ТОКБ Л_2 Лекция № 2. Организационно

ТОКБ Л_2
Лекция № 2. Организационно-режимные меры защиты носителей
информации в АС
1. Способы хранения информации на машинных носителях.
2. Основные пути доступа к информации на машинных носителях.
3. Требования по обеспечению сохранности информации на МНИ.
Проблема защиты машинных носителей информации (МНИ) в АС,
решается в основном за счет организационно-режимных мер, делающих
невозможным или существенно ограничивающим доступ злоумышленников
к МНИ и документальным материалам АС. Методы несанкционированного
доступа к МНИ по сути дела совпадают с методами преодоления обычных
средств защиты от физического проникновения в локализованное
защищаемое пространство. В связи с этим одним из наиболее надежных
подходов к защите НИИ является их физическая защита. В то же время
защита МНИ имеет специфику, определяемую их реализацией и
организацией.
1. Способы хранения информации на машинных носителях.
Независимо от типа носителя, данные на носителях хранятся блоками
(секторами, кластерами и т.п.).
Физическая организация файловой системы
Представление пользователя о файловой системе как об иерархически
организованном множестве информационных объектов имеет мало общего с
порядком хранения файлов на диске. Файл, имеющий образ цельного,
непрерывающегося набора байт, на самом деле очень часто разбросан
«кусочками» по всему диску причем это разбиение никак не связано с
логической структурой файла, например, его отдельная логическая запись
может быть расположена в несмежных секторах диска. Логически
объединенные файлы из одного каталога совсем не обязаны соседствовать на
диске. Принципы размещения файлов, каталогов и системной информации на
реальном устройстве описываются физической организацией файловой
системы. Очевидно, что разные файловые системы имеют разную
физическую организацию.
Диски, разделы, секторы, кластеры
Основным типом устройства, которое используется в современных
вычислительных системах для хранения файлов, являются дисковые
накопители. Эти устройства предназначены для считывания и записи данных
на жесткие и гибкие магнитные диски. Жесткий диск состоит из одной или
нескольких стеклянных или металлических пластин, каждая из которых
покрыта с одной или двух сторон магнитным материалом. Таким образом,
диск в общем случае состоит из пакета пластин (рис. 1).
На каждой стороне каждой пластины размечены тонкие
концентрические кольца — дорожки (traks), на которых хранятся данные.
Количество дорожек зависит от типа диска. Нумерация дорожек начинается с
1
ТОКБ Л_2
0 от внешнего края к центру диска. Когда диск вращается, элемент,
называемый головкой, считывает двоичные данные с магнитной дорожки или
записывает их на магнитную дорожку.
Рис. 1
Головка может позиционироваться над заданной дорожкой. Головки
перемещаются над поверхностью диска дискретными шагами, каждый шаг
соответствует сдвигу на одну дорожку. Запись на диск осуществляется
благодаря способности головки изменять магнитные свойства дорожки. В
некоторых дисках вдоль каждой поверхности перемещается одна головка, а в
других — имеется по головке на каждую дорожку. В первом случае для
поиска информации головка должна перемещаться по радиусу диска. Обычно
все головки закреплены на едином перемещающем механизме и двигаются
синхронно. Поэтому, когда головка фиксируется на заданной дорожке одной
поверхности, все остальные головки останавливаются над дорожками с
такими же номерами. В тех же случаях, когда на каждой дорожке имеется
отдельная головка, никакого перемещения головок с одной дорожки на
другую не требуется, за счет этого экономится время, затрачиваемое на поиск
данных.
Совокупность дорожек одного радиуса на всех поверхностях всех
пластин пакета называется цилиндром (cylinder). Каждая дорожка разбивается
на фрагменты, называемые секторами (sectors), или блоками (blocks), так что
все дорожки имеют равное число секторов, в которые можно максимально
записать одно и то же число байт. Иногда внешняя дорожка имеет несколько
дополнительных секторов, используемых для замены поврежденных
секторов в режиме горячего резервирования.
. Сектор имеет фиксированный для конкретной системы размер, выражающийся степенью двойки. Чаще всего размер сектора составляет 512
байт, Учитывая, что дорожки разного радиуса имеют одинаковое число
секторов, плотность записи становится тем выше, чем ближе дорожка к
2
ТОКБ Л_2
центру.
Сектор — наименьшая адресуемая единица обмена данными дискового
устройства с оперативной памятью. Для того чтобы контроллер мог найти на
диске нужный сектор, необходимо задать ему все составляющие адреса
сектора: номер цилиндра, номер поверхности и номер сектора. Так как
прикладной программе в общем случае нужен не сектор, а некоторое
количество байт, не обязательно кратное размеру сектора, то типичный
запрос включает чтение нескольких секторов, содержащих требуемую
информацию, и одного или двух секторов, содержащих наряду с требуемыми
избыточные данные (рис. 2).
Рис.2.
Операционная система при работе с диском использует, как правило,
собственную единицу дискового пространства, называемую кластером (cluster). Иногда кластер называют блоком (например, в ОС Unix), что может
привести к терминологической путанице. Вообще, терминология,
используемая при описании форматов дисков и файловых систем, зависит от
аппаратной платформы (RISC, Wintel и т. п.) операционной системы. Это
нужно учитывать и трактовать термины в зависимости от контекста.. При
создании файла место на диске ему выделяется кластерами. Например, если
файл имеет размер 2560 байт, а размер кластера в файловой системе
определен в 1024 байта, то файлу будет выделено на диске 3 кластера.
Дорожки и секторы создаются в результате выполнения процедуры
физического или низкоуровневого, форматирования диска, предшествующей
использованию диска. Для определения границ блоков на диск записывается
идентификационная информация. Низкоуровневый формат диска не зависит
от типа операционной системы, которая этот диск будет использовать.
Разметку диска под конкретный тип файловой системы выполняют
процедуры высокоуровневого, или логического, форматирования. При
высокоуровневом форматировании определяется размер кластера и на диск
записывается информация необходимая для работы файловой системы, в том
числе информация о доступном и неиспользуемом пространстве, о границах
3
ТОКБ Л_2
областей, отведенных под файлы и каталоги, информация о поврежденных
областях. Кроме того, на диск записывается загрузчик операционной
системы — небольшая программа, которая начинает процесс инициализации
операционной системы после включения питания или рестарта компьютера.
Прежде чем форматировать диск под определенную файловую
систему, он может быть разбит на разделы. Раздел — это непрерывная часть
физического диска, которую операционная система представляет
пользователю как логическое устройство (используются также названия
логический диск и логический раздел). Во многих операционных системах
используется термин «том» (volume). В разных ОС толкование этого термина
имеет свои нюансы, но чаше всего он обозначает логическое устройство,
отформатированное под конкретную файловую систему. Логическое
устройство функционирует так, как если бы это был отдельный физический
диск. Именно с логическими устройствами работает пользователь, обращаясь
к ним по символьным именам, используя, например, обозначения А, В, С,
SYS и т. п. Операционные системы разного типа используют единое для всех
них представление о разделах, но создают на его основе логические
устройства, специфические для каждого типа ОС. Так же как файловая
система, с которой работает одна ОС, в общем случае не может
интерпретироваться ОС другого типа, логические устройства не могут быть
использованы операционными системами разного типа. На каждом
логическом устройстве может создаваться только одна файловая система.
В частном случае, когда все дисковое пространство охватывается
одним разделом, логическое устройство представляет физическое устройство
в целом. Если диск разбит на несколько разделов, то для каждого из этих
разделов может быть создано отдельное логическое устройство. Логическое
устройство может быть создано и на базе нескольких разделов, причем эти
разделы не обязательно должны принадлежать одному физическому
устройству. Объединение нескольких разделов в единое логическое
устройство может выполняться разными способами и преследовать разные
цели, основные из которых: увеличение общего объема логического раздела,
повышение производительности и отказоустойчивости.
На разных логических устройствах одного и того же физического диска
могут располагаться файловые системы разного типа. На рис. 3 показан
пример диска, разбитого на три раздела, в которых установлены две
файловых системы NTFS ( разделы С и Е) и одна файловая система FAT
(раздел D).
Все разделы одного диска имеют одинаковый размер блока,
определенный для данного диска в результате низкоуровневого
форматирования. Однако в результате высокоуровневого форматирования в
разных разделах одного и того же диска, представленных разными
логическими устройствами, могут быть установлены файловые системы, в
которых определены кластеры отличающихся размеров.
Операционная система может поддерживать разные статусы разделов,
особым образом отмечая разделы, которые могут быть использованы для
4
ТОКБ Л_2
загрузки модулей операционной системы, и разделы, в которых можно
устанавливать только приложения и хранить файлы данных. Один из
разделов диска помечается как загружаемый (или активный). Именно из
этого раздела считывается загрузчик операционной системы.
Рис.3.
Как известно, для доступа к данным МНИ существуют два основных
способа:
•
последовательный доступ, когда блоки записываются друг за
другом и для чтения следующего нужно пройти все предыдущие;
•
прямой (произвольный) доступ, отличающийся тем, что блоки
записываются и читаются в произвольном порядке.
Например, дисковые накопители являются устройствами произвольного доступа, накопители на магнитной ленте - последовательного доступа.
Кроме этого, МНИ характеризуются:
• различными физическими принципами реализации;
• широким спектром объемов хранимой информации - от единиц до
десятков тысяч мегабайт,
•
многообразием конкретных реализаций носителей различными
производителями.
2. Основные пути доступа к информации на машинных носителях.
В силу данных условий задача получения злоумышленником доступа к
информации на машинном носителе может быть представлена как последовательность следующих подзадач:
1) выбор соответствующего заданному носителю привода - наиболее
значимого для обеспечения доступа элемента;
2) запуск соответствующего приводу комплекта программ (операционная система, драйверы привода и т.п.);
3) обеспечение порядка использования программ и привода для считывания в память компьютерной системы содержимого носителя информации.
Злоумышленник не может получить доступ к информации на машин5
ТОКБ Л_2
ном носителе в двух случаях:
• когда злоумышленнику недоступен сам носитель;
•
когда злоумышленнику доступен носитель, но отсутствуют
соответствующие средства взаимодействия с носителем.
Следует отметить, что в настоящее время разработаны МНИ (например, Zip фирмы Iomega) с встроенными в сам носитель (!) средствами
защиты, т.е. для обращения к такому накопителю задается пароль доступа, и
в результате прочитать или вообще получить доступ к содержимому
носителя нельзя ни на каком другом приводе.
Однако наиболее типична ситуация, когда в защищаемой АС используются распространенные МНИ, а значит, у потенциального злоумышленника существует возможность получить на своем приводе доступ к битовому
представлению данных защищаемого носителя, В этом случае практически
единственным выходом являются организационные меры защиты - меры
общего
характера,
затрудняющие
доступ
злоумышленников
к
конфиденциальной информации вне зависимости от способа обработки
информации и каналов утечки (каналов воздействия).
Основными задачами обеспечения информационной безопасности АС
от угрозы раскрытия конфиденциальности на уровне МНИ являются [3]:
• исключение прохождения носителей по технологическим участкам,
не обусловленным производственной необходимостью;
• предупреждение непосредственного доступа к носителям персонала,
не отвечающего за операции с носителями (минимизация доступа),
предупреждение утраты или хищения носителей информации.
3. Требования по обеспечению сохранности информации на МНИ.
Первая задача решается за счет рациональной организации производственного процесса движения носителей информации, обеспечивающего
целенаправленное распределение носителей по технологическим участкам,
вторая - за счет четкой и обоснованной регламентации порядка обращения с
носителями.
Регламентация порядка обращения с носителями предусматривает
выполнение комплекса мер:
•
Запись информации (создание носителей с информацией) на
рабочих местах, обеспечивающих условия для предотвращения утечки по
техническим каналам и физической сохранности носителей.
•
Постановку на учет МНИ с простановкой соответствующей
маркировки на зарегистрированном носителе. Одним из элементов
маркировки должен быть гриф секретности информации, хранящейся на
данном носителе.
•
Передачу МНИ между подразделениями организации,
эксплуатирующей АС, под расписку.
•
Вынос МНИ за пределы организации только с разрешения
6
ТОКБ Л_2
уполномоченных лиц.
•
Хранение МНИ в условиях, исключающих несанкционированный
доступ посторонних. Для хранения рекомендуется использовать надежно
запираемые и опечатываемые шкафы. Надлежащие условия хранения
должны быть обеспечены для всех учтенных носителей, независимо от того,
находятся ли они в эксплуатации или нет.
•
Уничтожение МНИ, которые утратили свои эксплуатационные
характеристики или не используются из-за перехода на новый тип носителя,
специально организованными комиссиями согласно актам, утверждаемым
уполномоченными лицами. Уничтожение носителей должно проводиться
путем их физического разрушения, не допускающего восстановление и
повторное
использование
носителей.
Перед
уничтожением
конфиденциальная информация должна быть по возможности гарантированно удалена.
•
Передачу в ремонт средств вычислительной техники без МНИ,
которые могут содержать конфиденциальную информацию (без накопителей
на жестких дисках и т.п.). В случае ремонта МНИ конфиденциальная
информация на них должна быть гарантированно удалена. Если удалить
информацию невозможно, решение о ремонте принимается руководителем
соответствующего
подразделения
или
коллегиально,
а
ремонт
осуществляется в присутствии лица, ответственного за сохранность
информации на данном носителе.
•
Периодический контроль контролирующими подразделениями
соблюдения установленных правил обращения с носителями и их физической сохранности.
В соответствии с данными условиями можно установить требования,
выдвигаемые к обслуживающему персоналу АС. Лицам, эксплуатирующим и
обслуживающим АС, запрещается:
• Сообщать кому бы то ни было в какой бы ни было форме, если это
не вызвано служебной необходимостью, любые сведения о характере работы,
выполняемой в АС; о порядке защиты, учета и хранения МНИ, о системе
охраны и пропускном режиме объекта.
•
Использовать для работы с конфиденциальной информацией
незарегистрированные МНИ.
•
Хранить на МНИ информацию с более высокой степенью
секретности, чем определено для него в момент регистрации.
•
Работать с неучтенными экземплярами конфиденциальных
документов, полученных в ходе обращений в АС, и передавать их другим сотрудникам.
· Выносить из помещений, где установлены средства вычислительной
техники (СВТ) АС, без разрешения ответственных за режим в этих помещениях: МНИ, содержащие конфиденциальные данные, подготовленные в
АС документы, а также другую документацию, отдельные блоки, аппаратуру
и иное оборудование.
•
Вносить в помещения, где расположены СВТ АС, постороннее
7
ТОКБ Л_2
имущество и материалы, в том числе кинофотоаппаратуру и радиоаппаратуру.
• Принимать и передавать МНИ и документы без соответствующей
расписки в учетных документах, знакомить с ними других сотрудников без
разрешения соответствующих должностных лиц.
· Делать на этикетках МНИ или на их упаковках пометки и надписи,
раскрывающие содержание этих носителей.
·
Уничтожать МНИ и документы без санкции соответствующего
должностного лица и оформления в установленном порядке.
•
Проводить в АС обработку конфиденциальной информации и
выполнять другие работы, не обусловленные заданиями, поступающими запросами и инструкциями по эксплуатации АС, а также знакомиться с
содержанием МНИ и документами по вопросам, не имеющим отношения к
служебным обязанностям.
8