В данном разделе представлены вопросы обеспечения безопасности согласно семи уровням модели OSI (Open Systems Interconnection Model – стандартная модель взаимодействия открытых систем). В соответствии с концептуальными положениями этой модели процесс информационного обмена в компьютерных сетях можно разделить на семь этапов в зависимости от того, каким образом, и между какими объектами происходит информационных обмен. Эти этапы называются уровнями модели взаимодействия систем. Далее рассмотрим последовательно особенности обработки информации на физическом, канальном, сетевом, транспортном уровнях и уровне приложения. Следует отметить, что уровень представления и сеансовый уровень в защите не участвуют. По каждому уровню будут представлены сведения об уязвимостях механизмов информационного взаимодействия, характерных для данного уровня и рекомендации по устранению этих уязвимостей.
Физический уровень
Самый низкий уровень модели взаимодействия открытых систем описывает процессы, происходящие на физическом уровне или уровне среды передачи. Информация, обрабатываемая в компьютерных сетях, представлена дискретными сигналами и при передаче в зависимости от характеристик среды представляется кодированием или модуляцией. Стандарты физического уровня устанавливают требования к составляющим среды: кабельной системе, состоящей из UTP CAT5 (неэкранированная витая пара пятой категории) и STP (экранированная витая пара), разъемам, модулям сопряжения со средой, формату сигналов при кодировании и модуляции.
Обеспечить безопасность информационного обмена на физическом уровне модели можно за счет структуризации физических связей между узлами компьютерной сети. Защищенная физическая среда передачи данных является первым рубежом для злоумышленника или преградой для воздействия разрушительных факторов окружения.
Дополнительную защиту сети можно обеспечить за счет ограничения физического доступа злоумышленника к кабельной системе предприятия. Например, использование скрытой проводки является преградой злоумышленнику, осуществляющему попытки мониторинга сетевой активности и перехвата сообщений с использованием средств анализа – побочного электромагнитного излучения и наводок. Поэтому все кабеля организации уложены в специальные короба 40x60, 40x25, 40x16, 25x16 и 20x10.
Гибкость системы управления доступом к среде передачи данных обеспечивается за счет перспективного строительства структурированной кабельной системы (СКС) предприятия. При проектировании и строительстве СКС необходимо предусмотреть индивидуальные линии связи для всех узлов компьютерной сети. Управление конфигурацией физических связей должно осуществляться централизовано.
Ниже приведены основные рекомендации, позволяющие снизить вероятность эксплуатации кабельной системы компьютерной сети предприятия злоумышленником.
1. Рекомендуемая конфигурация физических связей в компьютерной сети предприятия "УАТХ" в виде звезды, при этом для подключения каждого узла выделен отдельный кабельный сегмент. В качестве среды передачи используется восьмижильный медный кабель типа неэкранированная витая пара пятой категории (UTP CAT5 — Unshielded twisted pair Category5) и экранированная витая пара (STP — Shielded twisted pair).
2. Прокладка сетевого кабеля осуществляется в скрытой проводке, либо в закрываемых кабель-каналах с возможностью опечатывания не срываемыми наклейками – «стикерами».
3. Кабельные сегменты, используемые для подключения всех узлов компьютерной сети, должны быть сконцентрированы на одной коммутационной панели, находящейся на коммутаторе7.
4. В начальной конфигурации топологии физических связей должно быть исключено совместное использование среды передачи любой парой узлов сети. Исключение составляет связь «узел-коммутатор».
5. Управление конфигурацией физических связей между узлами осуществляется только на коммутационной панели.
6. Коммутационная панель смонтирована в запираемом коммутационном шкафу. Доступ в помещение коммутационного шкафа строго ограничен и контролируется службой безопасности предприятия.
Канальный уровень
Протоколы и стандарты этого уровня описывают процедуры проверки доступности среды передачи и корректности передачи данных. Осуществление контроля доступности среды необходимо т.к. спецификации физического уровня не учитывают то, что в некоторых сетях линии связи могут разделяться между несколькими взаимодействующими узлами и физическая среда передачи может быть занята. Алгоритм определения доступности среды для всех технологий одинаков и основан на постоянном прослушивании среды передачи всеми подключенными к ней узлами. Эта особенность используется злоумышленниками для организации различных видов атак на компьютерные сети. Даже при условии соблюдения рекомендаций относительно исключения разделения среды передачи злоумышленник может осуществить прослушивание трафика между произвольно выбранной парой узлов компьютерной сети. Причем использование простых коммутаторов не является серьезной преградой для злоумышленника.
Уязвимость системы разрешения сетевых адресов состоит в том, что данные, переданные в ответ на запрос о разрешении сетевого адреса никак не проверяются и ничем не подтверждаются. Этой уязвимостью и воспользуется злоумышленник, желающий подменить собой узел получателя (угроза подмены рабочего места пользователя) или прослушать поток кадров, передаваемых между любыми двумя узлами сети.
Ниже приведены рекомендации, следование которым позволяет дополнительно защитить компьютерную сеть предприятия средствами канального уровня.
1. Администратор должен вести инвентаризационную ведомость соответствия аппаратных и сетевых адресов всех узлов сети предприятия.
2. Администратор, должен разрабатывать политику защиты компьютерной сети средствами канального уровня, определяющую допустимые маршруты передачи кадров канального уровня. Разработанная политика должна запрещать связи типа «один-ко-многим», не обоснованные требованиями информационной поддержки деятельности предприятия. Политикой также должны быть определены рабочие места, с которых разрешено конфигурирование средств коммутации канального уровня.
3. Средства коммутации канального уровня, используемые в компьютерной сети предприятия, должны быть настраиваемыми и обеспечивать разграничение доступа между узлами сети в соответствии с разработанной политикой.
4. Администратор должен выполнить настройку подсистем, необходимых для реализации разработанной политики защиты. В обязанности администратора входит также отключение неиспользуемых подсистем коммутатора.
5. Администратор должен регулярно контролировать соответствие конфигураций коммутаторов разработанной политике защиты.
6. Администратор должен вести мониторинг сетевой активности пользователей с целью выявления источников аномально высокого количества широковещательных запросов.
7. Администратор должен регулярно выполнять мероприятия, связанные с мониторингом сети, осуществлением профилактических работ по настройке коммутаторов, а также созданием резервных копий конфигураций коммутаторов.
8. Администратор должен обеспечить строгий контроль доступа в помещения, в которых расположены коммутаторы и рабочие станции, с которых разрешено управление коммутаторами.
Разбиение сети на различные виртуальные локальные сети (VLAN) необходимо для разграничения трафика. Виртуальной локальной сетью (Virtual LAN, VLAN) называется группа узлов сети, трафик которой, в том числе широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от трафика других узлов сети. Технология виртуальных локальных сетей создает мощные барьеры на пути нежелательного трафика из одной сети в другую и позволяет в сети, построенной на коммутаторах, программным путем создать изолированные группы конечных узлов, между которыми отсутствует любой трафик, в том числе широковещательный. Поэтому в УАТХ использовано 7 (семь) коммутаторов для эффективной эксплуатации и защиты локальной вычислительной сети (ЛВС).
Сетевой уровень
Использование в компьютерной сети протоколов сетевого уровня является необходимым условием для обеспечения взаимодействия между узлами сетей с различными канальными протоколами. Важный аспект использования протоколов сетевого уровня - это разграничение доступа к ресурсам внутри сети предприятия
Одной из задач администратора является защита адресного пространства сети от возможности его использования злоумышленником. Частично эту функцию выполняют механизмы маршрутизации, реализованные модулями протокола сетевого уровня. Т.е. осуществление обмена между узлами сетей с различными номерами невозможно без предварительной настройки локальных таблиц маршрутизации узлов этих сетей, либо без внесения изменений в конфигурацию маршрутизатора, осуществляющего обмен пакетами.
Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию, т.е. за выбор оптимального пути и доставку пакета данных адресату. На маршрутизаторе происходит объединение VLAN в общую сеть.
Для достижения большего эффекта от такого разбиения сети необходимо использовать листы доступа (ACCESS – листы), которые бы запрещали сетям с конфиденциальной информацией маршрутизироваться в общую сеть, где циркулирует информация общего пользования. В результате использования таких листов доступа, конфиденциальная информация из одного виртуального сегмента никогда не попадёт в сегменты с общедоступной информацией.
Транспортный уровень
Использование свойств транспортных протоколов создает наиболее эффективную преграду деятельности злоумышленника. Здесь для защиты используются признаки, содержащиеся в заголовках сегментов транспортного протокола. Сегмент — блок данных с которыми работает транспортный протокол. Этими признаками являются тип транспортного протокола, номер порта и флаг синхронизации соединения.
Если средствами канального уровня можно защитить аппаратуру компьютерной сети, а протоколы сетевого уровня позволяют разграничить доступ к отдельным хостам и подсетям, то транспортный протокол используется как средство коммуникации сетевых приложений, функционирующих на платформе отдельных узлов. Любое сетевое приложение использует транспортный протокол для доставки обрабатываемых данных. Причем у каждого класса приложений имеется специфический номер транспортного порта. Это свойство может быть использовано злоумышленником для атаки на конкретный сетевой сервис или службу, либо администратором сети для защиты сетевых сервисов и служб.
Администратор формирует политику защиты сети средствами транспортного уровня в виде ведомости соответствия хостов, используемых ими сетевых адресов и доверенных приложений, функционирующих на платформах этих хостов. Формализованная запись этой ведомости представляет собой табличную структуру, содержащую:
– перечень узлов, их символьные имена;
– соответствующие этим узлам сетевые адреса;
– перечень используемых каждым узлом транспортных протоколов;
– перечень сетевых приложений, функционирующих в каждом узле и соответствующие этим приложениям порты транспортного протокола;
– по каждому сетевому приложению необходимо установить, является ли оно потребителем или поставщиком ресурса, т.е. разрешено ли ему инициировать исходящие соединения или принимать входящие.
На данном уровне необходимо организовать списки доступа (ACCESS – листы) аналогичные листам доступа на сетевом уровне, однако, здесь можно указывать не адреса сетей, а адреса конкретных сервисов. Например:
[Разрешить адресу IP - 1 сервиса Service - 1
к адресу IP - 4 сервиса Service - 1]
[Разрешить адресу IP - 2 сервиса Service - 1
к адресу IP - 5 сервиса Service -1]
[Разрешить адресу IP-3 сервиса Service - 1
к адресу IP - 5 сервиса Service - 1]
[Остальное запретить]
Такие списки доступа можно настроить на серверах.
Рекомендация – использовать межсетевое экраны (ПО, реализующие функцию фильтрации трафика в соответствии с правилами политики безопасности сети средствами транспортного уровня). Как правило, данное программное обеспечение функционирует на платформе маршрутизатора, управляющего информационными потоками узлов различных сетей.
Уровень приложения
Это уровень сетевой модели, отвечающий за взаимодействие пользовательского приложения c сетью. На данном уровне необходимо осуществлять идентификацию (проверку наличия данного пользователя в списке active directory) и аутентификацию Windows (проверку достоверности имени и пароля с помощью сервера — контроллера домена) пользователей. При этом необходимо следить за тем, чтобы пользователи периодически осуществляли смену пароля, причём новый пароль должен значительно отличаться. Беспарольных пользователей в системе быть не должно.
Также на данном уровне необходимо произвести разделение прав доступа пользователей к информации на сервере.
Сюда так же можно отнести поддержку такого механизма как Аудит. Под Аудитом в классе 1Г требований по защите АИС понимается регистрация и учет:
–входа/выхода субъектов в/из системы (узла сети);
–выдачи печатных (графических) выходных документов;
–запуска/завершения программ и процессов (заданий, задач);
–доступа программ субъектов доступа к защищаемым файлам, включая их создание и удаление, передачу по линиям и каналам связи.
Необходим так же, учет носителей информации, а так же очистка (обнуление) освобождаемых областей ОП ЭВМ и внешних накопителей.