Презентация - Информационная безопасность

1
Информационная безопасность
§ 75. Основные понятия § 76. Вредоносные программы § 77. Защита от вредоносных программ § 78. Шифрование § 79. Хэширование и пароли § 80. Современные алгоритмы шифрования § 81. Стеганография § 82. Безопасность в Интернете

2
Информационная безопасность
§ 75. Основные понятия

3
Что такое информационная безопасность?
Информационная безопасность — это защищённость информации от любых действий, в результате которых владельцам или пользователям информации может быть нанесён недопустимый ущерб.
Причины ущерба: искажение информации утеря информации неправомерный доступ к информации

4
Что такое защита информации?
Защита информации — это меры, направленные на то, чтобы не потерять информацию, не допустить её искажения и неправомерного доступа к ней.
отказ оборудования или сайта
Нужно обеспечить: доступность информации целостность конфиденциальность
кража или искажение
доступ посторонних
Проблемы в сетях: много пользователей возможность незаконного подключения к сети уязвимости сетевого ПО атаки взломщиков и вредоносных программ

5
Защита информации
Закон «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ.
Средства защиты информации: организационные: распределение помещений и прокладку линий связи; политика безопасности организации технические: замки, решётки на окнах, системы сигнализации и видеонаблюдения и т.п. программные: доступ по паролю, шифрование, удаление временных файлов, защита от вредоносных программ и др.

6
Ограничение прав доступа
Сотрудники имеют право доступа только к тем данным, которые им нужны для работы не имеют права устанавливать ПО раз в месяц должны менять пароли
инсайдеры!

7
Информационная безопасность
§ 76. Вредоносные программы

8
Что такое компьютерный вирус?
Компьютерный вирус — это программа, способная создавать свои копии (не обязательно совпадающие с оригиналом) и внедрять их в файлы и системные области компьютера.
Вредоносные программы — это программы, предназначенные для незаконного доступа к информации, для скрытого использования компьютера или для нарушения работы компьютера и компьютерных сетей.
malware

9
Зачем пишут вирусы?
вирусы-шутки самоутверждение программистов взлом сайтов через заражённый компьютер перевод денег на другой счёт платные SMS для разблокировки рассылка спама шпионаж (кража паролей  кража денег) DoS-атака (Denial of Service) – отказ в обслуживании ботнет – сеть из заражённых компьютеров, управляемая из единого центра

10
Признаки заражения вирусом
замедление работы компьютера уменьшение объема свободной оперативной памяти зависание, перезагрузка или блокировка компьютера ошибки при работе ОС или прикладных программ изменение длины файлов появление новых файлов рассылка спама

11
Что заражают вирусы?
исполняемые программы (*.exe) загрузочные секторы дисков (MBR = Master Boot Record) пакетные командные файлы (*.bat) драйверы (*.sys) библиотеки динамической загрузки (*.dll) документы c макросами веб-страницы (внедрение программы-скрипта)

12
Как распространяются вирусы?
запуск заражённого файла загрузка с заражённого диска автозапуск заражённого флэш-диска (autorun.inf) открытие заражённого документа с макросами открытие сообщения электронной почты запуск программы, полученной в письме открытие веб-страницы с вирусом установка активного содержимого для просмотра веб-страницы по сетям (вирусы-черви, без участия человека)

13
Типы вредоносных программ
скриптовые вирусы сетевые вирусы
файловые загрузочные макровирусы
по среде обитания
Полиморфные вирусы: при создании копии немного изменяют код.
нужно ставить «заплатки» (исправления, «патчи»)
Сетевые черви: посылают по сети пакеты (эксплойты), позволяющие выполнить код удалённо.
Google: запрет пересылки исполняемых файлов
Почтовые черви: распространяются через исполняемые программы в приложении к письму.
социальная инженерия: спровоцировать на запуск файла

14
«Троянские» программы
клавиатурные шпионы похитители паролей утилиты удалённого управления (backdoor) логические бомбы (уничтожают информацию на дисках)

15
Информационная безопасность
§ 77. Защита от вредоносных программ

16
Что такое антивирус?
Антивирус — это программа, предназначенная для борьбы с вредоносными программами.
Задачи: не допустить заражения обнаружить присутствие вируса удалить вирус без ущерба для остальных данных

17
Антивирус-сканер («доктор»)
защита «по требованию» (нужен запуск) поиск в файлах сигнатур вирусов, которые есть в базе данных после обнаружения – лечение или удаление эвристический анализ – поиск кода, похожего на вирус
нужно обновлять!
лечит известные вирусы до запуска не занимает память и время процессора
не может предотвратить заражение

18
Антивирус-монитор
постоянная защита проверка файлов при файловых операциях проверка флэш-дисков перехват подозрительных действий проверка данных из Интернета защита от «фишинга» и спама
предотвращает заражение, в том числе и неизвестными вирусами
замедляет работу компьютера может мешать работе программ и ОС

19
Антивирусы
Коммерческие
AVP = Antiviral Toolkit Pro (www.avp.ru) – Е. Касперский DrWeb (www.drweb.com) – И. Данилов NOD32 (www.eset.com)
shareware
Бесплатные
Security Essential (http://www.microsoft.com/security_essentials/) Avast Home (www.avast.com) Antivir Personal (free-av.com) AVG Free (free.grisoft.com)

20
Онлайновые антивирусы
устанавливают на компьютер активный модуль (ActiveX), который проверяет файлы… или файл пересылается на сайт разработчика антивирусов
http://www.kaspersky.ru/virusscanner http://www.bitdefender.com http://security.symantec.com http://us.mcafee.com/root/mfs/default.asp

21
Сетевой экран
Брандмауэр (файервол)
Контролирует подключения из внешней сети передачу данных из внутренней сети
Фильтрация пакетов: по адресам источника и приёмника по портам (каналам подключения)
Agnitum Outpost (www.agnitum.com)
Kerio Winroute Firewall (kerio.ru)
бесплатно!
Comodo Personal Firewall (www.personalfirewall.comodo.com)

22
Меры безопасности
делать резервные копии данных использовать сетевой экран (брандмауэр) использовать антивирус-монитор проверять флэш-диски антивирусом обновлять базы данных антивируса отключать автозапуск флэш-дисков не открывать подозрительные файлы (социальная инженерия!) не переходить по ссылкам в письмах использовать стойкие пароли менять пароли (раз в месяц)

23
Информационная безопасность
§ 78. Шифрование

24
Что такое шифрование?
Проблема: передать информацию по незащищенному каналу связи.
перехват
Шифрование – это преобразование (кодирование) открытой информации в зашифрованную, недоступную для понимания посторонних.

25
Криптология
Криптология – наука о способах шифрования и дешифрования сообщений.
криптология
криптография
криптоанализ
способы шифрования информации
способы дешифрования (вскрытия шифров)
История (более 4000 лет): I (до IX в.) – замена одного алфавита на другой II (до ХX в.) – многоалфавитные шифры III (XX в.) – электромеханические устройства IV (с 1970-х) – математическая криптология

26
Шифрование и кодирование
Кодирование – нужен только алгоритм.
код
Шифрование – нужен алгоритм + ключ.
Ключ – это параметр алгоритма шифрования (шифра), позволяющий выбрать одно конкретное преобразование из всех возможных.
ключ
?

27
Типы шифров
Симметричные – один ключ для шифрования и расшифрования.
ключ
такой же ключ
С открытым ключом – один (открытый) ключ для шифрования, второй (секретный) – для расшифрования.
открытый ключ
секретный ключ
связаны!

28
Стойкость шифров
Криптостойкость – устойчивость шифра к расшифровке без знания ключа.
почти… Кроме одноразового блокнота (шифра Вернама)
Криптостойкие шифры для расшифровки требуют: недостижимой вычислительной мощности или… недостижимого количества перехваченных сообщений или… недопустимо большого времени (информация становится неактуальной)

29
Шифр Цезаря
сдвиг 3
Э.Ю.Я.А.Б.В.Г.Д......….Э.Ю.Я
................
...А.Б.В.Г.Д.Е.Ж.З......
Пример:
ПРИШЕЛ УВИДЕЛ ПОБЕДИЛ
?
Результат:
ТУЛЫИО ЦЕЛЗИО ТСДИЗЛО

30
Шифр Цезаря
А.Б.В.Г.Д.Е.Ж.З.….Э.Ю.Я
0.1.2.3.4.5.6.7..29.30.31
коды
Преобразование кодов (сдвиг 3):
0→3
1→4
2→5
…
29→0
30→1
31→2
28→31
код буквы
сдвиг
число символов (32, без Ё)
код шифра

31
Шифр Цезаря (расшифровка)
Преобразование кодов (k = 3):
0→29
1→30
2→31
4→1
…
30→27
31→28
3→0
Для :
Для :
Общая формула:

32
Шифр Цезаря
простота
легко вскрывается частотным анализом (для достаточно больших текстов)
пробел.17,5%
О.9,0%
Е.7,2%
А.6,2%
И.6,2%
Т.5,3%
Н.5,3%
….…

33
Шифр Виженера
Идея: при шифровании использовать несколько разных по величине сдвигов.
А.Б.В.Г.Д.Е.Ж.З.….Э.Ю.Я
0.1.2.3.4.5.6.7..29.30.31
коды
Ключ – кодовое слово, определяющее сдвиги.
ЗАБЕГ: сдвиги 7 – 0 – 1 – 5 – 3
П.Р.И.Ш.Е.Л..У.В.И.Д.Е.Л
7.0.1.5.3.7.0.1.5.3.7.0.1
Ц.Р.Й.Э.И.Т..Ф.З.Л.Л.Е.М
сдвиг

34
Шифр Виженера
простота если длина ключа равна длине сообщения и ключ – случайный набор букв, вскрыть практически невозможно
вскрытие основано на повторении ключа если ключ – осмысленное слово, можно применить частотный анализ для данного языка

35
Информационная безопасность
§ 79. Хэширование и пароли

36
Проблема хранения паролей
Пароли нужно хранить, иначе пользователи не смогут получить доступ к данным. Пароль нежелательно хранить, потому что базу паролей могут украсть, получив полный доступ к данным.
Задача: обеспечить нормальную работу пользователей с данными кража базы паролей не дает возможности получить доступ к данным

37
Что такое хэш-код?
Пароль: A123 Сумма кодов символов: 65 («A») + 49 («1») + 50 («2») + 51 («3») = 215
хэширование
хэш-код
A123
Хэширование – это преобразование массива данных произвольного размера в битовую цепочку заданного размера (например, число).

38
Коллизии
Коллизия – это ситуация, когда разные исходные данные дают одинаковые хэш-коды.
A123
B023
C013
4-байтный пароль
2-байтное число
232 = 4,2 млрд паролей
216 = 65536 кодов

39
Хэш-функции
Хэш-функция H(M) – это правило построения хэш-кода m для произвольного массива данных M.
Требования: хэш-код очень сильно меняется при малейшем изменении исходных данных при известном хэш-коде m невозможно за приемлемое время найти сообщение M с таким хэш-кодом (H(M) = m) при известном сообщении M невозможно за приемлемое время найти сообщение M1 с таким же хэш-кодом (H(M) = H(M1)).

40
Хэширование на практике
Алгоритмы: MD5, SHA1, ГОСТ Р 34.11 94.
Длина хэш-кода: 128, 160 или 256 бит.
Области применения: криптография (пароли) проверка правильности передачи данных (контрольные суммы) ускорение поиска (хэш-таблицы)

41
Правильный выбор пароля
длина не менее 7-8 символов заглавные и строчные буквы + цифры + знаки (@#$%%^&*()) случайный набор символов
длина менее 7 символов только цифры часто используемые последовательности: «12345», «qwerty» дата рождения, номер телефона осмысленные слова

42
Информационная безопасность
§ 80. Современные алгоритмы шифрования

43
Алгоритм RSA
Р. Райвест (R. Rivest), А. Шамир (A. Shamir) и Л. Адлеман (L. Adleman), 1977.
Шифрование с открытым ключом:
открытый ключ
секретный ключ
связаны!
Идея: применение открытого и секретного ключа восстанавливает сообщение:
открытый ключ
секретный ключ
связаны!
электронная цифровая подпись

44
Как построить ключи RSA?
Выбрать два простых числа, например, Вычислить Выбрать число e (1< e < ), которое не имеет общих делителей с  : Найти число d, для которого при некотором целом k выполняется условие: Открытый ключ: Секретный ключ:

45
Алгоритм RSA
Шифрование: открытый ключ
Сообщение – последовательность чисел в интервале [0,n – 1]. Для каждого числа вычислить код
Расшифровка: секретный ключ
Для каждого кода вычислить число исходного сообщения:

46
Алгоритм RSA: вычисление
Проблема:
очень большое число
Упрощающая формула:
Доказательство:

47
Алгоритм RSA: вычисление
Вычисление
y := 1;
k:= 1,e
конец
y := (y*x) mod n;

48
Алгоритм RSA: пример
Сообщение: 1 2 3
Шифрование:
зашифрованное сообщение: 1 11 12
Расшифровка:
расшифрованное сообщение: 1 2 3

49
Алгоритм RSA: вскрытие
Задача: при известном открытом ключе найти секретный ключ
Способ: разложить n на взаимно-простые множители: вычислить найти d, такое что при некотором k
Проблема: разложение большого числа на простые множители требует недостижимого объема вычислений (при длине n > 1024 бита)

50
Алгоритм RSA
для обмена открытыми ключами можно использовать незащищенный канал много готовых реализаций криптостойкость (при длине n > 1024 бита)
медленная шифровка и (особенно) расшифровка при малом n взламывается

51
Электронная цифровая подпись
Электронная цифровая подпись (ЭЦП) – это набор символов, который получен в результате шифрования сообщения (или его хэш-кода) с помощью секретного ключа отправителя.
секретный ключ
открытый ключ
Применение: доказательство авторства невозможность отказа от авторства защита от изменений (проверка целостности)

52
Информационная безопасность
§ 81. Стеганография

53
Стеганография
Стеганография – это наука о скрытой передаче информации путем скрытия самого факта передачи информации.
t°
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Cras neque mi, aliquam id molestie id
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Cras neque mi, aliquam id molestie id

54
Стеганография
сообщение
сообщение
контейнер
Изменение младших битов данных: «И» = 110010002
10101100.10010100.00101010.01010010.10101010.10101011.10101011.10101111
.......
10101101.10010101.00101010.01010010.10101011.10101010.10101010.10101110
1.1.0.0.1.0.0.0

55
Цифровые водяные знаки
Обычные водяные знаки: «клеймо» изготовителя защита от подделок
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Curabitur ultrices vulputate hendrerit. Sed odio mauris, tempor quis euismod ac, rutrum at lacus. Sed augue justo, suscipit non interdum quis, tempor in sem.
Цифровые водяные знаки: «клеймо» автора защита авторских прав

56
Цифровые водяные знаки
Видимые знаки:
«клеймо» автора или сайта признак того, что информация защищена авторским правом затруднено незаконное использование

57
Информационная безопасность
§ 82. Безопасность в Интернете

58
Угрозы безопасности
Цели злоумышленников: использование компьютера для взлома других компьютеров, атак на сайты, рассылки спама, подбора паролей кража секретной информации — данных о банковских картах, паролей мошенничество (хищение путём обмана)
– «нигерийские» письма (хищение денег) – «фишинг» (выманивание паролей через подставные сайты) – блокировка с требованием SMS

59
Правила личной безопасности
не работать с правами администратора не запоминать пароли в браузере использовать флажок «Чужой компьютер» не использовать стандартные секретные вопросы (любимое блюдо, кличка собаки, девичья фамилия матери и т.п.) не размещать информацию, которая может повредить шифровать данные (архив с паролем) денежные операции – по протоколу HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure)

60
Конец фильма
ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич д.т.н., учитель информатики ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург kpolyakov@mail.ru ЕРЕМИН Евгений Александрович к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь eremin@pspu.ac.ru

61
Источники иллюстраций
www.ntv.ru en.wikipedia.org иллюстрации художников издательства «Бином» авторские материалы