ОСВМ   Сетевая безопасность   ОСВМ   ТПОИ   РиЭКТ   КС   ОИС   визуальные среды - 4GL   ТП ОСП  

Сетевая безопасность

Аутентификация информации

  1. Цифровая подпись
  2. Аутентификация программных кодов
  3. Система Kerberos
  4. Первичная аутентификация
  5. Достоинства и недостатки Kerberos

Под аутентификацией информации в компьютерных системах понимают уста­новление подлинности данных, полученных по сети, исключительно на основе информации, содержащейся в полученном сообщении.

Если конечной целью шифрования информации является обеспечение защиты от несанкционированного ознакомления с этой информацией, то конечной це­лью аутентификации информации является обеспечение защиты участников информационного обмена от навязывания ложной информации. Концепция ау­тентификации в широком смысле предусматривает установление подлинности информации как при условии наличия взаимного доверия между участниками обмена, так и при его отсутствии.

В компьютерных системах выделяют два вида аутентификации информации:

Цифровая подпись

Для решения задачи аутентификации информации используется концепция циф­ровой (или электронной) подписи. Согласно терминологии, утвержденной Меж­дународной организацией по стандартизации (ISO), под термином «цифровая подпись» понимаются методы, позволяющие устанавливать подлинность автора сообщения (документа) при возникновении спора относительно авторства этого сообщения. Основная область применения цифровой подписи — это финансо­вые документы, сопровождающие электронные сделки, документы, фиксирую­щие международные договоренности и т. п.

До настоящего времени наиболее часто для построения схемы цифровой под­писи использовался алгоритм RSA. В основе этого алгоритма лежит концепция Диффи-Хеллмана. Она заключается в том, что каждый пользователь сети имеет свой закрытый ключ, необходимый для формирования подписи; соответствую­щий этому секретному ключу открытый ключ, предназначенный для проверки подписи, известен всем другим пользователям сети.

Рис. 11.11. Схема формирования цифровой подписи по алгоритму RSA

На рис. 11.11 показана схема формирования цифровой подписи по алгоритму RSA. Подписанное сообщение состоит из двух частей; незашифрованной части, в которой содержится исходный текст Т, и зашифрованной части, представляю­щей собой цифровую подпись. Цифровая подпись S вычисляется с использова­нием закрытого ключа (D, п) по формуле

S =Г1 mod п.

Сообщение посылается в виде пары (Т, S). Каждый пользователь, имеющий со­ответствующий открытый ключ (Е, п), получив сообщение, отделяет открытую часть Т, расшифровывает цифровую подпись S и проверяет равенство Т = S1^ mod n.

Если результат расшифровки цифровой подписи совпадает с открытой частью сообщения, то считается, что документ подлинный, не претерпел никаких изме­нений в процессе передачи, а автором его является именно тот человек, который передал свой открытый ключ получателю. Если сообщение снабжено цифровой подписью, то получатель может быть уверен, что оно не было изменено или под­делано по пути. Такие схемы аутентификации называются асимметричными. К недостаткам данного алгоритма можно отнести то, что длина подписи в этом случае равна длине сообщения, что не всегда удобно.

Цифровые подписи применяются к тексту до того, как он шифруется. Если по­мимо снабжения текста электронного документа цифровой подписью надо обес­печить его конфиденциальность, то вначале к тексту применяют цифровую под­пись, а затем шифруют все вместе: и текст, и цифровую подпись (рис. 11.12).

Рис. 11.12. Обеспечение конфиденциальности документа с цифровой подписью

I  Другие методы цифровой подписи основаны на формировании соответствующей сообщению контрольной комбинации с помощью классических алгоритмов типа DES. Учитывая более высокую производительность алгоритма DES по сравне­нию с алгоритмом RSA, он более эффективен для подтверждения аутентичности больших объемов информации. А для коротких сообщений типа платежных по­ручений или квитанций подтверждения приема, наверное, лучше подходит алго­ритм RSA.

Аутентификация программных кодов

Компания Microsoft разработала средства для доказательства аутентичности про­граммных кодов, распространяемых через Интернет. Пользователю важно иметь доказательства, что программа, которую он загрузил с какого-либо сервера, дей­ствительно содержит коды, разработанные определенной компанией. Протоколы защищенного канала типа SSL помочь здесь не могут, так как позволяют удосто­верить только аутентичность сервера. Microsoft разработала технологию аутен-тикода (Authenticode), суть которой состоит в следующем.

Организация, желающая подтвердить свое авторство на программу, должна встро­ить в распространяемый код так называемый подписывающий блок (рис. 11.13). Этот блок состоит из двух частей. Первая часть — сертификат этой организации, полученный обычным образом от какого-либо сертифицирующего центра. Вторую часть образует зашифрованный дайджест, полученный в результате при­менения односторонней функции к распространяемому коду. Шифрование дай­джеста выполняется с помощью закрытого ключа организации.

 

Система Kerberos

Kerberos — это сетевая служба, предназначенная для централизованного реше­ния задач аутентификации и авторизации в крупных сетях. Она может работать в среде многих популярных ОС, например в последней версии Windows 2000 система Kerberos встроена как основной компонент безопасности.

В основе этой достаточно громоздкой системы лежит несколько простых прин­ципов.

Сетевая служба Kerberos построена по архитектуре клиент-сервер, что позволяет ей работать в самых сложных сетях. Kerberos-клиент устанавливается на всех компьютерах сети, которые могут обратиться к какой-либо сетевой службе. В та­ких случаях Kerberos-клиент от лица пользователя передает запрос на Kerberos-сервер и поддерживает с ним диалог, необходимый для выполнения функций системы Kerberos.

Итак, в системе Kerberos имеются следующие участники: Kerberos-сервер, Кег-Ьегоз-клиенты, ресурсные серверы (рис. 11.14). Kerberos-клиенты пытаются получить доступ к сетевым ресурсам - файлам, приложениям, принтеру и т. д. Этот доступ может быть предоставлен, во-первых, только легальным пользователям, а во-вторых, при наличии у пользователя достаточных полномочий, определяе­мых службами авторизации соответствующих ресурсных серверов - файловым сервером, сервером приложений, сервером печати. Однако в системе Kerberos ресурсным серверам запрещается «напрямую» принимать запросы от клиентов, им разрешается начинать рассмотрение запроса клиента только тогда, когда на это поступает разрешение от Kerberos-сервера. Таким образом, путь клиента к ресурсу в системе Kerberos состоит из трех этапов:

1. Определение легальности клиента, логический вход в сеть, получение разре­шения на продолжение процесса получения доступа к ресурсу.

2. Получение разрешения на обращение к ресурсному серверу.

3. Получение разрешения на доступ к ресурсу.

 

Рис. 11.14. Три этапа работы системы Kerberos

Для решения первой и второй задач клиент обращается к Kerberos-серверу. Каж­дая из этих двух задач решается отдельным сервером, входящим в состав КегЬе-ros-сервера. Выполнение первичной аутентификации и выдача разрешения на продолжение процесса получения доступа к ресурсу осуществляется так назы­ваемым аутентификационным сервером (Authentication Sewer, AS). Этот сервер хранит в своей базе данных информацию об идентификаторах и паролях пользо­вателей.

Вторую задачу, связанную с получением разрешения на обращение к ресурсному серверу, решает другая часть Kerberos-сервера — сервер квитанций (Ticket-Gran­ting Server, TGS). Сервер квитанций для легальных клиентов выполняет допол­нительную проверку и дает клиенту разрешение на доступ к нужному ему ре­сурсному серверу, для чего наделяет его электронной формой-квитанцией. Для выполнения своих функций сервер квитанций использует копии секретных ключей всех ресурсных серверов, которые хранятся у него в базе данных. Кроме этих ключей сервер TGS имеет еще один секретный DES-ключ, который разде­ляет с сервером AS.

Третья задача — получение разрешения на доступ непосредственно к ресурсу — решается на уровне ресурсного сервера.

Первичная аутентификация

Процесс доступа пользователя к ресурсам включает две процедуры: во-первых, пользователь должен доказать свою легальность (аутентификация), а во-вторых, он должен получить разрешение на выполнение определенных операций с опре­деленным ресурсом (авторизация). В системе Kerberos пользователь один раз аутентифицируется во время логического входа в сеть, а затем проходит проце­дуры аутентификации и авторизации всякий раз, когда ему требуется доступ к новому ресурсному серверу.

Выполняя логический вход в сеть, пользователь, а точнее клиент Kerberos, уста­новленный на его компьютере, посылает аутентификационному серверу AS иден­тификатор пользователя ID (рис. 11.15).

Вначале аутентификационный сервер проверяет в базе данных, есть ли запись о пользователе с таким идентификатором, затем, если такая запись существует, извлекает из нее пароль пользователя р. Данный пароль потребуется для шифро­вания всей информации, которую направит аутентификационный сервер Kerberos-клиенту в качестве ответа. А ответ состоит из квитанции T-rcs на доступ к серве­ру квитанций Kerberos и ключа сеанса Ks. Под сеансом здесь понимается все время работы пользователя, от момента логического входа в сеть до момента ло­гического выхода. Ключ сеанса потребуется для шифрования в процедурах ау­тентификации в течение всего пользовательского сеанса. Квитанция шифруется с помощью секретного DES-ключа К, который разделяют аутентификационный сервер и сервер квитанций. Все вместе — зашифрованная квитанция и ключ се­анса — еще раз шифруются с помощью пользовательского пароля р. Таким обра­зом, квитанция шифруется дважды ключом К и паролем р. В приведенных выше обозначениях сообщение-ответ, которое аутентификационный сервер посылает клиенту, выглядит так: {{T^Gs}K, Ks}p.

После того как такое ответное сообщение поступает на клиентскую машину, кли­ентская программа Kerberos просит пользователя ввести свой пароль. Когда поль­зователь вводит пароль, то Kerberos-клиент пробует с помощью пароля расшиф­ровать поступившее сообщение. Если пароль верен, то из сообщения извлекается квитанция на доступ к серверу квитанций {ttgs}k (B зашифрованном виде) и ключ сеанса Ks (в открытом виде). Успешная расшифровка сообщения означает ус­пешную аутентификацию. Заметим, что аутентификационный сервер AS аутен-тифицирует пользователя без передачи пароля по сети.

Рис. 11.15. Последовательность обмена сообщениями в системе Kerberos

Квитанция ttgs иа доступ к серверу квитанций TGS является удостоверением легальности пользователя и разрешением ему продолжать процесс получения [   доступа к ресурсу. Эта квитанция содержит:

Как уже было сказано, клиент обладает квитанцией в зашифрованном виде. Шиф­рование повышает уверенность в том, что никто, даже сам клиент — обладатель данной квитанции, — не сможет квитанцию подделать, подменить или изменить. Только сервер TGS, получив от клиента квитанцию, сможет ее расшифровать, так как в его распоряжении имеется ключ шифрования К.

Время действия квитанции ограничено длительностью сеанса. Разрешенная дли­тельность сеанса пользователя, содержащаяся в квитанции на доступ к серве­ру квитанций, задается администратором и может изменяться в зависимости от требований к защищенности сети. В сетях с жесткими требованиями к безопас­ности время сеанса может быть ограничено 30 минутами, в других условиях это время может составить 8 часов. Информация» содержащаяся в квитанции, определяет ее срок годности. Предоставление квитанции на вполне определенное вре­мя защищает ее от неавторизованного пользователя, который мог бы ее перехва­тить и использовать в будущем.

Получение разрешения на доступ к ресурсному серверу

Итак, следующим этапом для пользователя является получение разрешения на доступ к ресурсному серверу (например, к файловому серверу или серверу при­ложений). Но для этого надо обратиться к серверу TGS, который выдает такие разрешения (квитанции). Чтобы получить доступ к серверу квитанций, пользо­ватель уже обзавелся квитанцией {T-i-Gs}^ выданной ему сервером AS. Несмотря на защиту паролем и шифрование, пользователю, для того чтобы доказать серве­ру квитанций, что он имеет право на доступ к ресурсам сети, нужно кое-что еще, кроме квитанции.

Как уже упоминалось, первое сообщение от аутентификационного сервера со­держало не только квитанцию, но и секретный ключ сеанса K.s, который разде­ляется с сервером квитанций TGS. Клиент использует этот ключ для шифрова­ния еще одной электронной формы, называемой аутентификатором {A}Ks. Аутентификатор А содержит идентификатор и сетевой адрес пользователя, а так­же собственную временную отметку. В отличие от квитанции {ttgs}k, которая в течение сеанса используется многократно, аутентификатор предназначен для од­норазового использования и имеет очень короткое время жизни — обычно не­сколько минут. Kerberos-клиент посылает серверу квитанций TGS сообщение-запрос, содержащее квитанцию и аутентификатор: {Tycs}^ {A} Kg.

Сервер квитанций расшифровывает квитанцию имеющимся у него ключом К, проверяет, не истек ли срок действия квитанции, и извлекает из нее идентифи­катор пользователя.

Затем сервер TGS расшифровывает аутентификатор, используя ключ сеанса поль­зователя Kg, который он извлек из квитанции. Сервер квитанций сравнивает идентификатор пользователя и его сетевой адрес с аналогичными параметрами в квитанции и сообщении. Если они совпадают, то сервер квитанций получает уверенность, что данная квитанция действительно представлена ее законным вла­дельцем.

Заметим, что простое обладание квитанцией на получение доступа к серверу кви­танций не доказывает идентичность пользователя. Так как аутентификатор дей­ствителен только в течение короткого промежутка времени, то маловероятно украсть одновременно и квитанцию, и аутентификатор и использовать их в тече­ние этого времени. Каждый раз, когда пользователь обращается к серверу кви­танций для получения новой квитанции на доступ к ресурсу, он посылает много­кратно используемую квитанцию и новый аутентификатор.

Клиент обращается к серверу квитанций за разрешением на доступ к ресурсному серверу, который здесь обозначен как RS1. Сервер квитанций, удостоверившись в легальности запроса и личности пользователя, отсылает ему ответ, содержа­щий две электронных формы: многократно используемую квитанцию на получе­ние доступа к запрашиваемому ресурсному серверу trsi и новый ключ сеан­са KS1.

Квитанция на получение доступа шифруется секретным ключом KRS1), разделяе­мым только сервером квитанций и тем сервером, к которому предоставляется доступ, в данном случае — RS1. Сервер квитанций разделяет уникальные секрет­ные ключи с каждым сервером сети. Эти ключи распределяются между серве­рами сети физическим способом или каким-либо иным секретным способом при установке системы Kerberos. Когда сервер квитанций передает квитанцию на доступ к какому-либо ресурсному серверу, то он шифрует ее, так что только этот сервер сможет расшифровать ее с помощью своего уникального ключа.

Новый ключ сеанса KS1 содержится не только в самом сообщении, посылаемом клиенту, но и внутри квитанции TRS1. Все сообщение шифруется старым ключом сеанса клиента Kg, так что его может прочитать только этот клиент. Используя введенные обозначения, ответ сервера TGS клиенту можно представить в сле­дующем виде: {{tRS1}kRS1, KS1}KS.

Получение доступа к ресурсу

Когда клиент расшифровывает поступившее сообщение, то он отсылает серверу, к которому он хочет получить доступ, запрос, содержащий квитанцию на полу­чение доступа и аутентификатор, зашифрованный новым ключом сеанса:

{tRS1}kRS1, {A}KS1.

Это сообщение обрабатывается аналогично тому, как обрабатывался запрос кли­ента сервером TGS. Сначала расшифровывается квитанция ключом kRS1, затем извлекается ключ сеанса Ksi и расшифровывается аутентификатор. Далее срав­ниваются данные о пользователе, содержащиеся в квитанции и аутентификаторе. Если проверка проходит успешно, то доступ к сетевому ресурсу разрешен.

На этом этапе клиент также может захотеть проверить аутентичность сервера перед тем, как начать с ним работать. Взаимная процедура аутентификации пре­дотвращает любую возможность попытки получения неавторизованным пользо­вателем доступа к секретной информации от клиента путем подмены сервера.

Аутентификация ресурсного сервера в системе Kerberos выполняется в соответ­ствии со следующей процедурой. Клиент обращается к серверу с предложением, чтобы тот прислал ему сообщение, в котором повторил временную отметку из аутентификатора клиента, увеличенную на 1. Кроме того, требуется, чтобы дан­ное сообщение было зашифровано ключом сеанса Ksi. Чтобы выполнить такой запрос клиента, сервер извлекает копию ключа сеанса из квитанции на доступ, использует этот ключ для расшифровки аутентификатора, наращивает значение временной отметки на 1, заново зашифровывает сообщение, используя ключ се­анса, и возвращает сообщение клиенту. Клиент расшифровывает это сообщение, чтобы получить увеличенную на единицу отметку времени.

При успешном завершении описанного процесса клиент и сервер удостоверяют­ся в секретности своих транзакций. Кроме этого, они получают ключ сеанса, ко­торый могут использовать для шифрования будущих сообщений.

Достоинства и недостатки Kerberos

Изучая довольно сложный механизм системы Kerberos, нельзя не задаться во­просом: какое влияние оказывают все эти многочисленные процедуры шифрова­ния и обмена ключами на производительность сети, какую часть ресурсов сети они потребляют и как это сказывается на ее пропускной способности?

Ответ весьма оптимистичный — если система Kerberos реализована и сконфигу­рирована правильно, она незначительно уменьшает производительность сети. Так как квитанции используются многократно, сетевые ресурсы, затрачиваемые на запросы предоставления квитанций, невелики. Хотя передача квитанции при ау­тентификации логического входа несколько снижает пропускную способность, такой обмен должен осуществляться и при использовании любых других систем и методов аутентификации. Дополнительные же издержки незначительны. Опыт внедрения системы Kerberos показал, что время отклика при установленной сис­теме Kerberos существенно не отличается от времени отклика без нее — даже в очень больших сетях с десятками тысяч узлов. Такая эффективность делает сис­тему Kerberos весьма перспективной.

Среди уязвимых мест системы Kerberos можно назвать централизованное хра­нение всех секретных ключей системы. Успешная атака на Kerberos-сервер, в ко­тором сосредоточена вся информация, критическая для системы безопасности, приводит к крушению информационной защиты всей сети. Альтернативным решением могла бы быть система, построенная на использовании алгоритмов шифрования с парными ключами, для которых характерно распределенное хра­нение секретных ключей. Однако в настоящий момент еще не появились ком­мерческие продукты, построенные на базе несимметричных методов шифрова­ния, которые бы обеспечивали комплексную защиту больших сетей.

Еще одной слабостью системы Kerberos является то, что исходные коды тех при­ложений, доступ к которым осуществляется через Kerberos, должны быть соот­ветствующим образом модифицированы. Такая модификация называется «кер-беризацией» приложения. Некоторые поставщики продают «керберизованные» версии своих приложений. Но если такой версии нет и нет исходного текста, то Kerberos не может обеспечить доступ к такому приложению.

ОСВМ   Сетевая безопасность   ОСВМ   ТПОИ   РиЭКТ   КС   ОИС   визуальные среды - 4GL   ТП ОСП  

Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч кмилометров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 25.11.2020 - 08:03: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 07:52: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 07:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от проф. В.Ю. Катасонова - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 07:37: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Александры Андерссон - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 06:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Александра Флоридского - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 06:51: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
25.11.2020 - 06:47: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 20:37: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 20:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 20:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 18:14: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
24.11.2020 - 16:41: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution