Книга: Инфраструктуры открытых ключей

Сервисы безопасности PKI

Сервис безопасности представляет собой совокупность механизмов, процедур и других средств управления для снижения рисков, связанных с угрозой утраты или раскрытия данных >[2]. В основном считается, что PKI должна предоставлять три основных сервиса безопасности: аутентификацию, целостность и конфиденциальность.

Сервис идентификация и аутентификация обеспечивает аутентификацию участников коммуникации и аутентификацию источника данных.

Сервис целостности предотвращает преднамеренное или случайное несанкционированное изменение данных, в том числе их ввод, уничтожение или модификацию (изменение, сокращение или дополнение), в процессе передачи по сети. Для гарантирования целостности система должна обнаруживать несанкционированную модификацию информации. Цель получателя информации - убедиться в том, что данные при передаче не были изменены.

Сервис конфиденциальности обеспечивает защиту от несанкционированного получения информации: разрешает доступ к конфиденциальным данным только пользователям, имеющим соответствующие права, и предотвращает несанкционированное раскрытие информации не имеющими полномочий пользователями или процессами. Различают следующие виды конфиденциальности:

* конфиденциальность данных при взаимодействии с установлением соединения;

* конфиденциальность данных при взаимодействии без установления соединения;

* конфиденциальность отдельных полей данных (избирательная конфиденциальность );

* конфиденциальность трафика (защита информации, которую можно получить, анализируя трафик).

К основным сервисам безопасности, помимо перечисленных выше, международный стандарт X.800 (Recommendation X.800) относит также и сервис неотказуемости >[56]. Строго говоря, сервис неотказуемости является сервисом, базирующимся на PKI, он предоставляет лишь электронные доказательства времени подписания или передачи данных и аутентификации источника данных, которые в случае возникновения спора между сторонами могут быть учтены или оспорены во время судебного разбирательства. При принятии решения о неправомерных действиях одной из сторон более важен человеческий фактор, нежели результат процедуры, выполняемой PKI автоматически. Поэтому сервис неотказуемости рассматривается в главе, которая посвящена сервисам, базирующимся на PKI.

Идентификация и аутентификация

Идентификацией субъекта называется процесс сопоставления введенной им своей характеристики с некоторым идентификатором, хранимым системой. В дальнейшем идентификатор субъекта используется для предоставления субъекту определенного уровня прав и полномочий. Аутентификацией субъекта называется процедура проверки принадлежности идентификатора субъекту. Аутентификация осуществляется на основании того или иного секретного элемента (аутентификатора), которым располагают как субъект, так и информационная система >[37].

Обычный способ идентификации - ввод имени пользователя при входе в систему. Для аутентификации пользователей, то есть проверки подлинности их личности, чаще всего используются пароли. При аутентификации источника данных подтверждается подлинность источника отдельной порции данных. Функция не обеспечивает защиты против повторной передачи данных >[5].

Аутентификация обычно находит применение в двух основных контекстах: идентификации субъекта и идентификации источника данных.

Идентификация субъекта служит просто для распознавания субъекта независимо от его последующих действий. Очевидно, что одной идентификации недостаточно, поскольку субъект, как правило, не только называет себя, но и желает получить возможность выполнять некоторые действия. На практике результат идентификации субъекта позволяет ему связываться с другими субъектами или выполнять определенные виды активности. Например, в результате идентификации субъект может получить секретный ключ, которым он затем может воспользоваться для расшифрования файла, а также для установления защищенной связи с другим субъектом. Идентификационные данные субъекта, который прошел аутентификацию, также могут быть связаны с некоторыми полномочиями доступа, на основании которых принимаются решения по контролю доступа.

Все приведенные замечания были сделаны вовсе не для того, чтобы преуменьшить важность идентификации субъекта. Защищенная система не может существовать без строгого механизма аутентификации. Аутентификация - это критически важный и необходимый шаг к работе защищенной системы, но это только первый шаг. Аутентификация сама по себе не является конечной целью.

Идентификация источника данных выполняется с намерением стационарно и окончательно связать идентифицированного субъекта с некоторыми определенными данными независимо от его любых дальнейших действий. Такой процесс может обеспечить поддержку сервиса неотказуемости.

По степени приближенности субъекта к среде различают следующие процедуры идентификации:

1 начальную идентификацию субъекта в локальной среде, то есть на персональном, физически приближенном к субъекту устройстве без связи с другими устройствами в сети;

2 идентификацию субъекта в удаленной среде или при доступе к удаленному устройству.

В процедуре локальной аутентификации, или начальной аутентификации субъекта в локальной среде, почти всегда явно и непосредственно участвует пользователь, который должен ввести пароль или предъявить биометрические характеристики (отпечатки пальцев, рисунок радужной оболочки глаза). Удаленная аутентификация, или аутентификация субъекта в некоторой удаленной среде, может выполняться как с участием, так и без участия пользователя >[44]. Обычно более сложные системы аутентификации явным образом не включают пользователя. Это происходит по двум причинам:

1 Трудно защитить систему аутентификации, которая получает секретную информацию, идентифицирующую субъекта (например, пароль или отпечатки пальцев), и передает ее на расстояние по незащищенным каналам, где она может быть скопирована с мошенническими целями недобросовестной стороной.

2 Пользователям неудобно вводить аутентифицирующую информацию всякий раз, когда они желают получить доступ к удаленной сети.

Таким образом, более рациональным решением является передача на расстояние результата процесса локальной аутентификации без передачи самой фактической информации, аутентифицирующей субъекта. Субъект может получить доступ к удаленной среде на основании положительного результата его аутентификации в локальной среде, если между локальной и удаленной средами установлена защищенная связь. В этом случае нет необходимости передавать на расстояние пароль, PIN-код или биометрические характеристики. Отметим, что такое решение может использоваться для последующей аутентификации (после успешно завершившейся начальной аутентификации) для работы с другими приложениями в локальной среде, то есть для защищенной однократной регистрации (см. лекцию 2).

Существует много способов доказательства идентичности субъекта, но любой способ предусматривает предъявление одного из четырех возможных идентифицирующих признаков:

1 того, что субъект имеет (например, смарт-карты или аппаратного ключа);

2 того, что субъект знает (например, пароля или PIN-кода);

3 того, чем субъект является (например, отпечатков пальцев, параметров ладони или рисунка радужной оболочки глаза);

4 того, что субъект делает (например, клавиатурного почерка).

При однофакторной идентификации используется только один из перечисленных методов, при многофакторной идентификации - более одного метода (двухфакторная идентификация использует два метода, трехфакторная - три и т.д.). Известным примером двухфакторной аутентификации является процесс однократной регистрации при пользовании банкоматом, когда пользователь вставляет карту со встроенным чипом (то, что пользователь имеет) и вводит PIN-код (то, что пользователь знает), чтобы получить доступ к своему банковскому счету. Очевидно, что системы многофакторной идентификации требуют больших затрат усилий от пользователя, но более эффективны в смысле безопасности и практически лишают злоумышленника возможности выдать себя за легитимного пользователя.

Сервисы PKI обычно не используются для начальной (безразлично - однофакторной или многофакторной) аутентификации в локальной среде, но необходимы для аутентификации в удаленной среде (или последующей аутентификации в локальной среде), которая выполняется на базе сложных протоколов запроса-подтверждения и подписанных цифровой подписью сообщений. Важным преимуществом удаленной аутентификации на базе открытых ключей перед механизмами, которые имитируют аутентификацию в локальной среде, является то, что секретная информация, идентифицирующая субъекта, никогда не передается по сети >[10]. Если пользователь А хранит копию пароля или отпечатка пальца пользователя В, то пользователь В должен пройти аутентификацию, доказывая, что он знает или имеет эту информацию; это обычно выполняется путем передачи этой информации пользователю А в процессе регистрации. Если пользователь А владеет копией открытого ключа подписи пользователя В, то может попросить пользователя В подписать сообщение-запрос своим секретным ключом подписи (который известен только В ). Если подписанный запрос возвращается, то пользователь В аутентифицировал себя без раскрытия какой-либо секретной информации. По сети не передается та информация, которая может быть использована злоумышленником для маскировки под пользователя В. Более того, пользователям А и В нет необходимости участвовать в дорогом и неудобном процессе предварительного создания разделяемого секрета (например, в передаче пользователю А копии пароля или отпечатка пальца пользователя В ). Пользователь А может просто воспользоваться опубликованной в репозитории УЦ или присланной по электронной почте самим пользователем В копией его открытого ключа.

Преимуществом сервиса аутентификации PKI является возможность однократной регистрации через PKI-совместимые устройства (и возможно, через серверы шлюзов локальной сети к другим устройствам тоже) >[44]. Пользователь сначала однократно регистрируется в локальной сети (используя однофакторную или многофакторную аутентификацию), после чего получает локальный доступ к своим секретным ключам. Затем секретный ключ подписи может быть использован для автоматической и прозрачной аутентификации пользователя другими серверами и устройствами сети независимо от того, желает ли пользователь использовать их для коммуникации. Пользователь может свободно использовать локальную и удаленную среды без необходимости каждый раз вводить пароль или предъявлять для считывания отпечаток пальца.

Целостность

Сервис целостности данных гарантирует то, что данные (передаваемые или хранимые) не были незаметно изменены. Очевидно, что такая гарантия существенна для любого вида электронного бизнеса, а также желательна во многих других средах. Целостность данных может быть достигнута при помощи таких механизмов, как биты контроля четности и циклический избыточный код >[10], но они эффективны только для обнаружения случайных ошибок и бессильны противостоять преднамеренному манипулированию данными и модификации их содержания в корыстных целях. Для защиты данных от этого вида атак требуются криптографические методы. Необходимо, чтобы субъект, желающий обеспечить целостность данных, и субъект, желающий быть гарантированно уверенным в целостности данных, понимали и правильно использовали соответствующие алгоритмы и ключи. Преимуществом сервиса целостности, предоставляемого PKI, является возможность участников коммуникации выбирать алгоритмы и согласовывать ключи, причем делать это способом, полностью прозрачным для этих субъектов.

Конфиденциальность

Сервис конфиденциальности гарантирует секретность данных: никто не может прочесть данные, за исключением определенного субъекта, которому они предназначены. Требование конфиденциальности предъявляется к информации, которая:

* хранится на носителе (например, на жестком диске компьютера), откуда она может быть прочитана или скопирована субъектом, не имеющим полномочий;

* представляет собой резервную копию на носителе (типа магнитной ленты), который может попасть в руки стороннего субъекта;

* передается по незащищенным каналам.

Сервис конфиденциальности - это основа достижения понимания между субъектами прозрачным для них способом. Для обеспечения конфиденциальности, с учетом опыта и современных возможностей компьютерных правонарушителей, криптографические методы должны применяться ко всем секретным данным. Как и в случае обеспечения целостности, это требует правильного применения субъектами соответствующих алгоритмов и ключей.

Оглавление книги