, заместитель министра связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Алексей Козырев сообщил о планах ввести в ЕСИА с начала 2018 года поддержку биометрии . При этом на первом этапе предполагается реализовать распознание голоса и лица, а в последующем добавить возможность идентификации по отпечаткам пальцев и радужной оболочке глаз. По словам замминистра, МВД России уже ведет соответствующие разработки.
Пока идентификация в ЕСИА осуществляется по паре логин-пароль либо с помощью квалифицированной электронной подписи (электронного ключа, выданного аккредитованным удостоверяющим центром).
Доступ к данным для коммерческих организаций
В то же время, планируется открыть доступ к персональным данным российских граждан для коммерческих организаций, в первую очередь - финансовых, которые в наибольшей степени подготовлены к электронному взаимодействию, а затем и для представителей других отраслей. В частности, организации смогут получить доступ к следующим персональным данным: профиль гражданина на портале госуслуг, данные о пенсионных накоплениях, налоговых платежах и др. Гражданам, в свою очередь, будет предоставлена возможность регулировать через специальный веб-интерфейс ЕСИА использование своих данных: давать и отзывать свое согласие на их обработку коммерческими организациями, получать уведомления о фактах их обработки и т.д.
Облачная ЭП транзакций
Кроме того, в планах Минкомсвязи - реализовать через ЕСИА возможность подписывать транзакции в электронном формате. При этом, в связи со сложностью процесса получения квалифицированной электронной подписи, гражданам планируется предоставлять услугу облачной подписи. По словам Алексея Козырева, две российские компании, названия которых не раскрываются, уже располагают необходимыми разработками для реализации сервиса. При этом одна из них - в процессе получения разрешений от ФСТЭК России.
Денежные переводы без платежных систем
Самая амбициозная задача, озвученная Козыревым - создание нового адресного пространства. По задумке Минкомсвязи, уникальный идентификатор позволит сделать денежный перевод или отправить заказное письмо гражданину вне зависимости от его местонахождения. Планируется, что граждане смогут использовать ЕСИА для проведения финансовых операций друг с другом - соответствующие работы уже ведутся Центробанком и ассоциацией «Финтех» . В качестве уникального идентификатора могут выступать номер паспорта, ИНН, СНИЛС, номер телефона и прочие персональные данные пользователя.
Для реализации задачи потребуется специальная платформа для взаимодействия между банками. При этом возможности платежных систем для проведения таких переводов не потребуются, уточнил замминистра.
В октябре 2017 года заместитель министра связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Алексей Козырев провел заседание Подкомиссии по использованию информационных технологий при предоставлении государственных и муниципальных услуг Правительственной комиссии по использованию информационных технологий для улучшения качества жизни и условий ведения предпринимательской деятельности. Одним из главных вопросов заседания стало подключение операторов подвижной радиотелефонной связи к Единой системе идентификации и аутентификации (ЕСИА) и системе межведомственного электронного взаимодействия (СМЭВ), которые являются частью инфраструктуры электронного правительства.
«После подключения к ЕСИА и СМЭВ операторы смогут выполнить требования закона и оперативно очистить базы абонентов от анонимных пользователей. Кроме того, подключение к ЕСИА позволит операторам развивать дистанционное взаимодействие с абонентами», - подчеркнул заместитель директора Департамента регулирования радиочастот и сетей связи Минкомсвязи России Михаил Быковский.
8 сентября 2017 года, в ходе заседания Подкомиссии по использованию ИТ при предоставлении государственных и муниципальных услуг под председательством Министра связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Николая Никифорова , была рассмотрена возможность авторизации пользователей при получении информации из государственных информационных систем исключительно через Единую систему идентификации и аутентификации (ЕСИА).
Предложение о едином доступе поступило от представителей Архангельской области . Речь идет о такой информации, как, например, запросы сведений о штрафах ГИБДД через официальный сайт Госавтоинспекции МВД России и результатах единого государственного экзамена через соответствующие официальные сайты в интернете . Подкомиссия поручила проработать вопрос единого доступа к сведениям из государственных информационных систем через ЕСИА МВД России и Минобрнауки совместно с Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки (Рособрнадзором).
В ходе заседания представитель Курской области доложил о росте количества заказанных населением госуслуг в электронном виде. Так, за весь 2016 год граждане заказали 200 тыс. услуг, а за прошедшие месяцы 2017 года подано более 270 тыс. заявок. Всего в Курской области более 70% населения зарегистрированы в ЕСИА. Было поддержано предложение региона о совершенствовании нормативных документов для оказания полностью электронных услуг по таким востребованным услугам, как, например, оформление разрешения на охоту. По результатам заседания подкомиссии регионам рекомендовано учесть опыт Курской области по достижению доли граждан, использующих электронный механизм получения госуслуг.
В ЦБ объясняли, что первичная идентификация останется очной и клиент должен будет пройти ее в банке в соответствии с уже действующими нормами. После идентификации эта информация попадет в ЕСИА, которая и станет центральной инфраструктурой для хранения информации. Далее, если клиент обратится в другой банк за услугой, ему не придется проходить очную идентификацию, этот банк просто обратится к ЕСИА.
Удаленную идентификацию планируется сначала применять по операциям физлиц со счетами, вкладами, переводами, получением кредитов, предоставлением информации по счету. После пилота этот перечень может быть расширен, рассказала Скоробогатова.
Для проведения проекта необходимо внести изменения в закон и ввести понятие «удаленная идентификация». Принятие поправок в закон о противодействии отмыванию доходов и другие нормативные акты ожидается в первом полугодии 2017 года.
По данным на конец ноября 2016 года, в Единой системе идентификации и аутентификации (ЕСИА) зарегистрировано 37,7 млн человек. Прирост пользователей электронных госуслуг в ноябре 2016 года составил 2,4 млн человек. Это рекордный рост за все время существования системы.
Интеграцию с системой межведомственного электронного взаимодействия (СМЭВ) версии 3.0 на сегодняшний день завершило большинство субъектов РФ. Оставшимся двум субъектам - Республике Ингушетия и Тверской области необходимо осуществить переход на новую версию системы.
На 18 августа 2016 года единую систему идентификации и аутентификации (ЕСИА) используют все региональные порталы госуслуг, сайты Федеральной налоговой службы , Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии , Федерального казначейства , Пенсионного фонда РФ , официальные сайты для размещения информации о торгах и государственных закупках, сайт Российской общественной инициативы, государственная информационная система жилищно-коммунального хозяйства, а также электронные государственные библиотеки.
В июле 2015 года появилась возможность пройти идентификацию с помощью учетной записи на Едином портале госуслуг в бесплатной сети Wi-Fi московского метрополитена. Также пройти регистрацию с помощью учетной записи в ЕСИА возможно в Международном аэропорту Шереметьево , терминалах «Аэроэкспресс », ряде московских ярмарок, на стадионе «Спартак» и в детском парке игрового обучения
Полное название:
Биометрические системы идентификации и аутентификации.
Биометрические технологии основаны на биометрии, измерении уникальных характеристик отдельно взятого человека. Это могут быть как уникальные признаки, полученные им с рождения, например: ДНК, отпечатки пальцев, радужная оболочка глаза; так и характеристики, приобретённые со временем или же способные меняться с возрастом или внешним воздействием. Например: почерк, голос или походка.
Назначение:
Основным способом защиты информации от злоумышленников считается внедрение так называемых средств ААА, или 3А (authentication, authorization, administration - аутентификация, авторизация, администрирование). Среди средств ААА значимое место занимают аппаратно-программные системы идентификации и аутентификации (СИА) и устройства ввода идентификационных признаков (термин соответствует ГОСТ Р 51241-98), предназначенные для защиты от несанкционированного доступа (НСД) к компьютерам.
При использовании СИА сотрудник получает доступ к компьютеру или в корпоративную сеть только после успешного прохождения процедуры идентификации и аутентификации. Идентификация заключается в распознавании пользователя по присущему или присвоенному ему идентификационному признаку. Проверка принадлежности пользователю предъявленного им идентификационного признака осуществляется в процессе аутентификации.
В состав аппаратно-программных СИА входят идентификаторы, устройства ввода-вывода (считыватели, контактные устройства, адаптеры, платы доверенной загрузки, разъемы системной платы и др.) и соответствующее ПО. Идентификаторы предназначены для хранения уникальных идентификационных признаков. Кроме того, они могут хранить и обрабатывать разнообразные конфиденциальные данные. Устройства ввода-вывода и ПО пересылают данные между идентификатором и защищаемым компьютером.
Биометрическая идентификация – это способ идентификации личности по отдельным специфическим биометрическим признакам (идентификаторам), присущим конкретному человеку.
Биометрическая аутентификация - это опознание индивидуума на основе его физиологических характеристик и поведения. Аутентификация проводится посредством компьютерной технологии без какого-либо нарушения личной сферы человека. Собранные таким образом в базе данных приметы человека сравниваются с теми, которые актуально регистрируются системами безопасности.
Присвоение субъектам и объектам доступа личного идентификатора и сравнение его с заданным перечнем называется идентификацией. Идентификация обеспечивает выполнение следующих функций:
Установление подлинности и определение полномочий субъекта при его допуске в систему,
Контролирование установленных полномочий в процессе сеанса работы;
Регистрация действий и др.
Аутентификацией (установлением подлинности) называется проверка принадлежности субъекту доступа предъявленного им идентификатора и подтверждение его подлинности. Другими словами, аутентификация заключается в проверке: является ли подключающийся субъект тем, за кого он себя выдает.
Биометрические технологии активно применяются во многих областях связанных с обеспечением безопасности доступа к информации и материальным объектам, а также в задачах уникальной идентификации личности.
Применения биометрических технологий разнообразны: доступ к рабочим местам и сетевым ресурсам, защита информации, обеспечение доступа к определённым ресурсам и безопасность. Ведение электронного бизнеса и электронных правительственных дел возможно только после соблюдения определённых процедур по идентификации личности. Биометрические технологии используются в области безопасности банковских обращений, инвестирования и других финансовых перемещений, а также розничной торговле, охране правопорядка, вопросах охраны здоровья, а также в сфере социальных услуг. Биометрические технологии в скором будущем будут играть главную роль в вопросах персональной идентификации во многих сферах. Применяемые отдельно или используемые совместно со смарт-картами, ключами и подписями, биометрия скоро станет применяться во всех сферах экономики и частной жизни.
| Области применения |
Основные характеристики |
|
| Компьютер-ная безопас-ность |
В данной области биометрия используется для замены (иногда для усиления) стандартной процедуры входа в различные программы по паролю, смарт-карте, таблетке touch-memory и т.д. Самым распространенным решением на базе биометрических технологий является идентификация (или верификация) по биометрическим характеристикам в корпоративной сети или при входе на рабочую станцию (персональный компьютер, ноутбук и т.д.). |
|
| Торговля |
Основные направления:>br>- в магазинах, ресторанах и кафе биометрические идентификаторы используются либо непосредственно как средство идентификации покупателя и последующего снятия денег с его счета, либо для подтверждения права покупателя на какие-либо скидки и другие льготы; В торговых автоматах и банкоматах как средство идентификации человека взамен магнитных карточек или в дополнение к ним; В электронной коммерции биометрические идентификаторы используются как средства удаленной идентификации через Интернет, что значительно надежнее паролей, а в сочетании со средствами крипто-графии дает электронным транзакциям очень высокий уровень защиты. |
|
| Системы СКУД |
В системах контроля и управления доступом (СКУД) с сетевой архитектурой, когда в здании есть несколько входов, оборудованных биометрическими замками, шаблоны биометрических характеристик всех сотрудников хранятся централизованно, вместе с информацией о том, кому и куда (и, возможно, когда) разрешен вход. В СКУД реализуются следующие технологии распознавания: отпечаток пальца, лицо, форма руки, ра-дужная оболочка глаза, голос. |
|
| Системы АДИС |
Основным назначением систем гражданской идентификации и автоматизированных дактилоскопических информационных систем (АДИС) является управление правами, которые предоставлены государством гражданам и иностранцам. Права гражданства, голосования, места жительства или работы для иностранцев, право получать социальное обеспечение и т.д. признаются и подтверждаются с помощью документов и разнообразных карт. В настоящее время такие системы получили очень широкое распространение из-за того, что некоторые страны стали использовать их для проверки личности въезжающих. |
|
| Комплексные системы |
К системам данного типа относятся решения, сочетающие в себе системы первых трех классов. Сотрудник компании регистрируется у администратора системы всего один раз, и дальше ему автоматически назначаются все необходимые привилегии как на вход в помещение, так и на работу в корпоративной сети и с ее ресурсами. |
Кроме этих основных секторов применения в настоящее время начинается активное использование биометрии и в некоторых других областях, таких как:
Игорный бизнес. Биометрия используется по двум направлениям: проверка всех находящихся по "черным спискам" (аналог массовой идентификации по лицам, используемой в аэропортах), а также как система идентификации и платежное средство постоянных клиентов;
Идентификация в мобильных устройствах, таких как мобильные телефоны, компактные ПК и т.д.;
В транспортной области как платежное средство;
Медицина. Биометрия используется для идентификации медицинских работников при получении доступа к закрытым данным и для электронной подписи записей в истории болезни.
Представители:
Еkey biometric systems GmbH – основанная в 1999 году австрийская компания по биометрическим системам доступа по отпечаткам пальцев, на сегодняшний день является компанией №1 в этой области. Слоган –«ваш палец – это ключ».
BioLink - создана в 2000г. и за это время превратилась в ведущего российского разработчика, поставщика и провайдера решений в сфере биометрической идентификации. Компания успела осуществить не только в России, но и за рубежом ряд крупномасштабных проектов (в том числе по созданию системы регистрации жителей Сан-Франциско, получающих пособия и социальные льготы, а также системы регистрации избирателей в Нигерии).
Многочисленные партнеры компании BioLink в России и за рубежом объединены в Биометрический альянс - уникальное содружество ведущих поставщиков передовых решений и систем на основе биометрической идентификации.
Ряд фирм США (Miros, Lau Technologies, Identification Technologies International) уже разработали системы опознавания человека по лицу, действующие подобно полицейскому, проверяющему права водителя автомобиля и сравнивающему его лицо с фотографией в предъявленном документе.
По данным фирмы Master Card (США), разработавшей оптическую биометрическую систему идентификации по отпечаткам пальцев, с времени установки в 1996 г. этой системы в офисах фирмы было проверено 6700 посетителей. Фирма считает, что эта система является наиболее удобной для держателей кредитных карточек.
В системе идентификации фирмы San Bruno (США) используется светодиод с излучением в ближней инфракрасной области спектра для бокового освещения пальцев и получения рельефного дактилоскопического рисунка.
Фирма Fingermatrix (США) разработала принтеры для одного и десяти пальцев, в которых оптическая система располагается под ванночкой со спиртом и водой. Слой жидкости предохраняет поверхность, на которой воспроизводится изображение, от загрязнения и повышает светопропускание.
Другая американская фирма Quatalmage разработала более совершенный коррелятор, в котором применен созданный фирмой пространственный модулятор света высокого быстродействия (время отклика менее 1 мкс) с разрешением 200 линий/мм. Сформированное компьютером изображение направляется в два сегнетоэлектрических пространственных модулятора света, облучаемых светом лазерного диода с длиной волны 830 нм. Лазерный луч проходит через объектив преобразователя Фурье. Быстродействующий пространственный модулятор света усиливает преобразованное по Фурье изображение. Второй лазерный луч с длиной волны излучения 850 нм считывает усиленное изображение и переносит результаты обратно через объектив преобразователя Фурье на интеллек-туальный чувствительный элемент, способный обнаруживать пики корреляции при сравнении до 4000 отпечатков пальцев в 1 с.
В системе "Fastgate", проходящей в настоящее время испытания, применена техника сканирования геометрии руки фирмы Recognition Systems и IBM(США).
С 17 по 19 ноября 2010 г. в Москве пройдет выставка Infosecurity Russia"2010, где отечественные и зарубежные компании примут участие.
Особенности и история
В 1938 г. была создана Биометрическая секция американской статистической ассоциации. Затем в 1947 г. в Вудс-Холе (США) была проведена «Первая международная биометрическая конференция», на которой было организовано Международное биометрическое общество. Конференции Международного биометрического общества проходили в 1949 г., 1953 г., 1958 г., 1963 г., 1967 г. и т. д.
В 1978 г. было организовано Международное общество клинической биостатистики (ISCB), национальные отделения которого есть в нескольких десятках стран, включая США, Англию, Францию, Италию, Канаду, Испанию, Польшу, Венгрию, Южную Африку, Кению и т. д. Кроме организованного в 1901 г. Пирсоном и Гальтоном журнала «Biometrika» стали выходить журналы «Biometrics» (с 1945 г.), «Biometrische Zeitschrift» (с 1959 г.)
До 11 сентября 2001 года, биометрические системы обеспечения безопасности использовались только для защиты военных секретов и самой важной коммерческой информации. Ну а после потрясшего весь мир террористического акта ситуация резко изменилась. Сначала биометрическими системами доступа оборудовали аэропорты, крупные торговые центры и другие места скопления народа.
В рамках безвизовой программы США подписала с 27 странами соглашение, по которому граждане этих государств смогут въезжать на территорию США сроком до 90 дней без визы при обязательном наличии биометрических документов. Начало действия программы - 26 октября 2005. Среди государств, участвующих в программе - Австралия, Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Италия, Лихтенштейн, Люксембург, Монако, Нидерланды, Португалия, Сингапур, Финляндия, Франция, Швейцария, Швеция и Япония.
С 1 января 2007 года вводится в действие национальный стандарт ГОСТ 52633-2006 «Защита информации. Техника защиты информации. Требования к средствам высоконадежной биометрической аутентификации».
В нём формулируются требования к средствам высоконадежной биометрической аутентификации на базе больших и сверхбольших многослойных искусственных нейронных сетей с большим числом входов и большим числом выходов.
За последние два десятилетия биометрические технологии сделали большой шаг вперед. Во многом этому способствовало распространение микропроцессорных технологий. Еще в 80-е годы систему контроля доступа, использующую биометрические характеристики человека, можно было увидеть лишь в фантастических фильмах. Сегодня же использование в системах контроля и управления доступом (СКУД) биометрических сканеров, практически, не усложняет систему безопасности, и их стоимость для некоторых биометрических методов очень низкая. Более того, около трети ноутбуков выходит сейчас со встроенной системой считывания отпечатка пальцев, а если в ноутбуке есть видеокамера, на него можно установить систему распознавания человека по лицу.
Основными характеристиками любой биометрической охранной системы являются два числа - FAR (False Acceptance Rate) и FRR (False Rejection Rate). Первое число характеризует вероятность ложного совпадения биометрических характеристик двух людей. Второе - вероятность отказа доступа человеку, имеющего допуск. Система тем лучше, чем меньше значение FRR при одинаковых значениях FAR. Устойчивость к подделке - это эмпирическая характеристика, обобщающая то, насколько легко обмануть биометрический идентификатор. Устойчивость к окружающей среде - характеристика, эмпирически оценивающая устойчивость работы системы при различных внешних условиях. Простота использования показывает, насколько сложно воспользоваться биометрическим сканером, возможна ли идентификация «на ходу». Важными характеристиками являются и скорость работы, и стоимость системы. Несомненно, существенным является и то, как в течение времени себя ведет биометрическая характеристика. Если она неустойчива и может измениться - это значительный минус.
Физиологические (статические) методы
Сканирование радужной оболочки глаза
Сканирование сетчатки глаза
Геометрия кисти руки (рисунок вен, отпечатки пальцев – дактилоскопия, размер, длина и ширина ладоней)
Распознавание черт лица (контур, форма; расположение глаз и носа)
Снятие отпечатков пальцев
Структура ДНК - сигнатура
Поведенческие (динамические) методы
Анализ подписи (форма букв, манера письма, нажим)
Анализ клавиатурного почерка
| Носитель биометрической информации |
Вероятность ошибки |
надежность |
Сфера применения |
|
| Распознавание радужной оболочки глаза |
Узор радужки |
Критичные к количеству ошибок сервисы |
||
| Дактилоскопия |
Отпечатки пальцев |
Универсальная |
||
| Форма руки |
Размер, длина и ширина ладоней |
|||
| Распознавание лица |
Контур, форма; расположение глаз и носа |
Некритичные к количеству ошибок сервисы |
||
| Форма букв, манера письма, нажим |
Некритичные к количеству ошибок сервисы |
|||
| Телефонные серверы |
Новым направлением является использование биометрических характеристик в интеллектуальных расчетных карточках, жетонах-пропусках и элементах сотовой связи. Например, при расчете в магазине предъявитель карточки кладет палец на сканер в подтверждение, что карточка действительно его.
Отпечатки пальцев
Дактилоскопия (распознавание отпечатков пальцев) - наиболее разработанный на сегодняшний день биометрический метод идентификации личности. Катализатором развития метода послужило его широкое использование в криминалистике ХХ века.
Каждый человек имеет уникальный папиллярный узор отпечатков пальцев, благодаря чему и возможна идентификация. Обычно алгоритмы используют характерные точки на отпечатках пальцев: окончание линии узора, разветвление линии, одиночные точки. Дополнительно привлекается информация о морфологической структуре отпечатка пальца: относительное положение замкнутых линий папиллярного узора, арочных и спиральных линий. Особенности папиллярного узора преобразовываются в уникальный код, который сохраняет информативность изображения отпечатка. И именно «коды отпечатков пальцев» хранятся в базе данных, используемой для поиска и сравнения. Время перевода изображения отпечатка пальца в код и его идентификация обычно не превышают 1с, в зависимости от размера базы. Время, затраченное на поднесение руки, не учитывается.
Радужная оболочка
Радужная оболочка глаза является уникальной характеристикой человека. Рисунок радужки формируется на восьмом месяце внутриутробного развития, окончательно стабилизируется в возрасте около двух лет и практически не изменяется в течение жизни, кроме как в результате сильных травм или резких патологий. Метод является одним из наиболее точных среди биометрических технологий.
Система идентификации личности по радужной оболочке логически делится на две части: устройство захвата изображения, его первичной обработки и передачи вычислителю; вычислитель, производящий сравнение изображения с изображениями в базе данных, передающий команду о допуске исполнительному устройству.
Время первичной обработки изображения в современных системах примерно 300-500 мс, скорость сравнения полученного изображения с базой имеет уровень 50000-150000 сравнений в секунду даже на обычном персональном компьютере. Такая скорость сравнения не накладывает ограничений на применение метода в больших организациях при использовании в системах доступа. При использовании же специализированных вычислителей и алгоритмов оптимизации поиска становится даже возможным идентифицировать человека среди жителей целой страны.
Геометрия лица
Существует множество методов распознавания по геометрии лица. Все они основаны на том, что черты лица и форма черепа каждого человека индивидуальны. Эта область биометрии многим кажется привлекательной, потому что мы узнаем друг друга в первую очередь по лицу. Данная область делится на два направления: 2D-распознавание и 3D-распознавание. У каждого из них есть достоинства и недостатки, однако многое зависит еще и от области применения и требований, предъявленных к конкретному алгоритму.
2D-распознавание лица
2D-распознавание лица - один из самых статистически неэффективных методов биометрии. Появился он довольно давно и применялся, в основном, в криминалистике, что и способствовало его развитию. Впоследствии появились компьютерные интерпретации метода, в результате чего он стал более надежным, но, безусловно, уступал и с каждым годом все больше уступает другим биометрическим методам идентификации личности. В настоящее время из-за плохих статистических показателей он применяется, в основном, в мультимодальной или, как ее еще называют, перекрестной биометрии.
Реализация данного метода представляет собой довольно сложную задачу. Несмотря на это, в настоящее время существует множество методов по 3D-распознаванию лица. Ниже рассматривается один из самых распространенных.
Метод проецирования шаблона состоит в том, что на объект (лицо) проецируется сетка. Далее камера делает снимки со скоростью десятки кадров в секунду, и полученные изображения обрабатываются специальной программой. Луч, падающий на искривленную поверхность, изгибается - чем больше кривизна поверхности, тем сильнее изгиб луча. Изначально при этом применялся источник видимого света, подаваемого через «жалюзи». Затем видимый свет был заменен инфракрасным, который обладает рядом преимуществ. Обычно на первом этапе обработки отбрасываются изображения, на которых лица не видно вообще или присутствуют посторонние предметы, мешающие идентификации. По полученным снимкам восстанавливается 3D-модель лица, на которой выделяются и удаляются ненужные помехи (прическа, борода, усы и очки). Затем производится анализ модели - выделяются антропометрические особенности, которые в итоге и записываются в уникальный код, заносящийся в базу данных. Время захвата и обработки изображения составляет 1-2 с для лучших моделей.
Венозный рисунок руки
Это новая технология в сфере биометрии. Инфракрасная камера делает снимки внешней или внутренней стороны руки. Рисунок вен формируется благодаря тому, что гемоглобин крови поглощает ИК-излучение. В результате степень отражения уменьшается и вены видны на камере в виде черных линий. Специальная программа на основе полученных данных создает цифровую свертку. Не требуется контакта человека со сканирующим устройством. Рисунок вен на ладони не меняется с двухлетнего возраста
Технология сравнима по надежности с распознаванием по радужной оболочке глаза, но имеет ряд минусов, указанных ниже.
Сетчатка глаза
До последнего времени считалось, что самый надежный метод биометрической идентификации и аутентификации личности - это метод, основанный на сканировании сетчатки глаза. Он содержит в себе лучшие черты идентификации по радужной оболочке и по венам руки. Сканер считывает рисунок капилляров на поверхности сетчатки глаза. Сетчатка имеет неподвижную структуру, неизменную во времени, кроме как в результате глазной болезни, например, катаракты.
Сканирование сетчатки происходит с использованием инфракрасного света низкой интенсивности, направленного через зрачок к кровеносным сосудам на задней стенке глаза. Сканеры сетчатки глаза получили широкое распространение в системах контроля доступа на особо секретные объекты, так как у них один из самых низких процентов отказа в доступе зарегистрированных пользователей и практически не бывает ошибочного разрешения доступа.
К сожалению, целый ряд трудностей возникает при использовании этого метода биометрии. Сканером тут является весьма сложная оптическая система, а человек должен значительное время не двигаться, пока система наводится, что вызывает неприятные ощущения.
Термический образ лица . Системы позволяют идентифицировать человека на расстоянии до десятков метров. В комбинации с поиском данных по базе данных такие системы используются для опознания авторизованных сотрудников и отсеивания посторонних. Однако при изменении освещенности сканеры лица имеют относительно высокий процент ошибок.
Голос. Проверка голоса удобна для использования в телекоммуникационных приложениях. Необходимые для этого 16-разрядная звуковая плата и конденсаторный микрофон стоят менее 25 $. Вероятность ошибки составляет 2 – 5%. Данная технология подходит для верификации по голосу по телефонным каналам связи, она более надежна по сравнению с частотным набором личного номера. Сейчас развиваются направления идентификации личности и его состояния по голосу – возбужден, болен, говорит правду, не в себе и т.д.
Ввод с клавиатуры . Здесь при вводе, например, пароля отслеживаются скорость и интервалы между нажатиями.
Подпись. Для контроля рукописной подписи используются дигитайзеры.
Подавляющее большинство людей считают, что в памяти компьютера хранится образец отпечатка пальца, голоса человека или картинка радужной оболочки его глаза. Но на самом деле в большинстве современных систем это не так. В специальной базе данных хранится цифровой код длиной до 1000 бит, который ассоциируется с конкретным человеком, имеющим право доступа. Сканер или любое другое устройство, используемое в системе, считывает определённый биологический параметр человека. Далее он обрабатывает полученное изображение или звук, преобразовывая их в цифровой код. Именно этот ключ и сравнивается с содержимым специальной базы данных для идентификации личности
Идентификация и аутентификация представляют собой основу современных программно-технических средств безопасности, так как любые другие сервисы в основном рассчитаны на обслуживание указанных субъектов. Эти понятия представляют собой своеобразную первую линию обороны, обеспечивающую пространства организации.
Идентификация и аутентификация имеют разные функции. Первая предоставляет субъекту (пользователю или процессу, который действует от его имени) возможность сообщить собственное имя. При помощи аутентификации уже вторая сторона окончательно убеждается в том, что субъект действительно представляет собой того, за кого он себя выдает. Нередко в идентификация и аутентификация заменяются словосочетаниями «сообщение имени» и «проверка подлинности».
Сами они подразделяются на несколько разновидностей. Далее мы рассмотрим, что собой представляют идентификация и аутентификация и какими они бывают.
Данное понятие предусматривает два вида: одностороннюю, когда клиент предварительно должен доказать серверу свою подлинность, и двустороннюю, то есть когда ведется взаимное подтверждение. Стандартный пример того, как проводится стандартная идентификация и аутентификация пользователей, - это процедура входа в определенную систему. Таким образом, разные типы могут использоваться в различных объектах.
В сетевой среде, когда идентификация и аутентификация пользователей осуществляются на территориально разнесенных сторонах, рассматриваемый сервис отличается двумя основными аспектами:
Чтобы подтвердить свою подлинность, субъектом должна быть предъявлена одна из следующих сущностей:
В открытой сетевой среде стороны не имеют доверенного маршрута, а это говорит о том, что в общем случае информация, передаваемая субъектом, может в конечном итоге не совпадать с информацией, полученной и используемой при проверке подлинности. Требуется обеспечение безопасности активного и пассивного прослушивания сети, то есть защита от корректировки, перехвата или воспроизведения различных данных. Вариант передачи паролей в открытом виде является неудовлетворительным, и точно так же не может спасти положение и шифрование паролей, так как им не обеспечивается защита от воспроизведения. Именно поэтому сегодня используются более сложные протоколы аутентификации.
Надежная идентификация имеет трудности не только по причине различных но еще и по целому ряду других причин. В первую очередь практически любые аутентификационные сущности могут похищаться, подделываться или выведываться. Также присутствует определенное противоречие между надежностью используемой системы, с одной стороны, и удобствами системного администратора или пользователя - с другой. Таким образом, из соображения безопасности требуется с некоторой частотой запрашивать у пользователя повторное введение его аутентификационной информации (так как вместо него может уже сидеть какой-нибудь другой человек), а это не только создает дополнительные хлопоты, но еще и значительно увеличивает шанс на то, что кто-то может подсматривать ввод информации. Помимо всего прочего, надежность средства защиты существенно сказывается на его стоимости.
Современные системы идентификации и аутентификации поддерживают концепцию единого входа в сеть, что в первую очередь позволяет удовлетворять требования в плане удобства для пользователей. Если стандартная корпоративная сеть имеет множество информационных сервисов, предусматривающих возможность независимого обращения, то в таком случае многократное введение личных данных становится чересчур обременительным. На данный момент пока еще нельзя сказать, что использование единого входа в сеть считается нормальным, так как доминирующие решения еще не сформировались.
Таким образом, многие стараются найти компромисс между доступностью по цене, удобством и надежностью средств, которыми обеспечивается идентификация/аутентификация. Авторизация пользователей в данном случае осуществляется по индивидуальным правилам.
Отдельное внимание стоит уделить тому, что используемый сервис может быть выбран в качестве объекта атаки на доступность. Если выполнена таким образом, чтобы после некоторого числа неудачных попыток возможность ввода была заблокирована, то в таком случае злоумышленниками может останавливаться работа легальных пользователей путем буквально нескольких нажатий клавиш.
Главным достоинством такой системы является то, что она является предельно простой и привычной для большинства. Пароли уже давным-давно используются операционными системами и другими сервисами, и при грамотном использовании ими обеспечивается уровень безопасности, который является вполне приемлемым для большинства организаций. Но с другой стороны, по общей совокупности характеристик подобные системы представляют собой самое слабое средство, которым может осуществляться идентификация/аутентификация. Авторизация в таком случае становится достаточно простой, так как пароли должны быть запоминающимися, но при этом простые комбинации нетрудно угадать, особенно если человек знает пристрастия конкретного пользователя.
Иногда бывает так, что пароли, в принципе, не держатся в секрете, так как имеют вполне стандартные значения, указанные в определенной документации, и далеко не всегда после того, как устанавливается система, их меняют.
При вводе пароль можно посмотреть, причем в некоторых случаях люди используют даже специализированные оптические приборы.
Пользователи, основные субъекты идентификации и аутентификации, нередко могут сообщать пароли коллегам для того, чтобы те на определенное время подменили владельца. В теории в таких ситуациях будет правильнее всего применять специальные средства управления доступом, но на практике это никем не используется. А если пароль знают два человека, это крайне сильно увеличивает шансы на то, что в итоге о нем узнают и другие.
Есть несколько средств, как может быть защищена идентификация и аутентификация. Компонент обработки информации может обезопаситься следующим:
Все указанные меры могут использоваться в любом случае, даже если вместе с паролями будут применяться также и другие средства аутентификации.
Рассмотренные выше варианты являются многоразовыми, и в случае раскрытия комбинации злоумышленник получает возможность выполнять определенные операции от имени пользователя. Именно поэтому в качестве более сильного средства, устойчивого к возможности пассивного прослушивания сети, используются одноразовые пароли, благодаря которым система идентификации и аутентификации становится гораздо более безопасной, хоть и не такой удобной.
На данный момент одним из наиболее популярных программных генераторов одноразовых паролей является система под названием S/KEY, выпущенная компанией Bellcore. Основная концепция этой системы заключается в том, что имеется определенная функция F, которая известна как пользователю, так и серверу аутентификации. Далее представлен секретный ключ К, который известен только определенному пользователю.
При начальном администрировании пользователя данная функция используется к ключу определенное количество раз, после чего происходит сохранение полученного результата на сервере. В дальнейшем процедура проверки подлинности выглядит так:
На практике реализация данной технологии имеет несколько более сложную структуру, но на данный момент это не столь важно. Так как функция является необратимой, даже в случае перехвата пароля или получения несанкционированного доступа к серверу аутентификации не предоставляет возможности получить секретный ключ и каким-либо образом предсказать, как конкретно будет выглядеть следующий одноразовый пароль.
В России в качестве объединенного сервиса используется специальный государственный портал - "Единая система идентификации/аутентификации" ("ЕСИА").
Еще один подход к надежной системе аутентификации заключается в том, чтобы новый пароль генерировался через небольшие промежутки времени, что тоже реализуется через использование специализированных программ или различных интеллектуальных карт. В данном случае сервер аутентификации должен воспринимать соответствующий алгоритм генерации паролей, а также определенные ассоциированные с ним параметры, а помимо этого, должна присутствовать также синхронизация часов сервера и клиента.
Впервые сервер аутентификации Kerberos появился в середине 90-х годов прошлого века, но с тех пор он уже успел получить огромнейшее количество принципиальных изменений. На данный момент отдельные компоненты данной системы присутствуют практически в каждой современной операционной системе.
Главным предназначением данного сервиса является решение следующей задачи: присутствует определенная незащищенная сеть, и в ее узлах сосредоточены различные субъекты в виде пользователей, а также серверных и клиентских программных систем. У каждого такого субъекта присутствует индивидуальный секретный ключ, и для того чтобы у субъекта С появилась возможность доказать собственную подлинность субъекту S, без которой тот попросту не станет его обслуживать, ему необходимо будет не только назвать себя, но еще и показать, что он знает определенный секретный ключ. При этом у С нет возможности просто отправить в сторону S свой секретный ключ, так как в первую очередь сеть является открытой, а помимо этого, S не знает, да и, в принципе, не должен знать его. В такой ситуации используется менее прямолинейная технология демонстрации знания этой информации.
Электронная идентификация/аутентификация через систему Kerberos предусматривает ее использование в качестве доверенной третьей стороны, которая имеет информацию о секретных ключах обслуживаемых объектов и при необходимости оказывает им помощь в проведении попарной проверки подлинности.
Таким образом, клиентом сначала отправляется в систему запрос, который содержит необходимую информацию о нем, а также о запрашиваемой услуге. После этого Kerberos предоставляет ему своеобразный билет, который шифруется секретным ключом сервера, а также копию некоторой части данных из него, которая засекречивается ключом клиента. В случае совпадения устанавливается, что клиентом была расшифрована предназначенная ему информация, то есть он смог продемонстрировать, что секретный ключ ему действительно известен. Это говорит о том, что клиент является именно тем лицом, за которое себя выдает.
Отдельное внимание здесь следует уделить тому, что передача секретных ключей не осуществлялась по сети, и они использовались исключительно для шифрования.
Биометрия включает в себя комбинацию автоматизированных средств идентификации/аутентификации людей, основанную на их поведенческих или физиологических характеристиках. Физические средства аутентификации и идентификации предусматривают проверку сетчатки и роговицы глаз, отпечатков пальцев, геометрии лица и рук, а также другой индивидуальной информации. Поведенческие же характеристики включают в себя стиль работы с клавиатурой и динамику подписи. Комбинированные методы представляют собой анализ различных особенностей голоса человека, а также распознавание его речи.
Такие системы идентификации/аутентификации и шифрования используются повсеместно во многих странах по всему миру, но на протяжении длительного времени они отличались крайне высокой стоимостью и сложностью в применении. В последнее же время спрос на биометрические продукты значительно увеличился по причине развития электронной коммерции, так как, с точки зрения пользователя, намного удобнее предъявлять себя самого, чем запоминать какую-то информацию. Соответственно, спрос рождает предложение, поэтому на рынке начали появляться относительно недорогие продукты, которые в основном ориентированы на распознавание отпечатков пальцев.
В преимущественном большинстве случаев биометрия используется в комбинации с другими аутентификаторами наподобие Нередко биометрическая аутентификация представляет собой только первый рубеж защиты и выступает в качестве средства активизации интеллектуальных карт, включающих в себя различные криптографические секреты. При использовании данной технологии биометрический шаблон сохраняется на этой же карте.
Активность в сфере биометрии является достаточно высокой. Уже существует соответствующий консорциум, а также довольно активно ведутся работы, направленные на стандартизацию различных аспектов технологии. Сегодня можно увидеть множество рекламных статей, в которых биометрические технологии преподносятся в качестве идеального средства обеспечения повышенной безопасности и при этом доступного широким массам.
Система идентификации и аутентификации ("ЕСИА") представляет собой специальный сервис, созданный для того, чтобы обеспечить реализацию различных задач, связанных с проверкой подлинности заявителей и участников межведомственного взаимодействия в случае предоставления каких-либо муниципальных или государственных услуг в электронной форме.
Для того чтобы получить доступ к "Единому порталу государственных структур", а также каким-либо другим информационным системам инфраструктуры действующего электронного правительства, для начала нужно будет пройти регистрацию учетной записи и, как следствие, получить ПЭП.
Портал предусматривает три основных уровня учетных записей для физических лиц:
Несмотря на то что процедуры могут показаться достаточно сложными, на самом деле ознакомиться с полным перечнем необходимых данных можно непосредственно на официальном сайте, поэтому полноценное оформление вполне возможно на протяжении нескольких дней.
Основой любых систем защиты информационных систем являются идентификация и аутентификация, так как все механизмы защиты информации рассчитаны на работу с поименованными субъектами и объектами АС. Напомним, что в качестве субъектов АС могут выступать как пользователи, так и процессы, а в качестве объектов АС – информация и другие информационные ресурсы системы.
Присвоение субъектам и объектам доступа личного идентификатора и сравнение его с заданным перечнем называется идентификацией. Идентификация обеспечивает выполнение следующих функций:
Установление подлинности и определение полномочий субъекта при его допуске в систему,
Контролирование установленных полномочий в процессе сеанса работы;
Регистрация действий и др.
Аутентификацией (установлением подлинности) называется проверка принадлежности субъекту доступа предъявленного им идентификатора и подтверждение его подлинности. Другими словами, аутентификация заключается в проверке: является ли подключающийся субъект тем, за кого он себя выдает.
Общая процедура идентификации и аутентификации пользователя при его доступе в АС представлена на рис. 2.10. Если в процессе аутентификации подлинность субъекта установлена, то система защиты информации должна определить его полномочия (совокупность прав). Это необходимо для последующего контроля и разграничения доступа к ресурсам.
По контролируемому компоненту системы способы аутентификации можно разделить на аутентификацию партнеров по общению и аутентификацию источника данных. Аутентификация партнеров по общению используется при установлении (и периодической проверке) соединения во время сеанса. Она служит для предотвращения таких угроз, как маскарад и повтор предыдущего сеанса связи. Аутентификация источника данных – это подтверждение подлинности источника отдельной порции данных.
По направленности аутентификация может быть односторонней (пользователь доказывает свою подлинность системе, например при входе в систему) и двусторонней (взаимной).
Рис. 2.10. Классическая процедура идентификации и аутентификации
Обычно методы аутентификации классифицируют по используемым средствам. В этом случае указанные методы делят на четыре группы:
1. Основанные на знании лицом, имеющим право на доступ к ресурсам системы, некоторой секретной информации – пароля.
2. Основанные на использовании уникального предмета: жетона, электронной карточки и др.
3. Основанные на измерении биометрических параметров человека – физиологических или поведенческих атрибутах живого организма.
4. Основанные на информации, ассоциированной с пользователем, например, с его координатами.
Рассмотрим эти группы.
1. Наиболее распространенными простыми и привычными являются методы аутентификации, основанные на паролях – секретных идентификаторах субъектов. Здесь при вводе субъектом своего пароля подсистема аутентификации сравнивает его с паролем, хранящимся в базе эталонных данных в зашифрованном виде. В случае совпадения паролей подсистема аутентификации разрешает доступ к ресурсам АС.
Парольные методы следует классифицировать по степени изменяемости паролей:
Методы, использующие постоянные (многократно используемые) пароли,
Методы, использующие одноразовые (динамично изменяющиеся) пароли.
В большинстве АС используются многоразовые пароли. В этом случае пароль пользователя не изменяется от сеанса к сеансу в течение установленного администратором системы времени его действительности. Это упрощает процедуры администрирования, но повышает угрозу рассекречивания пароля. Известно множество способов вскрытия пароля: от подсмотра через плечо до перехвата сеанса связи. Вероятность вскрытия злоумышленником пароля повышается, если пароль несет смысловую нагрузку (год рождения, имя девушки), небольшой длины, набран на одном регистре, не имеет ограничений на период существования и т. д. Важно, разрешено ли вводить пароль только в диалоговом режиме или есть возможность обращаться из программы.
В последнем случае, возможно запустить программу по подбору паролей – «дробилку».
Более надежный способ – использование одноразовых или динамически меняющихся паролей.
Известны следующие методы парольной защиты, основанные на одноразовых паролях:
Методы модификации схемы простых паролей;
Методы «запрос-ответ»;
Функциональные методы.
В первом случае пользователю выдается список паролей. При аутентификации система запрашивает у пользователя пароль, номер в списке которого определен по случайному закону. Длина и порядковый номер начального символа пароля тоже могут задаваться случайным образом.
При использовании метода «запрос-ответ» система задает пользователю некоторые вопросы общего характера, правильные ответы на которые известны только конкретному пользователю.
Функциональные методы основаны на использовании специальной функции парольного преобразования . Это позволяет обеспечить возможность изменения (по некоторой формуле) паролей пользователя во времени. Указанная функция должна удовлетворять следующим требованиям:
Для заданного пароля x легко вычислить новый пароль ;
Зная х и y, сложно или невозможно определить функцию .
Наиболее известными примерами функциональных методов являются: метод функционального преобразования и метод «рукопожатия».
Идея метода функционального преобразования состоит в периодическом изменении самой функции . Последнее достигается наличием в функциональном выражении динамически меняющихся параметров, например, функции от некоторой даты и времени. Пользователю сообщается исходный пароль, собственно функция и периодичность смены пароля. Нетрудно видеть, что паролями пользователя на заданных -периодах времени будут следующие: x, f(x), f(f(x)), ..., f(x)n-1.
Метод «рукопожатия» состоит в следующем. Функция парольного преобразования известна только пользователю и системе защиты. При входе в АС подсистема аутентификации генерирует случайную последовательность x, которая передается пользователю. Пользователь вычисляет результат функции y=f(x) и возвращает его в систему. Система сравнивает собственный вычисленный результат с полученным от пользователя. При совпадении указанных результатов подлинность пользователя считается доказанной.
Достоинством метода является то, что передача какой-либо информации, которой может воспользоваться злоумышленник, здесь сведена к минимуму.
В ряде случаев пользователю может оказаться необходимым проверить подлинность другого удаленного пользователя или некоторой АС, к которой он собирается осуществить доступ. Наиболее подходящим здесь является метод «рукопожатия», так как никто из участников информационного обмена не получит никакой конфиденциальной информации.
Отметим, что методы аутентификации, основанные на одноразовых паролях, также не обеспечивают абсолютной защиты. Например, если злоумышленник имеет возможность подключения к сети и перехватывать передаваемые пакеты, то он может посылать последние как собственные.
2. В последнее время получили распространение комбинированные методы идентификации, требующие, помимо знания пароля, наличие карточки (token) – специального устройства, подтверждающего подлинность субъекта.
Карточки разделяют на два типа:
Пассивные (карточки с памятью);
Активные (интеллектуальные карточки).
Самыми распространенными являются пассивные карточки с магнитной полосой, которые считываются специальным устройством, имеющим клавиатуру и процессор. При использовании указанной карточки пользователь вводит свой идентификационный номер. В случае его совпадения с электронным вариантом, закодированным в карточке, пользователь получает доступ в систему. Это позволяет достоверно установить лицо, получившее доступ к системе и исключить несанкционированное использование карточки злоумышленником (например, при ее утере). Такой способ часто называют двухкомпонентной аутентификацией.
Иногда (обычно для физического контроля доступа) карточки применяют сами по себе, без запроса личного идентификационного номера.
К достоинству использования карточек относят то, что обработка аутентификационной информации выполняется устройством чтения, без передачи в память компьютера. Это исключает возможность электронного перехвата по каналам связи.
Недостатки пассивных карточек следующие: они существенно дороже паролей, требуют специальных устройств чтения, их использование подразумевает специальные процедуры безопасного учета и распределения. Их также необходимо оберегать от злоумышленников, и, естественно, не оставлять в устройствах чтения. Известны случаи подделки пассивных карточек.
Интеллектуальные карточки кроме памяти имеют собственный микропроцессор. Это позволяет реализовать различные варианты парольных методов защиты: многоразовые пароли, динамически меняющиеся пароли, обычные запрос-ответные методы. Все карточки обеспечивают двухкомпонентную аутентификацию.
К указанным достоинствам интеллектуальных карточек следует добавить их многофункциональность. Их можно применять не только для целей безопасности, но и, например, для финансовых операций. Сопутствующим недостатком карточек является их высокая стоимость.
Перспективным направлением развития карточек является наделение их стандартом расширения портативных систем PCMCIA (PC Card). Такие карточки являются портативными устройствами типа PC Card, которые вставляются в разъем PC Card и не требуют специальных устройств чтения. В настоящее время они достаточно дороги.
3. Методы аутентификации, основанные на измерении биометрических параметров человека (см. таблицу 2.6), обеспечивают почти 100 % идентификацию, решая проблемы утраты паролей и личных идентификаторов. Однако такие методы нельзя использовать при идентификации процессов или данных (объектов данных), так как они только начинают развиваться (имеются проблемы со стандартизацией и распространением), требуют пока сложного и дорогостоящего оборудования. Это обусловливает их использование пока только на особо важных объектах и системах.
Примерами внедрения указанных методов являются системы идентификации пользователя по рисунку радужной оболочки глаза, отпечаткам ладони, формам ушей, инфракрасной картине капиллярных сосудов, по почерку, по запаху, по тембру голоса и даже по ДНК.
Таблица 2.6
Примеры методов биометрии
|
Физиологические методы |
Поведенческие методы |
|
Снятие отпечатков пальцев Сканирование радужной оболочки глаза Сканирование сетчатки глаза Геометрия кисти руки Распознавание черт лица |
Анализ клавиатурного почерка |
Новым направлением является использование биометрических характеристик в интеллектуальных расчетных карточках, жетонах-пропусках и элементах сотовой связи. Например, при расчете в магазине предъявитель карточки кладет палец на сканер в подтверждение, что карточка действительно его.
Назовем наиболее используемые биометрические атрибуты и соответствующие системы.
· Отпечатки пальцев. Такие сканеры имеют небольшой размер, универсальны, относительно недороги. Биологическая повторяемость отпечатка пальца составляет 10-5 %. В настоящее время пропагандируются правоохранительными органами из-за крупных ассигнований в электронные архивы отпечатков пальцев.
· Геометрия руки. Соответствующие устройства используются, когда из-за грязи или травм трудно применять сканеры пальцев. Биологическая повторяемость геометрии руки около 2 %.
· Радужная оболочка глаза. Данные устройства обладают наивысшей точностью. Теоретическая вероятность совпадения двух радужных оболочек составляет 1 из 1078.
· Термический образ лица . Системы позволяют идентифицировать человека на расстоянии до десятков метров. В комбинации с поиском данных по базе данных такие системы используются для опознания авторизованных сотрудников и отсеивания посторонних. Однако при изменении освещенности сканеры лица имеют относительно высокий процент ошибок.
· Голос. Проверка голоса удобна для использования в телекоммуникационных приложениях. Необходимые для этого 16-разрядная звуковая плата и конденсаторный микрофон стоят менее 25 $. Вероятность ошибки составляет 2 – 5%. Данная технология подходит для верификации по голосу по телефонным каналам связи, она более надежна по сравнению с частотным набором личного номера. Сейчас развиваются направления идентификации личности и его состояния по голосу – возбужден, болен, говорит правду, не в себе и т.д.
· Ввод с клавиатуры. Здесь при вводе, например, пароля отслеживаются скорость и интервалы между нажатиями.
· Подпись. Для контроля рукописной подписи используются дигитайзеры.
4. Новейшим направлением аутентификации является доказательство подлинности удаленного пользователя по его местонахождению. Данный защитный механизм основан на использовании системы космической навигации, типа GPS (Global Positioning System). Пользователь, имеющий аппаратуру GPS, многократно посылает координаты заданных спутников, находящихся в зоне прямой видимости. Подсистема аутентификации, зная орбиты спутников, может с точностью до метра определить месторасположение пользователя. Высокая надежность аутентификации определяется тем, что орбиты спутников подвержены колебаниям, предсказать которые достаточно трудно. Кроме того, координаты постоянно меняются, что сводит на нет возможность их перехвата.
Аппаратура GPS проста и надежна в использовании и сравнительно недорога. Это позволяет ее использовать в случаях, когда авторизованный удаленный пользователь должен находиться в нужном месте.
Суммируя возможности средств аутентификации, ее можно классифицировать по уровню информационной безопасности на три категории:
1. Статическая аутентификация;
2. Устойчивая аутентификация;
3. Постоянная аутентификация.
Первая категория обеспечивает защиту только от НСД в системах, где нарушитель не может во время сеанса работы прочитать аутентификационную информацию. Примером средства статической аутентификации являются традиционные постоянные пароли. Их эффективность преимущественно зависит от сложности угадывания паролей и, собственно, от того, насколько хорошо они защищены.
Для компрометации статической аутентификации нарушитель может подсмотреть, подобрать, угадать или перехватить аутентификационные данные и т. д.
Устойчивая аутентификация использует динамические данные аутентификации, меняющиеся с каждым сеансом работы. Реализациями устойчивой аутентификации являются системы, использующие одноразовые пароли и электронные подписи. Усиленная аутентификация обеспечивает защиту от атак, где злоумышленник может перехватить аутентификационную информацию и пытаться использовать ее в следующих сеансах работы.
Однако устойчивая аутентификация не обеспечивает защиту от активных атак, в ходе которых маскирующийся злоумышленник может оперативно (в течение сеанса аутентификации) перехватить, модифицировать и вставить информацию в поток передаваемых данных.
Постоянная аутентификация обеспечивает идентификацию каждого блока передаваемых данных, что предохраняет их от несанкционированной модификации или вставки. Примером реализации указанной категории аутентификации является использование алгоритмов генерации электронных подписей для каждого бита пересылаемой информации.
