• Главная
•     
• Мероприятия
•     
• Электронный документооборот и документационное обеспечение управления в бизнесе
•     
• Материалы к конференции
•     
• "Проблемы использования средств криптографической защиты информации в современных информационных системах"

Проблемы использования средств криптографической защиты информации в современных информационных системах

Попов Владимир Олегович,
руководитель сертифицирующего центра
компании Крипто Про, к.ф.м.н.

1. Использование средств криптографической защиты информации (СКЗИ) в современных информационных системах (ИС) структурно характеризуется тремя уровнями:

• защищаемые приложения (банковские системы, е-бизнес, электронный документооборот);
• криптографические протоколы (PKI, Kerberos, IPSec, Efs)
• криптографические службы и службы безопасности (СКЗИ, системы аутентификации, разграничения доступа, делегирования полномочий, контроля целостности, аудит управления и др.).

2. Реализация СКЗИ в ИС осуществляется системой, включающей:

• средства разработки защищенной ИС:
• языки высокого уровня;
• операционную систему (ОС);
• прикладное программное обеспечение (ППО) уровней приложений, криптографических протоколов, криптографических служб и служб безопасности;
• аппаратную платформу.

3. Использование СКЗИ в ИС связано со следующими специфическими проблемами:

3.1. Критичность доверия к ОС и ППО. Например, на запрос проверки подписи дается ответ, сводящийся к одному биту, который должен быть представлен пользователю через определенный интерфейс. За правильное представление этого бита отвечают приложение, ОС и СКЗИ.

3.2. Сложность создания системы, требующая привлечения к ее разработке многих разработчиков с необходимостью согласования реализуемых ими программно-технических решений. С этим, в частности, связана необходимость стандартизации криптографических алгоритмов и протоколов. Возникающие в этом направлении проблемы:

• параметризация стандартов криптографической защиты данных (алгоритмы шифрования, хэширования, электронной подписи) с учетом возможности вариантности выбора для различных разрабатываемых систем;
• стандартизация криптографических протоколов с российскими стандартами криптографической защиты данных на базе стандартов и протоколов RFC сети Internet. Возможности включения российских алгоритмов в трек стандартов и протоколов RFS по статусу обязательный, рекомендуемый или избирательный до настоящего времени не используются

3.3. Развитие архитектуры и технологии программно-аппаратных средств ставит проблему разработки новых подходов к реализации СКЗИ в ИС. Если традиционные ОС изолировали ППО от аппаратных средств, то интенсивно развивающиеся в настоящее время технологии JAVA, XML, .NET практически изолируют прикладные задачи от ОС. Если в традиционных ОС реализацию СКЗИ можно было рассматривать как часть ОС, то, например, в JAVA-машине СКЗИ реализуется кодом внешнего уровня по отношению к ОС, что требует проработки корректности такого принципиально отличного от прежнего встраивания СКЗИ в информационную систему.

4. Пути решения проблем использования СКЗИ в современных информационных системах связаны с обеспечением доверия к BIOS, OC и ППО.

4.1. Верификация BIOS проводится анализом его кодов. Требуется контроль целостности BIOS, что особенно актуально в современных системах с возможностью перезаписи BIOS, в том числе, по внешнему каналу связи. С этой точки зрения перспективным является использование BIOS, поддерживающих спецификацию TCPA 1.0 обеспечения компьютерной безопасности на аппаратном уровне (контроль подлинности BIOS, целостности загрузчика и ядра ОС).

4.2. Анализ ОС связан с проблемой доступа к исходным текстам распространяемых ОС, что не всегда возможно, а при наличии исходных текстов – с трудностями его проведения из-за большого объема кодов. В настоящее время корпорацией Microsoft реализуется программа GSP, по которой государственным организациям предоставляется доступ к исходному коду и технической документации Windows. Соглашение в рамках программы GSP подписано, в частности, между корпорацией Microsoft и ФГУП "НТЦ "Атлас". Корпорацией Microsoft обеспечивается при этом поддержка разработчика ОС, обновление кодов, исправление ошибок, оказание технической консультации при анализе исходных кодов.

Положительной стороной использования продуктов крупных фирм, в частности Microsoft, является сопровождение продуктов, постоянный контроль качества, оперативное исправление ошибок. Например, ОС Microsoft Windows 2000 в настоящее время сертифицирована по стандарту Common Criteria и ей присвоен уровень соответствия EAL4+Flaw Remediation (исправление ошибок).

4.3. Альтернативным направлением является разработка доверенных ОС. Такая разработка может проводиться на основе ОС со свободно распространяемыми кодами (например, ОС Linux). По такому пути идут ряд отечественных разработчиков. Сдерживающей особенностью такого подхода является отсутствие гарантий производителей свободно распространяемых ОС и необходимость разработчику доверенной ОС брать гарантию производителя на себя.

5. Проблема стандартизации связана с необходимостью взаимной совместимости продуктов, комплексных решений в области построения защищенных информационных систем с использованием российских криптографических алгоритмов.

В настоящее время ФГУП "НТЦ "Атлас", ООО "Крипто-Про", ООО "Фактор-ТС", ЗАО "МО ПНИЭИ" и ОАО "Инфотекс" подписали договор об объединении усилий в целях достижения совместимости разрабатываемых ими продуктов и разработке рекомендаций по стандартизации форматов сертификатов открытых ключей, списков отозванных сертификатов и криптографических сообщений с учетом использования стандартов ГОСТ Р 34.10-94, ГОСТ Р 34.11-94, ГОСТ Р 34.10-2001, ГОСТ 28147-89.

6. Проблемы нормативной базы. В настоящее время система сертификации средств защиты информационных систем базируется на требованиях ФАПСИ к средствам криптографической защиты конфиденциальной информации и требованиях Гостехкомиссии РФ по защите средств вычислительной техники и автоматизированных информационных систем. При этом требованиями ФАПСИ охватывается только сертификация СКЗИ. Но использование сертифицированных СКЗИ не снимает проблемы обеспечения безопасности информации в использующих их прикладных продуктах. Требуется создание системы сертификации продуктов, использующих СКЗИ, и разработка соответствующих требований.

7. Вопросы обеспечения информационной безопасности инфраструктуры открытых ключей (PKI).

7.1. Основные элементы PKI.

7.1.1. Криптографические алгоритмы.

Стандарты криптографических алгоритмов и их основные элементы:

Открытый и закрытый ключи, способы выработки ЭЦП.

Вопросы безопасности алгоритмов. Метод М. Грунтовича вычисления закрытого ключа, дающего коллизию ЭЦП для сообщения. Построение универсальной подписи. Некорректный открытый ключ. Обсуждение данных подходов на сайте Bugtraq.ru.

7.2. Криптографические протоколы PKI.

Структура сертификата на базе X.509 v.3. Расширения и соответствие положению “Закона РФ об ЭЦП” о приостановлении сертификата.

CRL, критичность времени обновления и доведения CRL до пользователя.

Алгоритм проверки ЭЦП, проверка цепочки сертификатов, проблема доверия к корневому сертификату.

Проблема представления результата проверки ЭЦП и проблема доверия к программно техническому окружению СКЗИ, реализующему ЭЦП.

Регистрация пользователей и уровень доверия к сертификату пользователя.

Подсистема сетевой аутентификации и установления защищённого соединения SSL – TLS на основе сертификатов открытых ключей. Доверие к сертификату, полученному по протоколу TLS.

7.3. Ключевая система PKI.

Закрытый ключ пользователя, противоречивость требований к закрытому ключу пользователя со стороны Закона об ЭЦП и со сторона Стандарта ЭЦП (закрытый ключ - собственность частного лица и ключ должен быть равновероятной независимой величиной). Связь с методом М. Грунтовича. Как следствие, требование об участии доверенной стороны в выработке закрытого ключа пользователя.

Закрытый ключ центра сертификации (CA). Противоречивость требований к закрытому ключу CA со стороны Закона об ЭЦП (закрытый ключ - собственность начальника CA) и требований защиты ключа от компрометации. Механизмы повышения защищённости закрытого ключа CA: иерархические структуры, системы распределения секрета. Моделирование вероятности компрометации ключа Марковским процессом.

Математические модели функционирования CA с точки зрения потери ключевой информации по побочным каналам.

7.4. Безопасность функционирования СКЗИ, реализующего ЭЦП в CA и на клиентском месте.

7.4.1. Дифференцированные требования к безопасности СКЗИ в CA и на клиентском месте.

7.4.2. Реализация СКЗИ в окружении доверенного программного обеспечения, схема HASP.

7.4.3. Обеспечение сетевой и локальной безопасности клиентского места, различные подходы к повышению доверия к закрытым ключам пользователя, в частности использование ЭЦП на пластиковой карте пользователя.

7.4.4. Техническая надёжность CA, восстановление CA.