Обнаружение вредоносных закладок

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………………..2

1 Подтверждение подлинности пользователей и разграничение их доступа к компьютерным ресурсам………………...……………………………………………………...3

2 Типовые решения в организации ключевых систем………………………………..10

3. Описание программы………………………………………………………………….13

Заключение……………………………………………………………………………...17

Приложение А (интерфейс программы)………………….………………………...…18

Приложение В (листинг программы)…………………………………………………19 Литература………………………………………………………………………………29

ВВЕДЕНИЕ

Увеличение числа пользователей ЭВМ привело к необходимости создания систем разграничения доступа пользователей к ресурсам как отдельно стоящего компьютера, так и к сетевым ресурсам в целом. Процедуры идентификации и аутентификации осуществляются на начальном этапе работы пользователя и позволяют предоставить возможность доступа к ресурсам тем, кому это разрешено и, по возможности, предотвратить несанкционированный доступ.

Аутентификация может выполняться как процедура ввода какой-либо информации (пароля), известной только пользователю, которому принадлежит идентификатор. Другой способ проверки подлинности это аутентификация по биометрическим параметрам человека (отпечаток пальца, линии ладони, рисунок сетчатки глаза и т.п.).

В ходе выполнения курсовой работы была создана программа, позволяющая разрешать работу с приложением только ограниченному кругу пользователей. Разграничение доступа проводится путем предложения лицу, запустившему программу ввести свой личный идентификатор и подтвердить подлинность вводом пароля.

1. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ПОДЛИННОСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ И РАЗГРАНИЧЕНИЕ ИХ ДОСТУПА К КОМПЬЮТЕРНЫМ РЕ­СУРСАМ

1.1. Основные этапы допуска в компьютерную систему

Системой защиты по отношению к любому пользователю с целью обеспечения безопасности обработки и хранения информации должны быть предусмотрены следующие этапы допуска в вычислительную систему[2]:

1) идентификация;

2) установление подлинности (аутентификация);

3) определение полномочий для последующего контроля и разгра­ничения доступа к компьютерным ресурсам.

Данные этапы должны выполняться и при подключении к вычисли­тельной системе (ВС) таких устройств, как удаленные рабочие станции и терминалы[2].

Идентификация необходима для указания компьютерной системе уникального идентификатора обращающегося к ней пользователя с целью выполнения следующих защитных функций[2]:

- установление подлинности и определение полномочий пользова­теля при его допуске в компьютерную систему;

- контроль установленных полномочий и регистрация заданных действий пользователя в процессе его сеанса работы после до­пуска данного пользователя в ВС;

• учет обращений к компьютерной системе.

Сам идентификатор может представлять собой последовательность любых символов и должен быть заранее зарегистрирован в системе администратором службы безопасности. В процессе регистрации администратором в базу эталонных данных системы защиты для каждого пользо­вателя заносятся следующие элементы данных[2]:

- фамилия, имя, отчество и, при необходимости, другие характери­стики пользователя;

- уникальный идентификатор пользователя;

- имя процедуры установления подлинности;

- используемая для подтверждения подлинности эталонная инфор­мация, например, пароль;

-ограничения на используемую эталонную информацию, например, минимальное и максимальное время, в течение которого указанный пароль будет считаться действительным;

-полномочия пользователя по доступу к компьютерным ресурсам.

Процесс установления подлинности, называемый еще аутентифика­цией, заключается в проверке, является ли пользователь, пытающийся осуществить доступ в ВС, тем, за кого себя выдает[2].

Общая схема идентификации и установления подлинности пользо­вателя при его доступе в компьютерную систему представлена на Рис. 1.1.

Если в процессе аутентификации подлинность пользователя уста­новлена, то система защиты должна определить его полномочия по ис­пользованию ресурсов ВС для последующего контроля установленных полномочий.

Основными и наиболее часто применяемыми методами установления подлинности пользователей являются методы, основанные на ис­пользовании паролей. Под паролем при этом понимается неко­торая последовательность символов, сохраняемая в секрете и предъявляемая при обращении к компьютерной системе. Ввод пароля, как прави­ло, выполняют с клавиатуры после соответствующего запроса системы.

Рис. 1.1. Схема идентификации и аутентификации пользователя при его доступе в ВС

Эффективность парольных методов может быть значительно повы­шена путем записи в зашифрованном виде длинных и нетривиальных па­ролей на информационные носители, например, дискеты, магнитные кар­ты, носители данных в микросхемах и т.д. В этом случае компьютерная система должна включать специальные устройства и обслуживающие их драйверы для считывания паролей с этих информационных носителей, а служба безопасности должна располагать средствами для формирования носителей с парольными данными.

Для особо надежного опознавания могут применяться и методы, ос­нованные на использовании технических средств определения сугубо ин­дивидуальных характеристик человека (голоса, отпечатков пальцев, структуры зрачка и т.д.). Однако такие средства требуют значительных затрат и поэтому используются редко.

Существующие парольные методы проверки подлинности пользователей при входе в ВС можно разделить на две группы[2] :

- методы проверки подлинности на основе простого пароля;

- методы проверки подлинности на основе динамически изменяю­щегося пароля.

Пароль подтверждения подлинности пользователя при использова­нии простого пароля не изменяется от сеанса к сеансу в течении установ­ленного администратором службы безопасности времени его существо­вания (действительности).

При использовании динамически изменяющегося пароля пароль пользователя для каждого нового сеанса работы или нового переда действия одного пароля изменяется по правилам, зависящим от исполь­зуемого метода.

1.2. Использование простого пароля

Процедура опознавания с использованием простого пароля может быть представлена в виде следующей последовательности действий[2]:

1) пользователь посылает запрос на доступ к компьютерной системе и вводит свой идентификатор;

2) система запрашивает пароль;

3) пользователь вводит пароль;

4) система сравнивает полученный пароль с паролем пользователя, хранящимся в базе эталонных данных системы защиты, и разрешает доступ, если пароли совпадают; в противном случае пользо­ватель к ресурсам компьютерной системы не допускается.

Поскольку пользователь может допустить ошибку при вводе пароля то системой должно быть предусмотрено допустимое количество повто­рений для ввода пароля.

В базе эталонных данных системы защиты пароли, как и другую ин­формацию, никогда не следует хранить в явной форме, а только зашиф­рованными. При этом можно использовать метод как обратимого, так и необратимого шифрования.

Согласно методу обратимого шифрования эталонный пароль при занесении в базу эталонных данных зашифровывается по ключу, совпа­дающему с этим эталонным паролем. А введенный после идентификации пароль пользователя для сравнения с эталонным также зашифровывает­ся, но по ключу, совпадающему с этим введенным паролем. Таким обра­зом, при сравнении эталонный и введенный пароли находятся в зашифро­ванном виде и будут совпадать только в том случае, если исходный вве­денный пароль совпадет с исходным эталонным. При несовпадении ис­ходного введенного пароля с исходным эталонным исходный введенный пароль будет зашифрован по другому, так как ключ шифрования отлича­ется от ключа, которым зашифрован эталонный пароль, и после зашифровывания не совпадет с зашифрованным эталонным паролем

Для обеспечения возможности контроля правильности ввода пароля при использовании необратимого шифрования на винчестер записывается таблица преобразованных паролей. Для их преобразования используется односторонняя криптографическая функция y=F(x), обладающая следую­щим свойством: для данного аргумента x значение F(x) вычисляется лег­ко, а по данному y вычислительно сложно найти значение аргумента х, со­ответствующего данному у. В таблице паролей хранятся значения одно­сторонних функций, для которых пароли берутся в качестве аргументов. При вводе пароля система защиты легко вычисляет значение функции от пароля текущего пользователя и сравнивает со значением, приведенным в таблице для пользователя с выбранным идентификатором. Наруши­тель, захвативший компьютер, может прочитать таблицу значений функ­ций паролей, однако вычисление пароля практически не реализуемо.

При работе с паролями должна предусматриваться и такая мера, как недопустимость их распечатки или вывода на экраны мониторов. По­этому система защиты должна обеспечивать ввод пользователями за­прошенных у них паролей без отображения этих паролей на мониторах.

Можно выделить следующие основные способы повышения стойко­сти системы защиты на этапе аутентификации:

- повышение степени не тривиальности пароля;

- увеличение длины последовательности символов пароля;

-увеличение времени задержки между разрешенными попытками повторного ввода неправильно введенного пароля;

- повышение ограничений на минимальное и максимальное время действительности пароля.

Чем не тривиальнее пароль, тем сложнее его запомнить. Плохо за­поминаемый пароль может быть записан на листе бумаги, что повышает риск его раскрытия. Выходом здесь является использование определен­ного числа не записываемых на бумаге пробелов или других символов в начале, внутри, а также в конце последовательности основных символов пароля. Кроме того, отдельные символы пароля могут набираться на дру­гом регистре (например, вместо строчных быть прописными или наобо­рот) что также не должно отражаться на листе бумаги. В этом случае незаконно полученный лист бумаги с основными символами пароля не будет достаточным условием раскрытия пароля целиком.

Вероятность подбора пароля уменьшается также при увеличении его длины и времени задержки между разрешенными попытками повторного ввода неправильно введенного пароля. Ожидаемое время раскрытия пароля Т, можно вычислить на основе следующей полученной экспери­ментально приближенной формулы[2]:

Т> (A^s*T_y)/2.

Здесь:

А - число символов в алфавите, используемом для набора символов пароля;

S - длина пароля в символах, включая пробелы и другие служебные символы;

Ту - время ввода пароля с учетом времени задержки между разре­шенными попытками повторного ввода неправильно введенного пароля.

Например, если А = 26 символов (учтены только буквы английского алфавита), T_y = 2 секунды, a S = б символов, то ожидаемое время рас­крытия Т_y приблизительно равно одному году. Если в данном примере по­сле каждой неудачной попытки ввода пароля предусмотреть временную задержку в 10 секунд, то ожидаемое время раскрытия увеличится в 5 раз.

Из приведенной выше формулы становится понятно, что повышения стойкости системы защиты на этапе аутентификации можно достигнуть и увеличением числа символов алфавита, используемого для набора сим­волов пароля. Такое увеличение можно обеспечить путем использования нескольких регистров (режимов ввода) клавиатуры для набора символов пароля, например, путем использования строчных и прописных латинских символов, а также строчных и прописных символов кириллицы.

Для исключения необходимости запоминания пользователями длин­ных и нетривиальных паролей в системе защиты может быть предусмот­рена возможность записи паролей в зашифрованном виде на информаци­онные носители, например, дискеты, магнитные карты, носители данных в микросхемах и т.д., а также считывания паролей с этих информационных носителей. Такая возможность позволяет повысить безопасность за счет значительного увеличения длины паролей, записываемых на носители информации. Однако при этом администрации службы безопасности сле­дует приложить максимум усилий для разъяснения пользователям ВС о необходимости тщательной сохранности носителей информации с их па­ролями.

На степень информационной безопасности при использовании про­стого парольного метода проверки подлинности пользователей большое влияние оказывают ограничения на минимальное и максимальное время действительности каждого пароля. Чем чаще меняется пароль, тем обес­печивается большая безопасность.

Минимальное время действительности пароля задает время, в течении которого пароль менять нельзя, а максимальное - время, по исте­чении которого пароль будет недействительным. Соответственно, пароль должен быть заменен в промежутке между минимальным и максималь­ным временем его существования. Поэтому понятно, что более частая
смена пароля обеспечивается при уменьшении минимального и макси­мального времени его действительности.

Минимальное и максимальное время действительности пароля за­даются для каждого пользователя администратором службы безопасно­сти, который должен постоянно контролировать своевременность смены паролей пользователей.

1.3. Использование динамически изменяющегося пароля

Методы проверки подлинности на основе динамически изменяюще­гося пароля обеспечивают большую безопасность, так как частота смены паролей в них максимальна - пароль для каждого пользователя меняется ежедневно или через несколько дней. При этом каждый следующий па роль по отношению к предыдущему изменяется по правилам, зависящим от используемого метода проверки подлинности.

Существуют следующие методы парольной защиты, основанные на использовании динамически изменяющегося пароля[2]:

- методы модификации схемы простых паролей;

- метод «запрос-ответ»;

- функциональные методы.

Наиболее эффективными из данных методов, как станет понятно далее, являются функциональные методы.

1.3.1. Методы модификации схемы простых паролей.

К методам модификации схемы простых паролей относят случайную выборку символов пароля и одноразовое использование паролей.

При использовании первого метода каждому пользователю выделя­ется достаточно длинный пароль, причем каждый раз для опознавания используется не весь пароль, а только его некоторая часть. В процессе проверки подлинности система запрашивает у пользователя группу сим­волов по заданным порядковым номерам. Количество символов и их по­рядковые номера для запроса определяются с помощью датчика псевдо­случайных чисел.

При одноразовом использовании паролей каждому пользователю выделяется список паролей. В процессе запроса номер пароля, который необходимо ввести, выбирается последовательно по списку или по схеме случайной выборки.

Недостатком методов модификации схемы простых паролей явля­ется необходимость запоминания пользователями длинных паролей или их списков. Запись же паролей на бумагу или в записные книжки приводит к появлению риска потери или хищения носителей информации с записан­ными на них паролями.

1.3.2. Метод «запрос-ответ»

При использовании метода «запрос-ответ» в ВС заблаговременно создается и особо защищается массив вопросов, включающий в себя как вопросы общего характера, так и персональные вопросы, относящиеся к конкретному пользователю, например, вопросы, касающиеся известных только пользователю случаев из его жизни.

Для подтверждения подлинности пользователя система последова­тельно задает ему ряд случайно выбранных вопросов, на которые он должен дать ответ. Опознание считается положительным, если пользова­тель правильно ответил на все вопросы.

Основным требованием к вопросам в данном методе аутентифика­ции является уникальность, подразумевающая, что правильные ответы на вопросы знают только пользователи, для которых эти вопросы предна­значены.

1.3.3. Функциональные методы

Среди функциональных методов наиболее распространенными яв­ляются метод функционального преобразования пароля, а также метод «рукопожатия».

Метод функционального преобразования основан на использовании некоторой функции F, которая должна удовлетворять следующим требо­ваниям[2]:

- для заданного числа или слова X легко вычислить Y=F(X);

- зная X и Y сложно или невозможно определить функцию Y=F(X).

Необходимым условием выполнения данных требований является наличие в функции F(X) динамически изменяющихся параметров, напри­мер, текущих даты, времени, номера дня недели, или возраста пользова­теля.

Пользователю сообщается:

-исходный пароль - слово или число X, например число 31:

-функция F(X), например, Y=(X mod 100) * D + W^J, где (X mod 100) -операция взятия остатка от целочисленного деления X на 100, D -текущий номер дня недели, a W - текущий номер недели в теку­щем месяце;

- периодичность смены пароля, например, каждый день, каждые три дня или каждую неделю.

Паролями пользователя для последовательности установленных периодов действия одного пароля будут соответственно X, F(X), F(F(X)), F(F(F(X))) и т.д., т.е. для 1-го периода действия одного пароля паролем пользователя будет F'"¹(X). Поэтому для того, чтобы вычислить очередной пароль по истечении периода действия используемого пароля пользова­телю не нужно помнить начальный (исходный) пароль, важно лишь не за­быть функцию парольного преобразования и пароль, используемый до настоящего момента времени.

С целью достижения высокого уровня безопасности функция преоб­разования пароля, задаваемая для каждого пользователя, должна перио­дически меняться, например, каждый месяц. При замене функции целесо­образно устанавливать и новый исходный пароль.

Согласно методу «рукопожатия» существует функция F, известная только пользователю и ВС. Данная функция должна удовлетворять тем же требованиям, которые определены для функции, используемой в ме­тоде функционального преобразования.

При входе пользователя в ВС системой защиты генерируется слу­чайное число или случайная последовательность символов X и вычисля­ется функция F(X), заданная для данного пользователя (см. Рис. 1.2). Да­лее X выводится пользователю, который должен вычислить F(X) и ввести полученное значение в систему. Значения F(X) и F(X) сравниваются сис­темой и если они совпадают, то пользователь получает доступ в ВС.

Рис. 1.2. Схема аутентификации по методу «рукопожатия»

Например, в ВС генерируется и выдается пользователю случайное число, состоящее из семи цифр. Для заблуждения злоумышленника в лю­бое место числа может вставляться десятичная точка. В качестве функ­ции F принимается Y = (<сумма 1-й,="" 2-й="" и="" 5-й="" цифр="" числа="">)² - <сумма 3-й,="" 4-й,="" 6-й="" и="" 7-й="" цифр="" числа=""> + <сумма цифр="" текущего="" времени="" в="" часах="">.

Для высокой безопасности функцию «рукопожатия» целесообразно циклически менять через определенные интервалы времени, например, устанавливать разные функции для четных и нечетных чисел месяца.

Достоинством метода «рукопожатия» является то, что никакой кон­фиденциальной информации между пользователем и ВС не передается. По этой причине эффективность данного метода особенно велика при его применении а вычислительных сетях для подтверждения подлинности пользователей, пытающихся осуществить доступ к серверам или цен­тральным ЭВМ.

В некоторых случаях может оказаться необходимым пользователю проверить подлинность той ВС, к которой он хочет осуществить доступ. Необходимость во взаимной проверке может понадобиться и когда два пользователя ВС хотят связаться друг с другом по линии связи. Методы простых паролей, а также методы модификации схем простых паролей в этом случае не подходят. Наиболее подходящим здесь является метод «рукопожатия». При его использовании ни один из участников сеанса свя­зи не будет получать никакой секретной информации.

2 ТИПОВЫЕ РЕШЕНИЯ В ОРГАНИЗАЦИИ КЛЮЧЕВЫХ СИСТЕМ

Рассмотрим структуры данных и алгоритмы идентификации и аутен­тификации на основе ключевой информации, а также иерархию хранения ключей.

Поскольку предполагается выполнение процедур как идентификации, так и аутентификации, допустим, что i-й аутентифицирующий объект (i-й ключевой носитель) содержит два информационных поля: ID_i - неизме­няемый идентификатор i-го пользователя который является аналогом имени и используется для идентификации пользователя, и К, - аутентифицирующая информация пользователя, которая может изменяться и служит для аутентификации[1].

На самом деле ID_i может соответствовать разным пользователям, например носитель сенсорной памяти Touch Memory содержит 8 байт не­изменяемого идентификатора носителя, но при этом ТМ может быть пе­редан разным пользователям.

Совокупную информацию в ключевом носителе будем называть пер­вичной аутентифицирующей информацией i-ro пользователя. Описанная структура соответствует практически любому ключевому носителю, слу­жащему для опознания пользователя. Например, ТМ имеет 8 байт, не пе­резаписываемого неповторяющегося серийного номера, который одно­значно характеризует конкретное ТМ, и некоторый объем перезаписывае­мой памяти, соответствующий аутентифицирующей информации Kj. Аналогично для носителей типа пластиковых карт выделяется неизме­няемая информация IDi первичной персонализации пользователя и объ­ект в файловой структуре карты, содержащий Ki.

Очевидно, что внутренний аутентифицирующий объект не должен
существовать в компьютерной системе длительное время (больше време­ни работы конкретного пользователя). Далее, для постоянного хранения
необходимо использовать некую информацию, преобразованную из пер­вичной. Рассмотрим типовые схемы аутентификации[1].

Схема 1. В компьютерной системе выделяется объект-эталон для идентификации и аутентификации (положим, что в системе зарегистрировано n пользователей). Структура объекта-эталона для схемы Т показана в таблице 2.1:

Таблица 2.1

В табл. 2.1. E_i = F(ID_i, К_i), где F - функция, для которой можно качест­венно описать свойство "невосстановимости" K_i по Е_i и ID_i.

"Невосстановимость" Ki описывается некоторой пороговой трудоем­костью Т_o решения задачи восстановления аутентифицирующей инфор­мации по E_i и ID_i, ниже которой не должна опускаться ни одна оценка тру­доемкости нахождения K_i для всех известных алгоритмов решения данной задачи.

Кроме того, для пары K_i и K_j возможно совпадение соответствующих значений Е. В связи с этим вводится вероятность ложной аутентификации пользователя Р_ла, которая вычисляется как условная вероятность события "совпадение Е_i и E_j при условии нетождественности К: и Kj". Эта вероят­ность не должна быть больше некоторого предельного значения Р₀. На практике задают То = 10²⁰...10³⁰, Р₀ = 10^-7…10^-9

Алгоритм идентификации и аутентификации (схема 1)

1. Пользователь предъявляет свой идентификатор (имя) ID.

2. Если ID не совпадает ни с одним ID_i, зарегистрированным в ком­пьютерной системе, то идентификация отвергается - пользователь не допущен к работе, иначе (существует ID_i=ID) устанавливается факт "пользователь, назвавшийся пользователем i, прошел идентификацию".

3. Субъект аутентификации запрашивает у пользователя аутентификатор К.

4. Субъект аутентификации вычисляет Y=F(ID_i, К).

5. Субъект аутентификации производит сравнение E_i и Y. При совпа­дении фиксируется событие "пользователь успешно аутентифицирован в системе", информация о пользователе передается в программные моду­ли, использующие ключи пользователей (система шифрования, разграни­чения доступа и т.д.), в противном случае аутентификация отвергается - пользователь не допущен к работе.

Данная схема может быть модифицирована.

Схема 2. В компьютерной системе выделяется объект-эталон, струк­тура которого показана в табл. 2.2 (положим, как и в схеме 1, что в систе­ме зарегистрировано n пользователей). В таблице Е, = F(S_i, K_i), где S_i -случайный вектор, заданный при создании пользователя (т.е. при созда­нии строки, необходимой для идентификации и аутентификации пользова­теля); F - функция, для которой можно качественно описать свойство "не­восстановимость" К по E_i и S_i. "Невосстановимость" К_i, понимается в том же смысле, как и для схемы 1.

Таблица 2.2

Алгоритм идентификации и аутентификации (схема 2)

1. Пользователь предъявляет свой идентификатор (имя) ID.

2. Если ID не совпадает ни с одним ID_i, зарегистрированным в ком­пьютерной системе, то идентификация отвергается - пользователь не допущен к работе, иначе (существует ID_i = ID) устанавливается факт "пользователь, назвавшийся пользователем i, прошел идентификацию".

3. По ID_i выделяется S_i.

4. Субъект аутентификации запрашивает у пользователя аутентификатор К.

5. Субъект аутентификации вычисляет Y = F(S_i, К).

6. Субъект аутентификации производит сравнение E_i и Y. При совпа­дении фиксируется событие "пользователь успешно аутентифицирован в КС", в противном случае аутентификация отвергается - пользователь не допущен к работе.

Вторая схема аутентификации применяется в ОС Unix. В качестве идентификатора ID используется имя пользователя (запрошенное по Login), в качестве K_i- пароль пользователя (запрошен по Password), функция F представляет собой алгоритм шифрования DES. Эталоны для идентификации и аутентификации содержатся в файле Etc/passwd.

Утверждение (о подмене эталона). Если пользователь имеет воз­можность записи объекта хранения эталона, то пользователь может быть идентифицирован и аутентифицирован (в рамках рассмотренных схем), как любой пользователь[1].

Доказательство. Пусть имеется пользователь i. Покажем, что он может выдать себя за любого пользователя j. Возможность записи в объект, содержащий эталоны, означает возможность замены любой запи­си на произвольную. Пользователь i меняет j-ю запись на свои параметры ID_i и E_i (или дополнительно и S_i). При следующей процедуре идентифика­ции он будет опознан как пользователь j (по построению и описанию схем). Утверждение доказано.

Смысл данного утверждения состоит в том, что возможность записи объекта хранения эталонов должны иметь только субъекты специально выделенного пользователя компьютерной системы, отвечающего за управление безопасностью.

Заметим, что необходимым требованием устойчивости схем аутен­тификации к восстановлению информации K_i является требование слу­чайного равновероятного выбора К_i из множества возможных значений. Это требование, как уже было указано, автоматически снижает ценность систем парольной аутентификации, поскольку в них выбор аутентифици­рующей информации происходит из небольшого множества осмысленных слов, мощность которого определяется энтропией соответствующего языка.

Рассмотрим теперь иерархию хранения и использования ключей при условии наличия в компьютерной системе криптографической подсисте­мы, включающей алгоритм шифрования Е, алгоритм расшифрования D и исходные объекты O₁, ..., О_n, зашифрованные на ключах k_i, ..., k_n. Резуль­татом зашифрования исходных объектов являются объекты доступа в системе: Y₁, .... Y_n. При этом Y_j = E(0_j, k_j), O_j = D(Y_j, k_j). Пусть владельцу ключа K_j необходимо обеспечить доступ к объекту Y_j (доступ подразуме­вает возможность расшифрования Y_j). Для этого он должен знать ключ k_j. Очевидно, что требуются дополнительные объекты хранения зашифро­ванных ключей (табл. 2.3). С учетом того, что к объекту Y_j могут иметь доступ несколько пользователей, объект у_j может содержать несколько подобъектов вида E(k_j, K_m), где K_m - ключ m-ro пользователя.

Таблица 2.3

Объект доступа	Дополнительный объект
Y1	Y1=E(k1, Кj)
Y2	Y2= E(k2, Кj)
…	…
Yn	Yn=Е(kn,Кn)

Алгоритм доступа

1. Пользователь i идентифицируется и аутентифицируется в компью­терной системе. При положительном исходе ключ пользователя К_j досту­пен субъектам (программам) системы, регулирующим доступ к объектам.

2. Пользователь производит доступ к зашифрованному объекту Y_j. Выполняется поиск дополнительного объекта у_j. В объекте у_j проверяется наличие E(k_j, K_i), т.е. ключа доступа к объекту, зашифрованного на ключе пользователя. Если E(k_j, К_i) не найден, то доступ пользователя отвергает­ся. Иначе выполняются следующие действия.

3. Производится расшифрование ключа k_j = D(y_j, K_i), а затем - рас­шифрование объекта O_j= D(Y_j, k_i).

Под объектами доступа могут пониматься абоненты распределенной системы (сети связи). В этом случае ключ k_j является ключом взаимодей­ствия между пользователем i и абонентом j (это может быть также поль­зователь, терминал, принтер и т.д.). При рассмотрении сети связи обычно оперируют матрицей ключей, которая в явном виде отображает топологию связей в системе.

3. ПРОГРАММА

3.1.ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ.

3.1.1 Используемая процедура опознавания.

В программе заложена процедура опознавания с использованием простого пароля. Системой предусмотрено ограниченное количество повторений для ввода пароля. При третьем подряд неправильном вводе идентификационных или аутентификационных данных программа прекращает работу.

В базе эталонных данных системы защиты пароли хранятся в зашифрованной форме. При этом используется шифрование методом гаммирования. В качестве ключа шифрования используется псевдослучайная последовательность битов, полученная с помощью линейного конгуэртного генератора[3].

Этот генератор вырабатывает последовательность псевдослучайных чисел Y₁, Y_2, …Y_i-1, Y_i,…, используя соотношение:

Y_i=(a*Y_i-1+b)mod m,

где Y_i-iе (текущее) число последовательности; a-множитель (коэффициент); b-приращение; m-модуль; Y ₀-порождающее число (исходное значение).

Данное уравнение генерирует псевдослучайные числа с периодом повторения, который зависит от выбираемых значений параметров a,b,m и может достигать значения m.

3.1.2 Распределение ключей.

Программа позволяет устанавливать до десяти различных идентификаторов пользователей и паролей к ним. Длины идентификатора и пароля совпадают и составляют по десять символов каждый. Что позволяет обеспечить достаточную степень защиты, так как при попытке проникнуть в программу, не зная пароля даже при известном идентификаторе используя метод простого перебора ключей, потребует около 180¹⁰ повторений ввода пароля. Это достигается тем, что при выборе ключей допускается использование любых символов обоих регистров клавиатуры за исключением клавиши ‘пробел’.

Пароль администратора является постоянным и не может быть изменен никакими способами кроме внесения изменений в код программы с последующей перекомпиляцией исходных модулей.

3.1.3 Возможности администратора.

Администратор может просматривать и изменять список пользователей программы, а также изменять их идентификаторы и пароли. Он также имеет возможность просматривать и периодически очищать автоматически ведущийся журнал аудита, в который заносится информация какие идентификаторы и пароли используются при попытках входа в программу и результат работы процедуры установления подлинности (разрешен / не разрешен вход).

3.2 АЛГОРИТМ ПРОГРАММЫ.

Укрупненный алгоритм основного модуля программы (‘UNITKURS1.PAS’) приведен на рисунке 3.1

3.2.1 Проверка паролей.

Проверка паролей осуществляется следующим способом: из файла ‘password.txt’ производится чтение таблицы идентификаторов и паролей, затем происходит сверка введенного идентификатора с идентификаторами определенными для различных пользователей. В случае положительного результата претенденту разрешается допуск к приложению.

Файл ‘password.txt’ имеет постоянный размер 350 байт, по 35 байт на каждого пользователя. Его отсутствие в одной директории с исполняемым модулем программы

или другой размер приведет к ошибке во время работы программы.

3.2.2 Запись в журнал аудита.

При каждой попытке входа в автоматически ведущийся журнал аудита делается запись, состоящая из 30 байт:

-первые десять байт это идентификатор, который ввел пользователь;

-следующие десять байт это пароль;

-в последние десять байт заносится информация о результате проверки подлинности.

3.2.3 Администрирование доступа (рис 3.2).

При вводе идентификатора и пароля администратора появляется окно (см. приложение А) в котором отображаются:

-информация о пользователе (например, фамилия);

-идентификатор пользователя;

-пароль пользователя.

Администратор может вносить изменения в таблицу меняя информацию в отдельных ячейках таблицы или стереть всю таблицу целиком.

Рис 3.1

да

нет

да

нет

Рис 3.2

Чтение информации из

Файла ‘password.txt’

Рассшифрование и отображение в таблице

Сохранение

изменений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе были рассмотрены существующие процедуры опознавания и приведены типовые решения в организации ключевых систем. На основании рассмотренного материала можно сделать вывод о том, что:

-пароли в системе должны храниться обязательно в зашифрованном виде;

-рядовые пользователи не должны иметь доступ к эталонной информации;

-должна быть найдена ‘золотая середина’ между легкостью запоминания пароля и его не тривиальностью.

На основании рассмотренных процедур была создана программа, позволяющая разграничивать доступ к какому-либо отдельно взятому приложению, работающему в операционной среде Windows.

В приложении В представлен листинг исходного модуля программы. Так как программа носит ознакомительный характер, то запуск приложения имитируется вызовом сообщения, говорящего о том, что процедура установления подлинности пройдена успешно.

ПРИЛОЖЕНИЕ A (ИНТЕРФЕЙС ПРОГРАММЫ)

5. ПРИЛОЖЕНИЕ B (ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ).

unit Unitkurs1;{главный}

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

StdCtrls, Mask;

type

TForm1 = class(TForm)

Label1: TLabel;

EditID: TEdit;

Label2: TLabel;

EditPSW: TMaskEdit;

Button1: TButton;

Button2: TButton;

Label3: TLabel;

procedure Button2Click(Sender: TObject);

procedure Button1Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

procedure Generator;

end;

var

Form1: TForm1;

F_Mag,

F_PSW:file of char;{переменная, связанная с файлом 'password.txt'}

i,j,l,flag,i1,f{Yo}:integer;

y:integer;{псевдослучайное число}

UserMatrix:array[1..10,1..3] of string;{массив фамилий, идентификаторов и паролей пользователей}

Surname:array[1..150] of char;{массив фамилий пользователей}

IDs:array[1..100] of char;{массив идентификаторов пользователей}

PSWs:array[1..100] of char;{массив паролей пользователей}

stroca,Ident,Psword:string;

xxx:char;

const

Yo:integer=14;

implementation

uses Unitkurs, Unitkurs3;

{$R *.DFM}

{процедура реализующая ЛИНЕЙНЫЙ КОНГУЭНТНЫЙ ГЕНЕРАТОР}

procedure Tform1.Generator;

begin

y:=(31*y+17)mod(257);

end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

close

end;

{нажатие кнопки 'принять'}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

begin

if (EditID.Text='admin')and(EditPSW.Text='password')

then Form2.Visible:=true

else {если не администратор}

begin

Ident:=EditId.Text;

Psword:=EditPSW.Text;

i:=1;

repeat

if i>length(Ident) then Ident:=Ident+' ';

if i>length(Psword) then Psword:=Psword+' ';

i:=i+1;

until i>=11;

{запись в журнал аудита}

{$I-}

AssignFile(F_Mag,'audit');

Reset(F_Mag);

{$I+}

if IOResult<>0 then begin Rewrite(F_Mag); y:=Yo end

else begin

if FileSize(F_Mag)=0 then y:=Yo

else begin

y:=yo;

f:=20*round(FileSize(F_Mag)/30);

i:=1;

repeat

generator;

i:=i+1

until i>=f+1;

end;

end;

Seek(F_Mag,FileSize(F_Mag));

i:=1;

repeat

generator;

xxx:=Chr((ord(Ident[i]))xor(y));

Write(F_Mag,xxx);

i:=i+1;

until i>=11;

i:=1;

repeat

generator;

xxx:=Chr((ord(PSWord[i]))xor(y));

Write(F_Mag,xxx);

i:=i+1;

until i>=11;

{чтение информации из файла}

Y:=14;

AssignFile(F_PSW,'password.txt');

Reset(F_PSW);

{фамилии}

j:=1;

repeat

Read(F_PSW,Surname[j]);

j:=j+1

until j>=151;

{идентификаторы}

j:=1;

repeat

Read(F_PSW,IDs[j]);

generator;

ids[j]:=chr((ord(ids[j]))xor(y));

j:=j+1

until j>=101;

{пароли}

j:=1;

repeat

Read(F_PSW,PSWs[j]);

generator;

PSWs[j]:=chr((ord(PSWs[j]))xor(y));

j:=j+1

until j>=101;

CloseFile(F_PSW);

{сбор в массив UserMatrix}

i:=1;

repeat

stroca:='';

j:=1;

repeat

if Surname[(i-1)*15+j]<>' ' then stroca:=stroca+Surname[(i-1)*15+j];

j:=j+1

until j>=16;

UserMatrix[i,1]:=stroca;

i:=i+1

until i>=11;

i:=1;

repeat

stroca:='';

j:=1;

repeat

if IDs[(i-1)*10+j]<>' ' then stroca:=stroca+IDs[(i-1)*10+j];

j:=j+1

until j>=11;

UserMatrix[i,2]:=stroca;

i:=i+1

until i>=11;

i:=1;

repeat

stroca:='';

j:=1;

repeat

if PSWs[(i-1)*10+j]<>' ' then stroca:=stroca+PSWs[(i-1)*10+j];

j:=j+1

until j>=11;

UserMatrix[i,3]:=stroca;

i:=i+1

until i>=11;

{идентификация и аутентификация}

flag:=0;

i:=1;

repeat

if (EditID.Text=UserMatrix[i,2])and(EditPSW.Text=UserMatrix[i,3])and

(EditID.Text<>'') then begin

Flag:=1;

i1:=i end;

i:=i+1

until i>=11;

if flag=1 then begin

xxx:='y';

i:=1;

repeat

Write(F_Mag,xxx);

i:=i+1

until i>=11;

CloseFile(F_Mag);

Form3.Visible:=true;

end

else

begin

xxx:='n';

i:=1;

repeat

Write(F_Mag,xxx);

i:=i+1

until i>=11;

CloseFile(F_Mag)

end;

end;

end;

end.

unit Unitkurs;{администрирование}

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

StdCtrls, Grids, ComCtrls;

type

TForm2 = class(TForm)

ButtonAdd: TButton;

ButtonDel: TButton;

Button3: TButton;

Button1: TButton;

StringGrid1: TStringGrid;

procedure FormActivate(Sender: TObject);

procedure ButtonAddClick(Sender: TObject);

procedure ButtonDelClick(Sender: TObject);

procedure Button3Click(Sender: TObject);

procedure Button1Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

procedure Generator;

end;

var

Form2: TForm2;

F_PSW:file of char;{переменная, связанная с файлом 'password.txt'}

i,j,l:integer;

y:integer;{псевдослучайное число}

UserMatrix:array[1..10,1..3] of string;{массив фамилий, идентификаторов и паролей пользователей}

Surname:array[1..150] of char;{массив фамилий пользователей}

IDs:array[1..100] of char;{массив идентификаторов пользователей}

PSWs:array[1..100] of char;{массив паролей пользователей}

stroca:string;

implementation

uses Unitkurs4;

{$R *.DFM}

{процедура реализующая ЛИНЕЙНЫЙ КОНГУЭНТНЫЙ ГЕНЕРАТОР}

procedure Tform2.Generator;

begin

y:=(31*y+17)mod(257);

end;

procedure TForm2.FormActivate(Sender: TObject);

begin

y:=14;

{оглавление таблицы пользователей}

i:=1;

repeat

StringGrid1.Cells[0,i]:=IntToStr(i);

i:=i+1;

until i>=11;

StringGrid1.Cells[1,0]:='фамилия';

StringGrid1.Cells[2,0]:='идентификатор';

StringGrid1.Cells[3,0]:='пароль';

{чтение информации из файла 'password.txt'}

AssignFile(F_PSW,'password.txt');

Reset(F_PSW);

{фамилии}

j:=1;

repeat

Read(F_PSW,Surname[j]);

j:=j+1

until j>=151;

{идентификаторы}

j:=1;

repeat

Read(F_PSW,IDs[j]);

generator;

ids[j]:=chr((ord(ids[j]))xor(y));

j:=j+1

until j>=101;

{пароли}

j:=1;

repeat

Read(F_PSW,PSWs[j]);

generator;

PSWs[j]:=chr((ord(PSWs[j]))xor(y));

j:=j+1

until j>=101;

CloseFile(F_PSW);

{сбор в массив UserMatrix}

i:=1;

repeat

stroca:='';

j:=1;

repeat

if Surname[(i-1)*15+j]<>' ' then stroca:=stroca+Surname[(i-1)*15+j];

j:=j+1

until j>=16;

UserMatrix[i,1]:=stroca;

i:=i+1

until i>=11;

i:=1;

repeat

stroca:='';

j:=1;

repeat

if IDs[(i-1)*10+j]<>' ' then stroca:=stroca+IDs[(i-1)*10+j];

j:=j+1

until j>=11;

UserMatrix[i,2]:=stroca;

i:=i+1

until i>=11;

i:=1;

repeat

stroca:='';

j:=1;

repeat

if PSWs[(i-1)*10+j]<>' ' then stroca:=stroca+PSWs[(i-1)*10+j];

j:=j+1

until j>=11;

UserMatrix[i,3]:=stroca;

i:=i+1

until i>=11;

{отображение в таблице}

i:=1;

repeat

j:=1;

repeat

StringGrid1.Cells[j,i]:=UserMatrix[i,j];

j:=j+1

until j>=4;

i:=i+1

until i>=11;

end;

{===============нажатие кнопки 'сохранить изменения'=======================}

procedure TForm2.ButtonAddClick(Sender: TObject);

begin

y:=14;

{заполнение массива UserMatrix}

i:=1;

repeat

j:=1;

repeat

UserMatrix[i,j]:=StringGrid1.Cells[j,i];

j:=j+1

until j>=4;

i:=i+1

until i>=11;

{заполнение массива surname}

i:=1;

repeat

stroca:=UserMatrix[i,1];

l:=length(stroca);

j:=1;

repeat

if j<=l then="" surname[(i-1)*15+j]:="">

else Surname[(i-1)*15+j]:=' ';

j:=j+1

until j>=16;

i:=i+1

until i>=11;

{заполнение массива IDs}

i:=1;

repeat

stroca:=UserMatrix[i,2];

l:=length(stroca);

j:=1;

repeat

if j<=l then="" ids[(i-1)*10+j]:="">

else IDs[(i-1)*10+j]:=' ';

j:=j+1

until j>=11;

i:=i+1

until i>=11;

{заполнение массива PSWs}

i:=1;

repeat

stroca:=UserMatrix[i,3];

l:=length(stroca);

j:=1;

repeat

if j<=l then="" psws[(i-1)*10+j]:="">

else PSWs[(i-1)*10+j]:=' ';

j:=j+1

until j>=11;

i:=i+1

until i>=11;

{запись в файл 'password.txt'}

AssignFile(F_PSW,'password.txt');

Rewrite(F_PSW);

{фамилии без преобразования}

j:=1;

repeat

write(F_PSW,Surname[j]);

j:=j+1

until j>=151;

{идентификаторы}

j:=1;

repeat

generator;

ids[j]:=chr((ord(ids[j]))xor(y));

write(F_PSW,IDs[j]);

j:=j+1

until j>=101;

{пароли}

j:=1;

repeat

generator;

PSWs[j]:=chr((ord(PSWs[j]))xor(y));

write(F_PSW,PSWs[j]);

j:=j+1

until j>=101;

CloseFile(F_PSW);

end;

{нажатие кнопки 'очистить'}

procedure TForm2.ButtonDelClick(Sender: TObject);

begin

{очистка таблицы}

i:=1;

repeat

j:=1;

repeat

StringGrid1.Cells[j,i]:='';

j:=j+1

until j>=4;

i:=i+1

until i>=11;

end;

procedure TForm2.Button3Click(Sender: TObject);

begin

close

end;

procedure TForm2.Button1Click(Sender: TObject);

begin

Form4.Visible:=True

end;

end.

unit Unitkurs4;{журнал аудита}

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

StdCtrls, Grids;

type

TForm4 = class(TForm)

StringGrid1: TStringGrid;

ButtonDel: TButton;

Button2: TButton;

ButtonShow: TButton;

procedure Button2Click(Sender: TObject);

procedure ButtonShowClick(Sender: TObject);

procedure ButtonDelClick(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

procedure Generator;

end;

var

Form4: TForm4;

F_Mag:file of char;{переменная, связанная с файлом 'audit.txt'}

i,j,l,i1:integer;

y:integer;{псевдослучайное число}

ident,psword:string;

xxx:char;

implementation

{$R *.DFM}

{процедура реализующая ЛИНЕЙНЫЙ КОНГУЭНТНЫЙ ГЕНЕРАТОР}

procedure Tform4.Generator;

begin

y:=(31*y+17)mod(257);

end;

procedure TForm4.Button2Click(Sender: TObject);

begin

close

end;

{нажатие кнопки 'показать'}

procedure TForm4.ButtonShowClick(Sender: TObject);

begin

i:=1;

repeat

StringGrid1.Cells[0,i]:=IntToStr(i);

i:=i+1;

until i>=11;

StringGrid1.Cells[1,0]:='идентификатор';

StringGrid1.Cells[2,0]:='пароль';

StringGrid1.Cells[3,0]:='результат';

{чтение информации из файла 'audit.txt'}

{$I-}

AssignFile(F_Mag,'audit');

Reset(F_Mag);

{$I+}

if IOResult=0 then begin

i1:=1;

y:=14;

while not(EoF(F_Mag)) do

begin

j:=1;

repeat

Read(F_Mag,xxx);

generator;

xxx:=chr((ord(xxx))xor(y));

ident:=ident+xxx;

j:=j+1

until j>=11;

i:=1;

repeat

Read(F_Mag,xxx);

generator;

xxx:=Chr((ord(xxx))xor(y));

psword:=psword+xxx;

i:=i+1;

until i>=11;

if StringGrid1.RowCount<>

then StringGrid1.RowCount:=StringGrid1.RowCount+1;

StringGrid1.Cells[0,i1]:=IntToStr(i1);

StringGrid1.Cells[1,i1]:=ident;

StringGrid1.Cells[2,i1]:=psword;

i:=1;

repeat

Read(F_Mag,xxx);

i:=i+1

until i>=11;

if xxx='y' then StringGrid1.Cells[3,i1]:='допуск'

else StringGrid1.Cells[3,i1]:='отказ';

ident:='';

psword:='';

i1:=i1+1;

end;

CloseFile(F_Mag) end;

end;

{нажатие кнопки 'очистить'}

procedure TForm4.ButtonDelClick(Sender: TObject);

begin

StringGrid1.RowCount:=11;

i:=1;

repeat

StringGrid1.Cells[1,i]:='';

StringGrid1.Cells[2,i]:='';

StringGrid1.Cells[3,i]:='';

i:=i+1

until i>=11;

AssignFile(F_Mag,'audit');

Rewrite(F_Mag);

CloseFile(F_Mag);

end;

end.

Литература:

1. Белкин П.Ю. , Михальский О.О. , Першаков А.С. и другие “Программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности: защита программ и данных”.

2. Зима В.М. и другие “Защита компьютерных ресурсов от несанкционированных действий пользователя”.

3. Романец Ю.В. , Тимофеев П.А. , Шаньгин В.Ф. “Защита информации в компьютерных системах”.