WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 11 |

«А,В, Соколов, 0,М, Степанюк Проблемы защиты информации Характеристика угроз и способы защиты от них Криптографическая защита и биометрия Электронная цифровая подпись Стеганография А. ...»

-- [ Страница 3 ] --

Собранные пакеты отображаются в окне сниффера в виде списка с указанием МАС-адресов получателей и отправителей, типа пакета, типа протокола^ IP-адре сов и номеров портов. Содержимое любого пакета можно просмотреть в виде ше стнадцатеричного кода и текста. Это не всегда удобно, поэтому собранную инфор мацию можно сохранить в виде файла и обработать с помощью специальной утилиты, которая сортирует пакеты по адресам и представляет их содержимое в удобочитаемом виде.

Подобные снифферы не рассчитаны на работу в больших сетях, поскольку их про изводительность ограничена. Тем не менее, эти программы позволяют анализировать события, происходящие в небольшой сети (точнее, в ее конкретном сегменте), разу меется, при наличии соответствующих познаний, так как аналитические функции от сутствуют. Чтобы обнаружить избыток пакетов какого-либо типа, их надо уметь опоз навать. Впрочем, все основные сервисы IP вполне успешно распознаются, а уже одного этого кому-то будет вполне достаточно.

Для выявления снифферов в программном обеспечении компьютера следует ис пользовать то обстоятельство, что заложенная хакерская программа периодически сбрасывает накопленную информацию в один из почтовых ящиков, зарегистрирован ных на бесплатном сервере электронной почты.

Глава 2. Проблемы защиты информации Вредоносное программное обеспечение Вредоносное программное обеспечение — это любая программа, написанная с це лью нанесения ущерба или использования ресурсов атакуемого компьютера. Вредо носное программное обеспечение часто скрыто внутри обычных программ или замас кировано под них. В некоторых случаях оно само тиражируется на другие компьютеры по электронной почте или через инфицированные дискеты и CD. Одними из основных характеристик современных вирусных атак являются высокая скорость их распрост ранения и частота появления новых атак.

О вредоносном программном обеспечении, подстерегающем доверчивых пользо вателей, широкая публика наслышана больше, чем о каких-либо других опасностях и повреждениях компьютерной техники. Это вирусы, черви, троянские кони, логичес кие бомбы, зомби, программные закладки, модули считывания паролей — список можно продолжить. Вредоносное программное обеспечение различных типов использует весьма разнообразные методы воздействия на информацию, степень опасности такого рода программ тоже различна.

Бурное развитие информационных технологий привело к налаживанию междуна родных связей, в том числе и межконтинентальных, к становлению внутри- и межго сударственных потоков информации, измеряемыми многими десятками терабайт в се кунду.

Анализ развития компьютеризации на мировом уровне показывает, что число пользователей достигло 350 млн, начав свой отсчет практически от нулевой отметки в 1981 году.

В период с 1998 по 1999 год произошло резкое увеличение числа компьютерных атак, хотя около 98% всех пользователей применяли доступные средства защиты.

Объяснить эту тенденцию можно тем, что Internet превратился в хорошо организован ную систему с унифицированным программным обеспечением. Тем самым пользова тели сети стали во многом зависеть от качества программного обеспечения, которое они используют для работы.

Рост числа несанкционированных проникновений в информационные ресурсы луч ше всего прослеживается путем анализа взаимосвязи частоты инцидентов, с одной стороны, и уязвимостью программного обеспечения — с другой.

Инцидент — это группа атак, объединенных по таким характерным признакам, как время проведения атаки, средства атакующих, цель нападения и т. д.

Под термином уязвимость имеется в виду слабое место в программном обеспече нии, которое может быть использовано злоумышленником в своих целях. Уязвимость программного обеспечения, как правило, обусловлена следующими ошибками:

Q в программном обеспечении (уязвимость реализации);

Q в конфигурации программного обеспечения (уязвимость конфигурации);

G не связанными напрямую с конкретным программным обеспечением (уязвимость проектирования).

Количество уязвимых мест в программном обеспечении во многом определяется степенью популярности продукта.

В принципе, чем популярнее система и чем больше пользе _96 _...

вателей отдают ей предпочтение, тем сильнее стремление злоумышленников органи зовать атаку именно на эту систему.

Другой фактор, способствующий увеличению количества атак за последние годы, — резкое понижение требований к квалификации атакующего. Это объясняется тем, что большинство современных программ, реализующих ту или иную атаку, доступны в настоящий момент в Internet и, как правило, имеют простой и дружелюбный пользова тельский интерфейс. Атакующему необходимо ввести лишь DNS-имя или IP-адрес компьютера-жертвы и нажать кнопку. При этом не требуется, чтобы злоумышленник имел представление о принципах работы механизмов, с помощью которых осуществ ляется атака.

Если во второй половине 80-х годов к наиболее популярным средствам атакующих относилось использование известных паролей и уже раскрытых уязвимых мест в сис теме безопасности, то сегодня к этому добавились средства, использующие недостат ки в протоколах, средства анализа исходных текстов программ для выявления новых уязвимых мест, установка программ-анализаторов сетевого трафика, подмена IP-адре са источника нападения, атаки типа «отказ в обслуживании», средства автоматизиро ванного сканирования сети, распределенные атаки и многие другие.

Суммарный ущерб от компьютерных атак в период с 1997 по 2000 год только в США составил 626 млн долларов. Эти цифры позволяют говорить о том, что крими нальная прослойка в «информационном обществе» состоялась и что обществу проти востоит организованная преступность.

Миллионы людей путешествуют по сети, «перехватывая» то тут, то там разнооб разные программы и другую полезную информацию. После чего они немедленно «оп робуются в деле», ну а дальше... кому как повезет. В сети находятся гигабайты инфор мации и неизвестно, сколько в ней вирусов (случайно попавших или намеренно «подсаженных»). И при этом приходится только удивляться беспечности тех, кто тщательно проверяет все «внешние» дискеты и диски, но даже и не задумывается, что вирусы могут присутствовать в программе и в документе, полученных из сети.

Еще не так давно вирусы распространялись только через дискеты. Они назывались вирусами загрузочного сектора, потому что попадали в компьютер с дисковода для гибких дисков. Тогда вирусная инфекция распространялась достаточно ограниченно и требовала намного больше времени, чем сейчас. Затем появились приложения типа Microsoft Outlook или Word, использующие макросы, что привело к возникновению множества макровирусов. Были созданы вирусы Мелисса, Чернобыль, программа Worm.Explore.Zip и другие вирусы массовой рассылки, распространявшиеся по элек тронной почте. Эти программы нанесли серьезный ущерб персональным компьюте рам во всех странах мира.

На пользователей обрушился вирус, получивший название BubleBoy, которым мож но заразить компьютер, всего лишь открыв свою электронную почту, поскольку он использовал язык описания сценариев Visual Basic. Вирусы по-прежнему остаются самой серьезной проблемой компьютерной защиты.

К середине 2001 года ущерб, нанесенный компьютерными вирусами, измеряется в 10,7 млрд долларов против 17,1 млрд в 2000 году и 12,1 млрд в 1999 году;

По данным аналитиков, ущерб, нанесенный вирусом Code Red, оценивается в 2,6 млрд долларов, причем на работы по восстановлению компьютеров потрачено 1,1 млрд долларов, а на Глава 2. Проблемы защиты информации компенсацию производственных потерь — 1,5 млрд долларов. Вирус Sircam нанес ущерб в размере 1,035 млрд долларов, а вирус Love Bug — 8,7 млрд долларов. И потери от них продолжают расти, а ведь здесь перечислены лишь некоторые из рас пространенных вирусов.

Атаки на отказ от обслуживания обрушиваются на крупнейшие Web-узлы элект ронной коммерции. Они тоже инициированы вредоносным программным обеспечени ем, проникшим в сотни компьютеров, подключенных к Internet, причем владельцы этих систем о том и не подозревали.

Небольшие организации, специалисты и добровольцы предпринимают активные действия, чтобы каталогизировать вредоносное программное обеспечение, рассыла ют предупреждения и предлагают программное обеспечение, способное выявлять та кие программы, определять их местонахождение и уничтожать. Новые вредоносные программы появляются каждый месяц, они создаются подпольными группами про граммистов, стремящихся испортить или украсть информацию, а иногда просто про демонстрировать свое техническое мастерство.

Рассмотрим более подробно, что же собой представляет вредоносное программ ное обеспечение и как оно себя проявляет.

Вирусы Компьютерные вирусы — известный всем вид вредоносного программного обеспе чения. Это программы, обладающие способностью к самовоспроизведению (размно жению) в среде стандартной операционной системы путем включения в исполняемые или хранящиеся программы своей, возможно, модифицированной копии, способной к дальнейшему размножению. Указанное свойство присуще всем типам компьютерных вирусов. Кроме того, термин «способность к самовоспроизведению» надо трактовать широко. Различные экземпляры одного вируса не только не обязаны полностью со впадать, но могут даже не иметь ни одного одинакового байта (речь идет о так называ емых полиморфных вирусах).

Свойство размножения вирусов само по себе, в принципе, не представляет опасно сти;

размножение вирусов может привести, в основном, к заполнению пространства свободной памяти, увеличению хранящихся файлов и замедлению выполнения про грамм.

Но если подобный вирус начнет размножаться по сети, то в один прекрасный день эта сеть может быть полностью заблокирована. Например, в середине января года в сети Internet был обнаружен компьютерный червь, получивший прозвище Нар py99.exe. Он не пытается разрушать файлы на зараженных компьютерах, зато без ве дома жертвы рассылает электронные письма и объявления для телеконференций и способен не только снизить производительность сети, но даже вывести из строя корпоративный сервер электронной почты.

От опасного вируса СШ (Чернобыль), который активи ровался 26 апреля 1999 года, в день тринадцатой годовщины катастрофы на Чернобыльской АЭС, пострадало более 100 тыс. компьютеров только в России. По прогнозам Е. Кас перского, руководителя антивирусного центра «Лаборатория 43ак. - Безвредные Файловые — Неопасные Загрузочные - Опасные Файлово-загрузочные Сетевые — - Очень опасные f Особенности^ алгоритма^ Компаньон - вирусы — Резидентные Нерезидентные Вирусы - черви — Паразитические — Студенческие — Вирусы - невидимки Полиморфик - вирусы Макро - вирусы — Рис. 2.17. Классификация компьютерных вирусов Касперского», основные причины распространения вируса — нелегальное заражен ное программное обеспечение.

Сами механизмы воспроизведения вирусов тоже могут быть весьма разнообразны.

Эти программы незаметно присоединяются к другим исполняемым модулям. Они опас ны тем, что, прежде чем нанести вред, на который они и запрограммированы, копиру ют себя в другие программные файлы. Таким образом, компьютерные вирусы заража ют и воспроизводятся аналогично биологическим.

Считается, что сам термин «компьютерный вирус» впервые употребил сотрудник Лехайского университета (США) Ф. Коэн на конференции по безопасности информа ции в 1984 году. Прошли годы. И что же сегодня представляют собой компьютерные вирусы?

Существует формальная система, позволяющая классифицировать компьютерные ви русы и называть их так, чтобы избежать ситуации, когда один и тот же вирус имеет неузна ваемо разные имена в классификации разных разработчиков антивирусных программ.

Однако еще нельзя говорить о полной унификации имен и характеристик вирусов.

Мы будем исходить из того, что обычному пользователю нет необходимости вни кать во все тонкости функционирования вируса: объекты атаки, способы заражения, осо Глава 2. Проблемы защиты информации бенности проявления и пр. Но желательно знать, какими бывают вирусы, понимать об щую схему их работы. Условно компьютерные вирусы можно подразделить на классы (рис. 2.17). Эта классификация объединяет, естественно, далеко не все возможные виру сы;

в каждой категории встречаются экзотические варианты, которые не названы.

Жизненный цикл компьютерного вируса может включать следующие этапы:

Q внедрение (инфицирование);

Q инкубационный период;

G саморазмножение (репродуцирование);

LJ выполнение специальных функций;

Q проявление.

Данные этапы не являются обязательными и могут иметь другую последователь ность. Особую опасность представляет этап выполнения специальных функций, кото рые могут привести к катастрофическим последствиям.

Компьютерные вирусы могут неограниченное время храниться на дискетах и жес тких дисках, а затем случайно или умышленно инфицировать компьютер при исполь зовании зараженных файлов.

Вирус проникает в компьютер только при выполнении зараженной программы. Но если компьютер уже заражен, то практически любая операция на нем может привести к заражению программ и файлов, находящихся в памяти и на дискетах, вставленных в дисковод.

При наличии в памяти компьютера программы с телом вируса могут заражаться как выполняемые программы, так и хранящиеся на жестком диске и дискетах, а также файлы на дискетах при просмотре их каталогов, то есть происходит внедрение вируса.

Копия вируса вставляется в зараженную программу таким образом, чтобы при за пуске зараженной программы вирус получил управление в первую очередь. Первым и обязательным действием вируса при выполнении инфицированной программы являет ся саморазмножение. Этот этап может длиться вплоть до уничтожения вирусоносите ля. Одновременно с внедрением или после некоторого промежутка времени опреде ленного числа внедренных копий и т. д. вирус приступает к выполнению специальных функций, именуемых еще логическими бомбами, которые вводятся в программное обеспечение и срабатывают только при выполнении определенных условий, напри мер, по совокупности даты и времени, и частично или полностью выводят из строя компьютерную систему.

Не следует думать, что логические бомбы — это экзотика, не свойственная наше му обществу. Логическая бомба, которая срабатывает по достижении определенного момента времени, получила названия временной бомбы. Она «взрывается» неожидан но, разрушая данные.

Кроме того, часть компьютерных вирусов имеет фазу проявления, которая сопро вождается визуальными или звуковыми эффектами. Отдельные вирусы сообщают пользователю о заражении компьютера.

Существует способ внедрения в чужое программное обеспечение, именуемый тро янским конем (Trojan Horse). Конечно, нельзя узнать, что думали жители Трои на другой день после того, как с радостными криками и песнями вкатили в город огром ного деревянного коня — «подарок» от якобы побежденных ахейцев. Так же трудно порой бывает восстановить работоспособность компьютера, по «программному полю» которого «проскачут» такие кони. Действие программ-диверсантов заключается в тай ном введении в атакуемую программу команд, выполняющих функции, не планируе мые владельцем программы, но при этом сохранять и прежнюю работоспособность программы.

С помощью троянских программ преступники, например, отчисляют на свой счет определенную сумму с каждой банковской операции. В США получила распростране ние такая форма компьютерного вандализма, когда «троянский конь» разрушает че рез какое-то время все программы, хранящиеся в памяти компьютера.

Компьютерные программные тексты обычно чрезвычайно сложны. Они состоят из сотен, тысяч, а иногда и миллионов команд. Поэтому «троянский конь» из нескольких десятков команд вряд ли будет обнаружен, если, конечно, нет подозрений относитель но его существования в программе, но даже и, предполагая его наличие, экспертам программистам потребуется много дней и недель, чтобы найти троянца.

Есть еще одна разновидность «троянского коня». Ее особенность состоит в том, что в безобидно выглядящий кусок программы вставляются не команды, выполняю щие «грязную» разрушительную работу, а команды, формирующие такие команды и после выполнения их уничтожающие. В этом случае программисту, пытающемуся найти «троянского коня», необходимо искать не его самого, а команды, его формиру ющие. Развивая эту идею, можно представить себе команды, которые создают другие команды и т. д. (сколь угодно раз), а в итоге, создающие «троянского коня».

Современная техническая литература, посвященная проблемам компьютерных вирусов, изобилует различными терминами, заимствованными из других отраслей на уки и научно-фантастических книг, поэтому очень часто одни и те же вирусы имеют разное название.

Все известные вирусы можно разделить на классы по следующим признакам:

[_1 среда обитания;

О способ заражения среды обитания;

О деструктивная возможность;

О особенности алгоритма вируса.

По среде обитания компьютерные вирусы можно разделить на загрузочные, файло вые, файлово-загрузочные и сетевые.

Загрузочные (бутовые) вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (boot-сек тор) или в сектор, содержащий системный загрузчик винчестера (Master Boot Record).

Часто эти вирусы «всеядны»: они заражают и то, и другое.

Файловые вирусы — в простейшем случае такие вирусы, которые заражают испол няемые файлы. Если с загрузочными вирусами все более или менее ясно, то файловые вирусы — это гораздо менее определенное понятие. Достаточно, к примеру, сказать, что файловый вирус может вообще не модифицировать файл (вирусы-спутники и виру сы семейства Dir). Кроме того, к файловым относятся так называемые macro-вирусы.

О них мы еще поговорим.

Помимо этого, существуют и их сочетания — например, файлово-загрузочные ви русы, заражающие файлы и загрузочные сектора дисков. Такие вирусы, как правило, работают по довольно сложным алгоритмам и часто применяют оригинальные мето ды проникновения в систему. Вирусов этого типа не очень много, но среди них встре чаются чрезвычайно злобные экземпляры (например, известный вирус OneHalf).

Глава 2. Проблемы защиты информации Сетевые вирусы распространяются по компьютерной сети, заражая сотни и тысячи компьютеров. Варианты заражения вирусами представлены на рис. 2.18.

Вирусы могут размешаться в следующих системах и структурах:

О операционной системе, где они «сцепляются» с программами, расположенными в системной части дискеты или жесткого диска;

О библиотеках компиляторов для внедрения в программы, составляемые компи ляторами;

Q сетевых драйверах;

Q «плохих» или специальных секторах жесткого диска;

Q ПЗУ в качестве программно-технической закладки;

G структуре исполняемых программ или файловых программ.

Способ заражения среды обитания подразделяется на резидентный и нерезидентный.

Резидентный вирус при инфицировании компьютера оставляет в оперативной па мяти свою резидентную часть, которая затем перехватывает обращение операцион ной системы к объектам заражения и внедряется в них. Происходит это следующим образом: резидентный вирус запрашивает у системы участок памяти и копирует себя в него. Он перехватывает прерывания, анализирует их и обеспечивает тем самым уп равление процессором компьютера. Если следующим этапом жизненного цикла виру са является инкубационный период, то вирус никак не проявляет себя в течение опре деленного промежутка времени или до достижения определенного числа подходящих объектов заражения. После этого наступает этап размножения. Обнаружив обраще ние к компонентам системы, пригодным для заражения, вирус активизирует процеду ру копирования. Обычно эта процедура предусматривает проверку, не присутствует ли уже в объекте копия вируса (если копия присутствует, то объект уже заражен);

отдельные вирусы проверяют номер версии и заражают объект, если их версия более новая. Если копии вируса нет, то он копируется из памяти в заражаемый объект с модификацией его первой команды. Объектами заражения в этом случае могут быть исполняемые программы на жестком диске и дискетах. Резидентные вирусы находят ся в памяти и активны вплоть до выключения или перезагрузки компьютера.

Многоплатформенный вирус Рассылка писем Запуск зараженного ЕХЁ-файла Рис. 2.18. Варианты заражения вирусами Нерезидентные (транзитные) вирусы не заражают память компьютера и активны ограниченное время. Некоторые вирусы оставляют в оперативной памяти небольшие резидентные программы, которые не распространяют вирус. Такие вирусы тоже счи таются нерезидентными.

Транзитные вирусы не остаются в памяти после выполнения зараженной програм мы. В этом случае вирус перед передачей управления исходной программе ищет еще не зараженный файл, пригодный для внедрения. Тогда выполнение специальных фун кций не всегда следует за этапом саморазмножения, чтобы успеть создать достаточ ное количество своих копий, прежде чем факт заражения будет обнаружен. Поэтому механизм выполнения специальных функций включается достаточно редко и вредные последствия вируса сначала могут быть незаметны. Когда же пользователь заметит изменения в работе компьютера, может оказаться, что вирусом поражены практичес ки все файлы системы.

По деструктивным способностям вирусы можно разделить на:

О безвредные;

Q неопасные;

Q опасные;

Q очень опасные.

Безвредные вирусы только уменьшают объем свободной памяти на диске в резуль тате своего распространения, а больше никак не влияют на работу компьютера.

Влияние неопасных вирусов ограничивается также уменьшением свободной памя ти на диске и дополнительно сопровождается графическими, звуковыми и другими эффектами.

Опасные вирусы приводят к серьезным сбоям в работе компьютера.

В результате работы очень опасных вирусов уничтожаются программы, данные, удаляется необходимая для работы компьютера информация, записанная в системных областях памяти. Особо опасны вирусы, прикрепляемые к объектной библиотеке ка кого-либо компилятора. Такие вирусы автоматически внедряются в любую програм му, работающую с инфицированной библиотекой.

Известные в настоящее время вирусы могут выполнять следующие разрушитель ные функции:

Q изменение данных в файлах;

Q изменение данных, передаваемых через параллельные и последовательные порты;

U изменение назначенного диска (запись информации производится не на диск, указанный пользователем, а на диск, указанный вирусом);

U переименование файлов (не сообщая об этом пользователю);

О форматирование отдельных частей жесткого диска (дискеты) или даже всего диска (дискеты);

О уничтожение каталога диска;

О нарушение работоспособности операционной системы, в результате чего она не воспринимает внешних воздействий пользователя и требует перегрузку;

Q снижение производительности из-за постоянного выполнения паразитных программ;

Q отказ в выполнении определенной функции (например, блокировка клавиатуры, блокировка загрузки программы с защищенной от записи дискеты и т. д.);

Q стирание информации, выводимой на экран дисплея и т. п.;

Глава 2. Проблемы защиты информации Q «мелкие» повреждения данных (например, замена первых байтов каждого блока при записи, замена отдельных символов и т. д.), которые пользователь долго не может обнаружить.

Перечень специальных функций, выполняемых вирусами, практически пополня ется с каждым новым видом вируса. Исследователи различают множество видов ви русов, по механизмам размножения и выполняемым специальным функциям. Среди этих видов существует много вариаций (штаммов), которые являются, как правило, результатом усовершенствования одним программистом вируса, созданного другим.

Обычно легче модифицировать чужую программу, чем создать оригинальную соб ственную.

Но даже если в алгоритме вируса не найдено ветвей, наносящих ущерб системе, этот вирус нельзя с полной уверенностью назвать безвредным, так как проникновение его в компьютер может вызвать непредсказуемые, а порой и катастрофические, по следствия. Ведь в вирусе, как и во всякой программе, встречаются ошибки, в результа те которых могут быть испорчены как файлы, так и сектора дисков. Возможно также «заклинивание» резидентного вируса и системы при работе в новых версиях DOS, в Windows или в других мощных системах.

По особенностям алгоритма функционирования вирусов их можно подразделить на следующие группы:

О компаньон-вирусы (companion);

Q вирусы-черви (worm);

Q паразитические;

О студенческие;

О stealth-вирусы (вирусы-невидимки);

Q полиморфик-вирусы (polymorphic);

Q макро-вирусы.

Компаньон-вирусы (companion) представляют собой программы, не изменяющие файлы. Эти вирусы создают для ЕХЕ-файлов, находящихся в памяти компьютера, фай лы-спутники, имеющие то же самое имя, но с расширением СОМ, например, для фай ла XCOPY.EXE создается файл XCOPY.COM. Вирус записывается в СОМ-файл и ни как не изменяет ЕХЕ-файл. При запуске такого файла DOS первым обнаружит и выполнит СОМ -файл, то есть вирус, который затем запустит и ЕХЕ -файл.

Вирусы-черви распространяются в компьютерных сетях. Они, как и компаньон вирусы, не изменяют файлы или секторы на дисках. Они проникают в память компью тера из компьютерной сети, вычисляют сетевые адреса других компьютеров и рассы лают по этим адресам свои копии. Такие вирусы иногда создают рабочие файлы на дисках системы, но могут вообще не обращаться к ресурсам компьютера (за исключе нием оперативной памяти).

Паразитические вирусы при распространении своих копий обязательно изменяют содержимое дисковых секторов или файлов. К этой группе относятся все вирусы, ко торые не являются вирусами-червями или компаньон-вирусами.

Студенческие вирусы — это крайне примитивные вирусы, часто нерезидентные и содержащие большое число ошибок.

Stealth-вирусы, или вирусы-невидимки, представляют собой весьма совершенные программы, которые перехватывают обращения DOS к пораженным файлам или сек торам дисков и «подставляют» вместо себя незараженные участки информации. Кро ме этого, такие вирусы при обращении к файлам используют достаточно оригиналь ные алгоритмы, позволяющие обманывать резидентные антивирусные программы.

Способов маскировки вирусов существует великое множество, но все они основа ны на перехвате вирусами прерываний BIOS и операционной системы. Перехватив прерывания, вирусы контролируют доступ к зараженным объектам. Например, при просмотре зараженного объекта они могут «подсунуть» вместо него здоровый. Кроме того, вирусы искажают информацию DOS (например, возвращают неверное значения длины файла, скрывая свое присутствие в нем). Для большинства антивирусных про грамм вирусы, использующие стелс-технологию, являются серьезной проблемой.

Полиморфик-вирусы — это достаточно трудно обнаруживаемые вирусы, не имею щие сигнатур, то есть не содержащие ни одного постоянного участка кода. В боль шинстве случаев два образца одного и того же полиморфик-вируса не будут иметь ни одного совпадения. Это достигается шифрованием основного тела вируса и модифика циями программы-расшифровщика.

Вирусы, шифрующие свой код, известны довольно давно. Однако сами процедуры дешифрования достаточно легко выявить, в частности, потому, что далеко не все авто ры вирусов имеют достаточно знаний для написания собственных процедур шифрова ния и дешифрования, поэтому многие вирусы используют для этих целей один и тот же код. Теперь сканеры вирусов ищут определенные процедуры дешифрования. Хотя обнаружение такой процедуры еще ничего не говорит о том, какой именно вирус при сутствует в зашифрованном виде, но уже сигнализирует о наличии вируса.

Поэтому последней уловкой злоумышленников становится полиморфизм. В пре жние времена обнаружение вирусов было простым делом: каждый вирус создавал точ ную копию самого себя при тиражировании и инфицировании новых файлов и загру зочных секторов, поэтому антивирусным программам требовалось только знать последовательность байтов, составляющих вирус. Для каждого вируса специалисты выявляли уникальную последовательность байтов — его сигнатуру. Наличие такой сигнатуры служило высоконадежным индикатором присутствия нежелательного кода, что и заставило авторов вирусов попытаться скрывать любую последовательность байтов, способную выдать присутствие их творений. Они стали делать это посред ствам шифрования вирусов.

Первые полиморфные вирусы Tequila и Maltese Amoeba появились в 1991 году.

Все бы ничего, но в 1992 году автор, известный под псевдонимом Dark Avenger, напи сал своего рода комплект «Сделай сам» для мутационного механизма, который он сделал частью вируса Maltese Amoeba.

До 1992 года вирусописатели старались на самом деле зря. Совершенно ясно, что квалификация профессионалов в сфере антивирусной безопасности никак не ниже их собственной и, следовательно, все их многомесячные усилия стоили в крайнем случае лишних часов работы для специалистов. Ведь все зашифрованные вирусы обязательно содержали некий незашифрованный фрагмент: сам расшифровщик или некоторую его часть, по которым можно было построить сигнатуру данного вируса и затем уже бо роться с ним обычными способами.

Ситуация изменилась, когда были придуманы алгоритмы, позволяющие не только шифровать код вируса, но и менять расшифровщики. Сама постановка такой задачи Глава 2. Проблемы защиты информации вопросов не вызывает: ясно, что можно построить различные расшифровщики. Суть в том, что этот процесс автоматизирован, и каждая новая копия вируса содержит новый расшифровщик, каждый бит которого может отличаться от битов расшифровщика по родившей ее копии.

Некоторые вирусы (например, вирусы семейства Eddie, Murphy) используют часть функций полноценного вируса-невидимки. Обычно они перехватывают функции DOS FindFirst и FindNext и «уменьшают» размер зараженных файлов. Такой вирус невоз можно определить по изменению размеров файлов, если, конечно, он резидентно на ходится в памяти. Программы, которые не используют указанные функции DOS (на пример, Norton Commander), а напрямую обращаются к содержимому секторов, хранящих каталог, показывают правильную длину зараженных файлов.

При инфицировании файла вирус может производить действия, маскирующие и ускоряющие его распространение.

К подобным действиям можно отнести обработку атрибута Read-only, снятие его перед заражением и последующее восстановление этого атрибута. Многие файловые вирусы считывают дату последней модификации файла и восстанавливают ее после заражения. Для маскировки своего распространения некоторые вирусы перехватыва ют прерывание DOS, возникающее при обращении к диску, защищенному от записи, и самостоятельно обрабатывают его. Поэтому среди особенностей алгоритма файлово го вируса можно назвать наличие или отсутствие обработки и скорость его распрост ранения. Скорость распространения файловых вирусов, заражающих файлы только при их запуске на выполнение, будет ниже, чем у вирусов, заражающих файлы при их открытии, переименовании, изменении их атрибутов и т. д. Некоторые вирусы при создании своей копии в оперативной памяти компьютера пытаются занять область памяти с самыми старшими адресами, разрушая временную часть командного интер претатора COMMAND.COM. По окончании работы зараженной программы времен ная часть интерпретатора восстанавливается, при этом происходит открытие файла COMMAND.COM и его заражение, если вирус поражает файлы при их открытии.

Формально macro-вирусы являются файловыми вирусами, заражающими файлы не которых систем обработки документов (например, Word for Windows, Excel for Windows и AmiPro). Указанные системы имеют встроенные макро-языки (Word Basic, Visual Basic).

Эти языки обладают достаточными возможностями, чтобы производить практически все операции, необходимые вирусу. Имеются даже шифрованные и полиморфные macro вирусы. Кроме того, все чаще стали встречаться вирусы, поражающие как документы, так и исполняемые файлы (иногда обычные ЕХЁ-файлы, иногда NewEXE, иногда и те, и другие). Инфицирующая способность таких вирусов крайне велика.

В настоящий момент более 90% macro-вирусов написаны для Word for Windows.

Это без сомнения объясняется тем, что файлы данного текстового процессора факти чески стали стандартом для текстовых документов. Самый первый macro-вирус (Word. Concept) также заражал DOC-файлы.

Большинство макро-вирусов имеют типичную структуру. Они начинаются с авто матически выполняющегося макроса, заражающего глобальный шаблон Normal.dot.

Также в их состав входят некоторые макросы, которые заражают файлы при опреде ленных действиях (File > Save As, File > Save и Tools > Macros). Документы заражают ся при совершении над ними операций, то есть инфицируются уже при открытии.

106.

Макрос — это программа, написанная на некотором языке, обычно используемая для автоматизации определенных процессов внутри приложений. В данном случае разговор пойдет о языках Visual Basic for Applications (VBA) и WordBasic (WB), кото рые применяет Microsoft в своих программах (в частности, Excel, Project и PowerPoint используют язык VBA, a WinWord — WB).

Макрос VBA представляет собой вызываемые процедуры. Они бывают двух типов:

Q процедуры-подпрограммы;

G процедуры-функции.

Процедуры-подпрограммы могут выполняться непосредственно или вызываться из других макросов. Конечно, в документ можно вставить столько макросов, сколько нуж но (или сколько хочется), ограничений на их количество нет. Набор макросов (проце дур-подпрограмм и процедур-функций), входящих в документ, называется модулем VBA.

Язык VBA универсален, и тому есть несколько причин.

1. Этот язык прост в изучении и использовании. Поскольку он является языком визуального программирования, то ориентирован на события, а не на объекты. С его помощью без особых затрат времени очень легко создавать сложные модули.

2. Можно использовать большое количество предопределенных функций, облегча ющих работу.

3. Имеются функции (или макросы), выполняющиеся автоматически, за счет чего упрощается написание процедур автокопирования и занесения в память, используе мых стандартными DOS-вирусами.

Существуют функции, единые для всех версий языка VBA вне зависимости от ис пользуемого языка (английского, русского, испанского и т. д.). Таких специальных макросов 5, все они выполняются автоматически:

О AutoExec— активизируется при загрузке текстового процессора, но только в том случае, если он сохранен в шаблоне Normal, dot или в каталоге стандартных приложений;

G AutoNew — активизируется при создании нового документа;

Q AutoOpen — активизируется при открытии существующего документа;

О AutoClose — активизируется при закрытии документа;

G AutoExit — активизируется при выходе из текстового процессора.

Процедура SaveAs использует технологию, во многом схожую с процедурой AutoExec. Она копирует макро-вирус в активный документ при его сохранении через команду File > SaveAs.

Существует несколько способов скрыть вирус или сделать его более эффективным.

Например, можно создать специальный макрос, прячущий вирус, если меню Tools > Macro открывается для просмотра.

Макро-вирусы также могут включать внешние процедуры. Например, вирус Nuclear пытается откомпилировать и запустить внешний файл-разносчик вируса, некоторые троянские макросы форматируют винчестер при открытии документа.

Рассмотрим несколько подробнее, как действуют наиболее распространенные ви русы, их особенности, способы внедрения и осуществления разрушительных воздей ствий.

Начнем с вирусов, поражающих файлы с расширением СОМ (СОМ-файлы). Суще ствует несколько способов внедрения таких вирусов.

Глава 2. Проблемы защиты информации Структура стандартного СОМ-файла (программы) предельно проста. Он содер жит только код и данные программы, не имея даже заголовка. В начале СОМ-файла обычно находится команда безусловного перехода JMP, состоящая из трех байт. Бла годаря простому строению СОМ-файла в него очень просто добавить тело вируса и затем указать его адрес в команде JMP.

После старта вирус ищет в текущем каталоге СОМ-файлы. После нахождения нуж ного файла тело вируса добавляется в конец этого файла, туда же переносится ориги нальный адрес перехода по JMP, на место которого записывается адрес команды JMP для безусловного перехода на тело вируса.

После загрузки зараженного файла управление получает вирус. Закончив работу, он восстанавливает оригинальный адрес безусловного перехода JMP и передает уп равление программе, как это показано на рис. 2.19.

После того как вирус закончит свою работу, он восстанавливает в исходное состояние первые три байта программы (в памяти компьютера) и передает управление на начало программы. Далее, при запуске зараженного файла, управление сначала получает вирус, и только затем — исходная программа. Благодаря такой схеме работы рассматриваемый вирус может спокойно существовать, будучи «выпущенным на волю» один раз.

Кроме такого способа внедрения, существуют и другие способы внедрения СОМ вирусов. Рассмотрим два варианта внедрения СОМ-вируса в начало файла:

1. Чтобы освободить место для себя, вирус переписывает начало программы в ко нец файла. После этого тело вируса записывается в начало файла, а небольшая его часть, обеспечивающая перенос вытесненного фрагмента программы, — в конец фай ла. При восстановлении первоначального вида программы тело вируса будет затерто, поэтому код вируса, восстанавливающий программу, должен находиться в безопас ном месте, отдельно от основного тела вируса. Схема этого способа внедрения изоб ражена на рис. 2.20.

При загрузке файла, зараженного таким способом, управление получит вирус (так как он находится в начале файла). По окончании работы вирус передает управление коду, переносящему вытесненную часть программы на прежнее место. После восста новления (в памяти, не в файле) первоначального вида программы, она запускается.

JMP | ПРОГРАММА | ВИРУС |JMP| Вирус получает управление i t JMP ПРОГРАММА JMP Отработав, вирус передает JMP | ПРОГРАММА | ВИРУС IJMPI —т—'-——'-1-'- управление в начало программы JMP - команда безусловного перехода Рис. 2.19. Внедрение comcom-вируса в конец файла и его работа Начало программы ПРОГРАММА переписывается в конец файла, Начало i Основная часть освобождая место для вируса Свободное ПРОГРАММА ПРОГРАММА место Основная часть Начало Тело вируса записывается в начало файла, а часть вируса, обеспечивающая восстановление программы - в конец ВИРУС ПРОГРАММА ПРОГРАММА ВИРУС Основная часть Начало Конец Отработав, вирус передает ПРОГРАММА ПРОГРАММА ВИРУС управление своему коду ВИРУС Основная часть Начало Конец в конце программы Восстанавливается ПРОГРАММА ПРОГРАММА ВИРУС первоначальный ВИРУС Основная часть Начало Конец вид программы L После восстановления ПРОГРАММА ВИРУС вирус запускает программу Начало > Основная часть Конец т Рис. 2.20. Внедрение и работа corn-вируса, дописывающего свою часть в конец файла 2. Второй вариант отличается от первого тем, что вирус, освобождая для себя мес то, сдвигает все тело программы, а не переносит ее часть в конец файла. Этот способ внедрения и схема работы вируса изображены на рис. 2.21.

После запуска зараженной программы, как и в предыдущем случае, управление получает вирус. Дальнейшая работа вируса отличается только тем, что часть вируса, восстанавливающая первоначальный вид программы, переносит все тело программы, а не только вытесненную часть Кроме указанных, существуют вирусы, не дописывающие часть своего тела в конец файла. К примеру, вирус может внедряться в середину файла. В этом случае алгоритм работы вируса является смесью алгоритмов, рассмотренных выше.

СОМ-файлы (небольшие программы, написанные, в основном, на языке Assembler) со временем устаревают, поэтому им на смену пришли пугающие своими размерами ЕХЕ-файлы. Появились и вирусы, умеющие эти файлы заражать.

По особенностям алгоритма, ЕХЕ-вирусы условно можно разделить на следующие группы:

Глава 2. Проблемы защиты информации Q вирусы, замещающие программный код (Overwrite);

G вирусы-спутники (Companion);

О вирусы, внедряющиеся в программу (Parasitic).

Вирусы, замещающие программный код, уже стали раритетом: фактически вирусы дан ного вида давно мертвы. Изредка появляются еще такие вирусы, созданные на языке Assembler, но это, скорее, соревнование в написании самого маленького overwrite-вируса.

Главный их недостаток — слишком грубая работа. Инфицированные ими программы не исполняются, так как вирус записывается поверх программного кода, не сохраняя его.

При запуске вирус ищет очередную жертву (или жертвы), открывает найденный файл для редактирования и записывает свое тело в начало программы, не сохраняя оригинальный код. Инфицированные этими вирусами программы лечению не подлежат.

Вирусы-спутники получили такое название из-за алгоритма их размножения: для каждого инфицированного файла создается файл-спутник. Рассмотрим более подроб но два типа вирусов этой группы, отличающихся методом заражения файлов:

Q путем создания СОМ-файла спутника;

Q путем переименования ЕХЕ-файла.

Инфицирование методом создания СОМ-файла спутника заключается в том, что бы, не трогая файл (ЕХЕ-программу), создать свою — СОМ-файл с именем ЕХЕ-про Тело программы сдвигается ПРОГРАММА ближе к концу файла, освобождая место для вируса Тело вируса записывается Свободное в начало файла, а часть вируса, ПРОГРАММА место обеспечивающая восстановление программы - в конец ВИРУС ВИРУС ПРОГРАММА Конец Отработав, вирус передает ВИРУС ПРОГРАММА управление своему коду ВИРУС Конец в конце программы.

I t Восстанавливается первоначальный ВИРУС вид программы - тело программы ПРОГРАММА ВИРУС Конец сдвигается к адресу 01 ООН.

л ВИРУС После восстановления ПРОГРАММА вирус запускает программу Конец J Рис. 2.21. Внедрение и работа corn-вируса, сдвигающего программу граммы. Алгоритм работы такого вируса предельно прост, так как не нужны лишние действия: например, сохранение в теле вируса размера откомпилированного ЕХЕ-файла с вирусным кодом, считывание в буфер тела вируса, запуск файла, из которого вирус получил управление. Незачем даже хранить метку для определения инфицирования файла.

Для каждого инфицируемого ЕХЕ-файла в том же каталоге создается файл с вирус ным кодом, имеющий такое же имя, что и ЕХЕ-файл, но с расширением СОМ. Вирус активируется, если при запуске программы в командной строке указано только имя исполняемого файла, без расширения. Дело в том, что DOS сначала ищет в текущем каталоге файл СОФАЙЛ с заданным именем. Если СОМ-файл с таким именем не най ден, отыскивается одноименный ЕХЕ-файл. Если и он не найден, DOS попробует об наружить файл с расширением ВАТ (командный). В случае отсутствия в текущем каталоге исполняемого файла с указанным именем поиск ведется во всех каталогах.

Другими словами, когда пользователь хочет запустить программу и набирает в команд ной строке только ее имя (обычно так все и делают), первым управление получает вирус, код которого находится в СОМ-файле. Он создает СОМ-файл еще к одному или нескольким ЕХЕ-файлам (распространяется), а затем исполняет ЕХЕ-файл с име нем, указанным в командной строке. Пользователь же думает, что работает только запущенная ЕХЕ-программа. Вирус-спутник обезвредить довольно просто — доста точно удалить СОМ-файл.

Инфицирование методом переименования ЕХЕ-файла несколько совершеннее пре дыдущего, т. к. для излечения от такого вируса нужно не просто удалить СОМ-файл с кодом вируса, а разыскать имя переименованного ЕХЕ-файла, содержащего инфици рованную программу. Что же происходит?

Имя инфицируемого ЕХЕ-файла остается прежним, а расширение заменяется каким-либо другим, отличным от исполняемого (COM, EXE, BAT, DAT, OVL и др.).

Затем на место ЕХЕ-файла копируется вирусный код. При запуске такой инфици рованной программы управление получает вирусный код, находящийся в ЕХЕ-фай ле. Инфицировав еще один или несколько ЕХЕ-файлов таким же образом, вирус возвращает оригинальному файлу исполняемое расширение (но не EXE, a COM, поскольку ЕХЕ-файл с таким именем занят вирусом), после чего исполняет его.

Когда работа инфицированной программы закончена, ее запускаемому файлу воз вращается расширение неисполняемого. Лечение файлов, зараженных вирусом этого типа, может быть затруднено, если вирус-спутник шифрует часть или все тело инфицируемого файла, а непосредственно перед исполнением его расшифро вывает.

Вирусы, внедряющиеся в программу (Parasitic), — самые незаметные. Их код запи сывается в программы, что существенно затрудняет лечение зараженных файлов и дает этому вирусу много преимуществ перед всеми вышеописанными вирусами: на диске не появляются лишние файлы, нет забот с копированием и переименованием файлов. Рассмотрим методы внедрения ЕХЕ-вирусов в ЕХЕ-файл. Эти вирусы услов но можно разделить на три категории, использующие:

О стандартное заражение ЕХЕ -файлов;

Q сдвиг;

Q перенос.

Глава 2. Проблемы защиты информации При стандартном заражении вирус внедряется в конец файла, изменяет заголовок так, чтобы после загрузки файла управление получил вирус. Действие такого вируса мало чем отличается от действия СОМ-вируса. Оно похоже на заражение СОМ-фай лов, но вместо задания в коде перехода в начало вируса корректируется собственно адрес точки запуска программы. После окончания работы вирус берет из сохраненно го заголовка оригинальный адрес запуска программы, прибавляет к его сегментному компоненту значение регистра DS или ES (полученное при старте вируса) и передает управление на полученный адрес.

Внедрение вируса способом сдвига основано на размещении вируса в начале файла со сдвигом кода программы. Механизм заражения такой: тело инфицируемой програм мы считывается в память, на ее место записывается код вируса, а на место последнего — код инфицируемой программы. Таким образом, код программы как бы «сдвигается» в файле на длину кода вируса. Отсюда и название способа — «способ сдвига». При за пуске инфицированного файла вирус заражает еще один или несколько файлов. После этого он считывает в память код программы, записывает его в специально созданный на диске временный файл с расширением исполняемого файла (СОМ или ЕХЕ), и затем исполняет этот файл. Когда программа заканчивает работу, временный файл удаляется. Если при создании вируса не применялось дополнительных приемов защи ты, то вылечить инфицированный файл очень просто. Для этого достаточно удалить код вируса в начале файла и программа снова будет работоспособной. Недостаток это го метода заключается в том, что нужно считывать в память весь код инфицируемой программы.

Способ заражения файлов методом переноса — самый совершенный из всех пере численных. Вирусы, использующие для внедрения перенос, размножаются следую щим образом. Из инфицируемой программы от начала файла считывается часть кода, по размеру равная длине вируса. На освободившееся место вписывается вирус, а ори гинальное начало программы переносится в конец файла. Отсюда и название метода.

После того как вирус инфицировал один или несколько файлов, он выполняет про грамму, из которой запустился. Для этого он считывает начало инфицированной про граммы, сохраненное в конце файла, и записывает его в начало файла, восстанавливая работоспособность программы. Затем вирус удаляет код начала программы из конца файла, восстанавливая оригинальную длину файла, и исполняет программу. После завершения программы вирус вновь записывает свой код в начало файла, а оригиналь ное начало программы — в конец. Этим методом могут быть инфицированы даже ан тивирусы, которые проверяют свой код на целостность, так как запускаемая вирусом программа имеет точно такой же код, как и до заражения.

Есть и другие варианты. Иногда, например, начало программы записывается в се редину файла, а середина переносится в конец, чтобы еще сильнее все запутать. Пре имущество данного метода над другими состоит в том, что инфицированная програм ма исполняется в том же виде, в каком она была до заражения: из файла с тем же именем и расширением, то есть программы, проверяющие себя на предмет заражения, не замечают вируса.

Недостаток данного метода проявляется при сбоях в работе компьютера. Если при исполнении инфицированной программы компьютер зависнет или произойдет пере загрузка системы, инфицированная программа окажется «чистой», без вируса.

Шпионские программные закладки Главным условием правильного функционирования любой компьютерной системы является обеспечение защиты от вмешательства в процесс обработки информации тех программ, присутствие которых в компьютерной системе не обязательно.

По мере развития средств защиты компьютерных систем совершенствуются и сред ства нападения на них. Одной из самых больших угроз для этих систем является атака посредством использования программных закладок.

Программная закладка — это программа, скрытно внедренная в защищенную сис тему (или дописанный фрагмент пользовательской программы), позволяющая зло умышленнику путем модификации свойств системы защиты осуществлять несанкцио нированный доступ к ресурсам системы (в частности, к конфиденциальной информации). Если программная закладка написана грамотно, то после внедрения в систему обнаружить ее стандартными средствами администрирования практически не возможно, она может функционировать неограниченно долгое время, и злоумышлен ник, внедривший закладку, имеет практически неограниченный доступ к системным ресурсам. Деструктивные действия, осуществляемые программными закладками, пред ставлены на рис. 2.22.

Опасность программных закладок заключается в том, что они, являясь частью за щищенной системы, способны принимать активные меры для маскировки своего при сутствия в системе. При внедрении закладки в защищенной системе создается скры тый канал информационного обмена, который, как правило, остается незамеченным администратором системы в течение длительного времени. Практически все извест ные программные закладки, применявшиеся в разное время различными злоумыш ленниками, были выявлены либо из-за ошибок, допущенных при программировании закладки, либо чисто случайно.

Перспективным направлением является внедрение программных закладок. Их за дачей может быть получение информации о паролях, кодовых комбинациях, обраба тываемых данных, а также передача собранных сведений по заданному адресу в сети или по электронной почте. Эта угроза быстро может стать реальностью благодаря возможности «доставки» подобных программ в требуемый компьютер. Собственно, способы те же, что и для компьютерных вирусов, да и сами закладки, по существу, являются вирусами. Классификация программных закладок в соответствии с метода ми их внедрения в компьютерную сеть представлена на рис. 2.23.

Известны основные механизмы проникновения закладок:

О непосредственное подключение;

G косвенное подключение.

Непосредственное подключение — передача вирусов через средства обмена, используемые в атакуемой системе. Внедре ние закладок производится через наименее защищенные узлы системы либо установкой зараженного программного обеспече S НИШ ния.

Косвенное подключение — это проникновение в систему че рез подсистемы, не служащие ее основному предназначению (электропитание, стабилизация и т. д.). Один из приемов — вне Глава 2. Проблемы защиты информации дрение вирусов путем подачи Шпионские электромагнитных импульсов в действия программных схему питания. Над этим работа закладок ют японцы и американцы.

Эксперты отмечают, что про граммные закладки можно доста- Навязываение Копирование точно эффективно применять в определенных информации военных целях как активный эле- режимов пользователя работы мент информационно-кибернети ческого противодействия. При этом они подчеркивают, что чем выше степень компьютеризации Изменение алгоритмов ункционирования систем военного назначения, тем программ работы сети больше вероятность появления закладок. По мнению западных Рис. 2.22. Деструктивные действия, специалистов, программная зак осуществляемые программными закладками ладка может быть реализована в виде нескольких команд и иметь сложный механизм активизации,.настроенный на условия реального боевого приме нения системы информационного оружия либо на строго определенную комбинацию входных данных. Закладка может быть включена в состав как общего программного обеспечения вычислительной установки, так и специальных (прикладных) программ ных средств.

Программные закладки разделяются на автоматические и управляемые. Первые, как правило, заранее настроены (прямо или косвенно) на условия реального боевого применения систем информационного оружия либо боевого управления, а вторые ак тивизируются извне (например, посредством «электронной закладки»). Обнаружить программную закладку сложно, так как она может быть замаскирована.

В иностранной прессе в качестве иллюстрации такой ситуации приводится воен ный конфликт в Персидском заливе. Система ПВО Ирака оказалась заблокированной по неизвестной причине во время проведения операции «Буря в пустыне». В результа те иракская сторона была вынуждена оставить без ответа бомбовые удары по своей территории. Несмотря на отсутствие исчерпывающей информации, многие иностран ные специалисты высказывают предположение, что закупленные Ираком у Франции ЭВМ, входящие в комплекс технических средств системы ПВО, содержали специаль ные управляемые электронные закладки, блокировавшие работу вычислительной сис темы. Если они правильно оценивают события, это означает, что начался такой этап, когда при ведении боевых действий появилась возможность применять новое элект ронно-информационное оружие.

Шпионские программные закладки могут выполнять хотя бы одно из перечислен ных ниже действий:

Q вносить произвольные искажения в коды программ, находящихся в оперативной памяти компьютера (программная закладка первого типа);

Q переносить данные из одних областей оперативной или внешней памяти компь ютера в другие (программная закладка второго типа);

Программно аппаратные программных закладок Замаскированные] Рис. 2.23. Виды программные/ закладки, классифицированныеок по методу их внедрения в сеть U искажать информацию, выводимую на внешние устройства или в канал связи, полученную в результате работы других программ (программная закладка тре тьего типа).

Программные закладки можно классифицировать и по методу их внедрения в ком пьютерную систему:

Q программно-аппаратные закладки, ассоциированные с аппаратными средствами компьютера (их средой обитания, как правило, является BIOS — набор про грамм, записанных в виде машинного кода в ПЗУ);

Q загрузочные закладки, связанные с программами начальной загрузки, которые располагаются в загрузочных секторах (из этих секторов в процессе выполне ния начальной загрузки компьютер считывает программу, берущую на себя уп равление для последующей загрузки самой операционной системы);

Q драйверные закладки, ассоциированные с драйверами (файлами, в которых со держится информация, необходимая операционной системе для управления под ключенными к компьютеру периферийными устройствами);

Q прикладные закладки в прикладном программном обеспечении общего назначе ния (текстовые редакторы, утилиты, антивирусные мониторы и программные оболочки);

О исполняемые закладки в исполняемых программных модулях, содержащих ее код (чаще всего эти модули представляют собой пакетные файлы, т. е. файлы, которые состоят из команд операционной системы, выполняемых одна за од ной, как если бы их набирали на клавиатуре компьютера);

Q закладки-имитаторы, интерфейс которых совпадает с интерфейсом некоторых служебных программ, требующих ввести конфиденциальную информацию (па роль, криптографический ключ, номер кредитной карточки);

О замаскированные закладки, которые маскируются под программные средства оптимизации работы компьютера (файловые архиваторы, дисковые дефрагмен таторы) или под программы игрового и развлекательного назначения.

Глава 2. Проблемы защиты информации Все программные закладки (независимо от их назначения, метода внедрения в ком пьютерную систему, а также срока пребывания в оперативной памяти) имеют одну важную особенность: они обязательно выполняют операцию записи в оперативную или внешнюю память системы. Если бы они не делали этого, то не могли бы оказать никакого негативного влияния. Ясно, что для целенаправленного воздействия заклад ка должна выполнять и операцию чтения, иначе в ней может быть реализована только функция разрушения (например, удаление или замена информации в определенных секторах жесткого диска).

С учетом замечания о том, что программная закладка должна быть обязательно загружена в оперативную память компьютера, можно подразделить закладки на:

Q резидентные;

U нерезидентные.

Резидентные закладки находятся в оперативной памяти постоянно, начиная с неко торого момента и до окончания сеанса работы компьютера, т. е. до его перезагрузки или до выключения питания.

Нерезидентные закладки попадают в оперативную память компьютера аналогично резидентным, однако, в отличие от резидентных, выгружаются по истечении некото рого времени или при выполнении каких-либо условий.

Иногда сам пользователь провоцирует запуск исполняемого файла, содержащего код программной закладки. Известен такой случай. Среди пользователей свободно распространялся набор из архивированных файлов. Для извлечения файлов из него требовалось вызвать специальную утилиту, которая запускается после указания ее имени в командной строке. Однако мало кто из пользователей замечал, что в получен ном наборе файлов уже имелась программа с таким же именем и что запускалась именно она. Кроме разархивирования файлов, эта программная закладка дополнительно про изводила действия негативного характера.

Среди программистов популярны пословицы: «Каждая последняя ошибка в про грамме на самом деле является предпоследней» и «Если программа работает без оши бок, это — Hello world (простейшая программа, с которой начинается большинство учебников программирования)». Предполагать, что программное обеспечение систе мы защиты не содержит ошибок, наивно: ошибки, позволяющие злоумышленникам осуществлять НСД к ресурсам системы, время от времени обнаруживаются практи чески во всех системах защиты. И если такая ошибка в системе присутствует, зло умышленник может использовать ее для внедрения программной закладки. Известно множество примеров использования злоумышленниками подобных ошибок, в том числе и для внедрения программных закладок.

Даже если программное обеспечение системы защиты не содержит ошибок (что маловероятно), имеется реальная возможность внедрения программной закладки из за неправильного проведения политики безопасности.

На самом деле указанный в сертификате класс защиты говорит всего лишь о верх нем уровне защищенности программ и данных. Даже если система защиты сертифи цирована по некоторому классу, это вовсе не означает, что она надежно защищена от программных закладок. Практически все конфигурации защищенных компьютер ных систем, реально используемые на практике, уязвимы для программных закла док.

Среди не очень опытных сетевых администраторов распространено мнение, что программные закладки опасны только для тех систем, в которых либо программное обеспечение содержит грубые ошибки, либо администраторы не способны поддержи вать необходимую политику безопасности, которая включает в себя реализацию на дежной защиты системы от НСД, в том числе к тем ее элементам, доступ к которым необходим для внедрения программной закладки. При этом считается, что если в орга низации используются только сертифицированные средства защиты и ее администра торы обладают высокой квалификацией, для сети этой организации программные зак ладки не представляют угрозы. Другими словами, если защитой информации занимаются умные люди, то закладок бояться нечего.

Но даже высококвалифицированные администраторы системы, как и все люди, иног да совершают ошибки, и хотя ошибки достаточно быстро обнаруживаются и устраня ются, для того чтобы программная закладка внедрилась в систему, бывает достаточно и 5—10 мин.

Чтобы программная закладка могла что-нибудь сделать с другими программами или с данными, процессор должен приступить к исполнению команд, входящих в со став кода программной закладки. Это возможно только при одновременном соблюде нии следующих условий:

О программная закладка должна попасть в оперативную память компьютера (если закладка относится к первому типу, то она должна быть загружена до начала работы программы, являющейся целью воздействия закладки, или во время ра боты этой программы);

Q работа закладки, находящейся в оперативной памяти, начинается при выполне нии активизирующих условий.

Существуют три основные группы деструктивных воздействий программных зак ладок:

Q копирование информации (паролей, криптографических ключей, кодов доступа, конфиденциальных электронных документов), находящейся в оперативной или внешней памяти данной системы либо в памяти другой компьютерной системы, подключенной к ней через локальную или глобальную компьютерную сеть;

Q изменение алгоритмов функционирования системных, прикладных и служеб ных программ (например, внесение изменений в программу разграничения дос тупа может привести к тому, что она разрешит вход в систему всем без исклю чения пользователям вне зависимости от правильности введенного пароля);

Q навязывание определенных режимов работы (например, блокирование записи на диск при удалении информации, при этом информация, которую требуется удалить, не уничтожается и может быть впоследствии скопирована хакером).

Можно выделить следующие характерные модели воздействия программных зак ладок на компьютерную сеть:

Q перехват (перехватчики паролей, клавиатурные шпионы и т. д.);

Q искажение;

О уборка мусора;

Q наблюдение и компрометация.

Обобщенная модель воздействия программных закладок на компьютерную сеть представлена на рис. 2.24.

Глава 2. Проблемы защиты информации В модели «перехват» программная закладка внедряется в ПЗУ, системное или при кладное программное обеспечение и сохраняет всю или выбранную информацию, вво димую с внешних устройств компьютерной системы или выводимую на эти устрой ства, в скрытой области памяти локальной или удаленной компьютерной системы.

Объектом сохранения, например, могут служить символы, введенные с клавиатуры (все повторяемые два раза последовательности символов), или документы, распечаты ваемые на принтере.

Данная модель может быть двухступенчатой. На первом этапе сохраняются толь ко имена или начала файлов. На втором этапе злоумышленник анализирует накоплен ные данные и выбирает конкретные объекты для следующей атаки.

В этой модели используются наиболее распространенные программные закладки, перехватывающие пароли пользователей операционных систем — перехватчики па ролей. Перехватчики паролей были разработаны для операционных систем OS/370, MS DOS, Windows и UNIX. Внедренный в систему перехватчик паролей получает доступ к паролям, вводимым пользователями при входе в систему. Перехватив оче редной пароль, закладка записывает его в специальный файл или в любое другое мес то, доступное злоумышленнику, внедрившему закладку. Все перехватчики паролей можно подразделить на три основных вида.

Перехватчики паролей первого вида действуют по следующему алгоритму. Зло умышленник запускает программу, которая имитирует приглашение для входа в сис тему, и ждет ввода. Когда пользователь вводит имя и пароль, закладка сохраняет их в доступном злоумышленнику месте, после чего ее работа завершается и злоумышлен ник выходит из системы (из большинства операционных систем можно выйти про граммным путем). По окончании работы закладки на экране появляется настоящее приглашение для входа пользователя в систему.

Пользователь, ставший жертвой закладки, видит, что он не вошел в систему, и что ему снова предлагается ввести имя и пароль. Пользователь предполагает, что при вво де пароля произошла ошибка, и вводит имя и пароль повторно. Он входит в систему и работает нормально. Некоторые закладки, функционирующие по данной схеме, перед завершением работы выдают на экран правдоподобное сообщение об ошибке, например: «Пароль введен неправильно.

Попробуйте еще раз».

Основным достоинством этого клас са перехватчиков паролей является то, что написание подобной программной закладки не требует от злоумышленника никакой специальной квалификации. Лю бой пользователь, умеющий программи ровать хотя бы на языке BASIC, может написать такую программу за считанные часы. Единственная проблема, которая может здесь возникнуть, заключается в программной реализации выхода пользо- рис 2^ Модель воздействия программных вателя из системы. Однако соответству- закладок на компьютерную сеть ющий системный вызов документирован для всех многопользовательских операцион ных систем. Если злоумышленник не поленится внимательно изучить документацию по операционной системе, то он решит данную проблему очень быстро.

Перехватчики паролей второго рода перехватывают все данные, вводимые с клави атуры. Простейшие программные закладки этого типа просто сбрасывают данные на жесткий диск или в любое другое место, доступное злоумышленнику.

Такие программы еще называются клавиатурными шпионами. В специальном тек стовом файле они запоминают, какие клавиши были нажаты в ваше отсутствие. Текст, набранный на компьютере, в каком-нибудь бизнес-центре или Internet-кафе, может без особых проблем стать достоянием владельца такого компьютера. Подобные програм мы разработаны для разных операционных систем, они могут автоматически загру жаться при включении компьютера и маскируются под резидентные антивирусы или еще что-нибудь полезное.

Более совершенные закладки анализируют перехваченные данные и отсеивают информацию, заведомо не имеющую отношения к паролям. Несколько таких закладок было написано в разное время для операционной системы MS DOS.

Эти закладки представляют собой резидентные программы, перехватывающие одно или несколько прерываний процессора, имеющих отношение к работе с клавиатурой.

Информация о нажатой клавише и введенном символе, возвращаемая этими прерыва ниями, используется закладками для своих целей.

Любой русификатор клавиатуры, работающий в среде Windows, перехватывает всю информацию, вводимую пользователем с клавиатуры, в том числе и пароли. Не сложно написать русификатор так, чтобы он, помимо своих основных функций, вы полнял бы и функции перехватчика паролей. Написать программу локализации кла виатуры достаточно просто. Можно встроить перехватчик паролей в цепочку фильтров перед русификатором или после него, так что вся информация, вводимая с клавиатуры, проходит и через русификатор, и через перехватчик паролей. В этом случае задача написания программной закладки, перехватывающей пароли пользо вателей Windows, становится настолько простой, что не требуется специальная ква лификация.

Если операционная система допускает переключение раскладки клавиатуры при вводе пароля, то для этой операционной системы можно написать перехватчик паро лей второго рода.

К перехватчикам паролей третьего рода относятся программные закладки, полно стью или частично подменяющие собой подсистему аутентификации операционной системы. Поскольку задача создания такой программной закладки гораздо сложнее, чем создание перехватчика паролей первого или второго рода, этот класс программ ных закладок появился совсем недавно.

Перехватчик паролей третьего рода может быть написан для любой многопользо вательской операционной системы. Сложность создания такого перехватчика паролей зависит от сложности алгоритмов, реализуемых подсистемой аутентификации, слож ности интерфейса между ее отдельными модулями, а также от степени документиро ванное™ подсистемы аутентификации операционной системы.

В модели «искажение» программная закладка изменяет информацию, которая за писывается в память компьютерной системы в результате работы программ, либо по Глава 2. Проблемы защиты информации давляет/инициирует возникновение ошибочных ситуаций в компьютерной системе.

Можно выделить два типа искажений, использующих данную модель:

Q статическое;

О динамическое.

Статическое искажение происходит всего один раз. При этом модифицируются параметры программной среды компьютерной системы, чтобы впоследствии в ней выполнялись нужные злоумышленнику действия. К статическому искажению отно сится, например, внесение изменений в файл AUTOEXEC.BAT операционной систе мы Windows 95/98, которые приводят к запуску заданной программы, прежде чем бу дут запущены все другие, перечисленные в этом файле.

Специалистам российского Федерального агентства правительственной связи и информации (ФАПСИ), например, удалось выявить при анализе одной из отечествен ных систем цифровой подписи интересное статистическое искажение. Злоумышлен ник (сотрудник отдела информации финансовой организации, в которой была внедре на данная система) исправил в ЕХЕ-модуле программы проверки правильности цифровой подписи символьную строку «ПОДПИСЬ НЕКОРРЕКТНА» на символь ную строку «ПОДПИСЬ КОРРЕКТНА». В результате вообще перестали фиксироваться документы с неверными цифровыми подписями, и, следовательно, в электронные до кументы стало можно вносить произвольные изменения уже после их подписания элек тронной цифровой подписью.

Динамическое искажение заключается в изменении каких-либо параметров систем ных или прикладных процессов при помощи заранее активизированных закладок. Ди намическое искажение можно условно разделить так:

Q искажение на входе (когда на обработку попадает уже искаженный документ);

Q искажение на выходе (когда искажается информация, отображаемая для воспри ятия человеком или предназначенная для работы других программ).

Практика применения цифровой подписи в системах автоматизированного доку ментооборота показала, что именно программная реализация цифровой подписи осо бенно подвержена влиянию программных закладок типа «динамическое искажение», которые позволяют проводить фальшивые финансовые документы и вмешиваться в процесс разрешения споров по фактам неправомерного применения цифровой подпи си. Например, в одной из программных реализаций широко известной криптосистемы PGP электронный документ, под которым требовалось поставить цифровую подпись, считывался блоками по 512 байт, причем процесс считывания считался завершенным, если в блоке данные занимали меньше 512 байт. Работа одной программной закладки, выявленной специалистами ФАПСИ, основывалась на навязывании длины файла. Эта закладка позволяла считывать только первые 512 байт документа, и в результате циф ровая подпись определялась на основе этих 512 байт. Такая же схема действовала и при проверке поставленной под документом цифровой подписи. Следовательно, ос тавшаяся часть этого документа могла быть произвольным образом искажена, и циф ровая подпись под ним продолжала оставаться «корректной».

Существуют следующие основные способы воздействия программных закладок на цифровую подпись:

U искажение входной информации (изменяется поступающий на подпись элект ронный документ);

О искажение результата проверки истинности цифровой подписи (вне зависимости от результатов работы программы цифровая подпись объявляется подлинной);

Q навязывание длины электронного документа (программе цифровой подписи предъявляется документ меньшей длины, чем на самом деле, и в результате циф ровая подпись ставится только под частью исходного документа);

Q искажение программы цифровой подписи (вносятся изменения в исполняемый код программы с целью модификации алгоритма).

В рамках модели «искажение» также реализуются программные закладки, действие которых основывается на инициировании или подавлении сигнала о возникновении ошибочных ситуаций в компьютерной системе, т. е. тех, которые приводят к отлично му от нормального завершению исполняемой программы (предписанного соответству ющей документацией).

Для инициирования статической ошибки на устройствах хранения информации создается область, при обращении к которой (чтение, запись, форматирование и т. п.) возникает ошибка, что может затруднить или блокировать некоторые нежелатель ные для злоумышленника действия системных или прикладных программ (напри мер, не позволять корректно уничтожить конфиденциальную информацию на жест ком диске).

При инициировании динамической ошибки для некоторой операции генерируется ложная ошибка из числа тех ошибок, которые могут возникать при выполнении дан ной операции. Например, для блокирования приема или передачи информации в ком пьютерной системе может постоянно инициироваться ошибочная ситуация «МОДЕМ ЗАНЯТ». Или при прочтении первого блока информации длиной 512 байт может уста навливаться соответствующий флажок для того, чтобы не допустить прочтения второ го и последующих блоков и в итоге подделать цифровую подпись.

Чтобы маскировать ошибочные ситуации, злоумышленники обычно используют подавление статической или динамической ошибки. Целью такого подавления часто является стремление блокировать нормальное функционирование компьютерной сис темы или желание заставить ее неправильно работать. Чрезвычайно важно, чтобы ком пьютерная система адекватно реагировала на возникновение всех без исключения ошибочных ситуаций, поскольку отсутствие должной реакции на любую ошибку эк вивалентно ее подавлению и может быть использовано злоумышленником.

Известен случай успешной атаки пары аргентинских самолетов-торпедоносцев на английский эсминец «Шеффилд», закончившейся нанесением серьезных повреждений этому кораблю. Из-за ошибок в программном обеспечении установленная на нем сис тема противовоздушной обороны не смогла выбрать цель, которую полагалось сби вать первой, поскольку атакующие самолеты летели слишком близко друг от друга.

Разновидностью искажения является также модель типа «троянский конь». В этом случае программная закладка встраивается в постоянно используемое программное обеспечение и по некоторому активизирующему событию вызывает возникновение сбойной ситуации в компьютерной системе. Тем самым достигаются сразу две цели:

парализуется ее нормальное функционирование, а злоумышленник, получив доступ к компьютерной системе для устранения неполадок, сможет, например, извлечь из нее информацию, перехваченную другими программными закладками. В качестве активи зирующего события обычно используется наступление определенного момента вре Глава 2. Проблемы защиты информации мени, сигнал из канала модемной связи или состояние некоторых счетчиков (напри мер, счетчика количества запусков программы).

Следующая модель программных закладок называется «уборка мусора». Интерес но, почему? Как известно, для хранения данных на внешних носителях прямого досту па выделяется несколько уровней иерархии: сектора, кластеры и файлы. Сектора яв ляются единицами хранения информации на аппаратном уровне. Кластеры состоят из одного или нескольких подряд идущих секторов. Файл — это множество кластеров, связанных по определенному закону.

Работа с конфиденциальными электронными документами обычно сводится к пос ледовательности следующих манипуляций с файлами:

G создание;

G хранение;

О коррекция;

Q уничтожение.

Для защиты конфиденциальной информации обычно используется шифрование.

Основная угроза исходит отнюдь не от использования нестойких алгоритмов шифро вания и «плохих» криптографических ключей (как это может показаться на первый взгляд), а от обыкновенных текстовых редакторов и баз данных, применяемых для создания и коррекции конфиденциальных документов.

Дело в том, что подобные программные средства, как правило, в процессе функци онирования создают в оперативной или внешней памяти компьютерной системы вре менные копии документов, с которыми они работают. Естественно, все эти временные файлы выпадают из поля зрения любых программ шифрования и могут быть использо ваны злоумышленником для того, чтобы составить представление о содержании хра нимых в зашифрованном виде конфиденциальных документов.

Важно помнить и о том, что при записи отредактированной информации меньшего объема в тот же файл, где хранилась исходная информация до начала сеанса ее редак тирования, образуются так называемые «хвостовые» кластеры, в которых эта исход ная информация полностью сохраняется. И тогда «хвостовые» кластеры не только не подвергаются воздействию программ шифрования, но и остаются незатронутыми даже средствами гарантированного удаления информации. Конечно, рано или поздно ин формация из «хвостовых» кластеров затирается данными из других файлов, однако по оценкам специалистов ФАПСИ из «хвостовых» кластеров через сутки можно извлечь до 85%, а через десять суток — до 25—40% исходной информации.

Пользователям необходимо иметь в виду и то, что команда удаления файла (DEL) операционной системы DOS не изменяет содержания файла, и оно может быть в лю бой момент восстановлено, если поверх него еще не был записан другой файл. Рас пространенные средства гарантированного стирания файлов предварительно записы вают на его место константы или случайные числа и только после этого удаляют файл стандартными средствами DOS. Однако даже такие мощные средства оказываются бессильными против программных закладок, которые нацелены на то, чтобы увели чить количество остающихся в виде «мусора» фрагментов конфиденциальной инфор мации. Например, программная закладка может инициировать статическую ошибку, пометив один или несколько кластеров из цепочки, входящей в файл, меткой «СБОЙ НЫЙ». В результате при удалении файла средствами операционной системы или сред ствами гарантированного уничтожения та его часть, которая размещена в сбойных кластерах, останется нетронутой и впоследствии может быть восстановлена с помо щью стандартных утилит.

И, наконец, последняя модель — наблюдение и компрометация. Помимо перечис ленных, существуют и другие модели воздействия программных закладок на компью теры. В частности, при использовании модели типа «наблюдение» программная зак ладка встраивается в сетевое или телекоммуникационное программное обеспечение.

Пользуясь тем, что подобное программное обеспечение всегда находится в активном состоянии, внедренная в него программная закладка может следить за всеми процес сами обработки информации в компьютерной системе, а также устанавливать и уда лять другие программные закладки.

Модель типа «компрометация» позволяет получать доступ к информации, пере хваченной другими программными закладками. Например, инициируется постоянное обращение к такой информации, приводящее к росту соотношения сигнал/шум. А это, в свою очередь, значительно облегчает перехват побочных излучений данной компью терной системы и позволяет эффективно выделять сигналы, сгенерированные заклад кой типа «компрометация», из общего излучения, исходящего от оборудования.

Силовые деструктивные воздействия на информационные системы Возрастающие технологические возможности обработки информации находят все большее применение в таких жизненно важных сферах, как телекоммуникация, энер гетика, системы хранения нефти и газа, финансовая и банковская системы, оборона и национальная безопасность, авиационные диспетчерские системы. Все это и может явиться лакомым куском для современных террористов. В последние годы стала уси ленно развиваться одна из ветвей информационного терроризма, о которой еще с де сяток лет назад никто и не задумывался, — это так называемый электромагнитный терроризм. Применяя его, террористы могут без лишнего шума воздействовать на технические системы государственного и военного управления и объекты инфраструк туры.

Благодаря активному развитию современных информационных технологий и сис тем безопасности появилась не только возможность успешно решать задачи обеспече ния безопасности личности, объектов и информации, но и возникли новые проблемы.

Одна из этих проблем — защита самих систем от силового разрушающего воздей ствия.

Современные технические средства силового разрушающего или поражающего (де структивного) воздействия являются по существу электромагнитным оружием, кото рое способно дистанционно и без лишнего шума поразить практически любую инфор мационную систему.

Главное в этом случае — обеспечить соответствующую мощность электромагнит ного импульса, воздействующего на систему по цепям питания или по каналам связи.

Иначе говоря, компьютер или любое другое электронное оборудование информацион Глава 2. Проблемы защиты информации ной системы могут быть подвергнуты, с учетом среды передачи энергии, силовому деструктив ному воздействию (рис. 2.25) по трем основным каналам:

G сети питания;

Q проводным линиям связи;

О эфиру с использованием мощных корот ких электромагнитных импульсов.

Простейшим примером мощного электро магнитного импульса является обычное и при вычное для всех нас природное явление — молния. Это естественный электромагнит ный импульс, воздействующий на различные радиоэлектронные устройства.

Поскольку мы рассматриваем в основном преднамеренные деструктивные воздей ствия на элементы компьютерных сетей, то остановимся более подробно на рассмот рении электромагнитных импульсов искусственного происхождения.

Первое преднамеренное воздействие на электронные средства было проведено еще на заре развития радиосвязи, необходимой для управления войсками на больших рас стояниях без использования проводов. И началось это электронное противодействие с, казалось бы, незаметного эпизода русско-японской войны. 15 апреля 1904 года с помощью радиостанции броненосца «Потемкин» была сорвана корректировка огня -АНТЕННА Рис. 2.25. Основные каналы деструктивного воздействия на компьютерные системы японских крейсеров. Это исторический факт, подтвержденный как российскими, так и японскими архивными документами.

По сегодняшним меркам, такое воздействие можно сравнить с работой сварочного аппарата. Но наука не стояла на месте. И уже в 1945 году физиками-теоретиками было предсказано появление мощного электромагнитного импульса при взрыве ядерного устройства. А в конце 50-х — начале 60-х годов прошлого века, во время проводив шихся ядерных взрывов в атмосфере и в космическом пространстве, наличие мощного электромагнитного импульса было зафиксировано экспериментально. Однако изуче нием этого явления в те годы занимались не достаточно интенсивно, поскольку в ра диоэлектронном оборудовании того времени использовались исключительно электро вакуумные приборы, которые мало подвержены влиянию электромагнитных импульсов.

Новый толчок к изучению электромагнитных импульсов произошел с появлением полупроводниковой техники. На ее основе развивалась цифровая электронная техни ка и, следовательно, информационные технологии, проникшие в настоящее время прак тически во все сферы деятельности человека.

На сегодняшний день уже разработаны специальные виды «электромагнитного оружия», способные генерировать электромагнитные импульсы огромной мощности, значительно превышающей электромагнитные импульсы, возникающие при ядерном взрыве. Такое оружие производится в виде боеголовок для ракет, бомб, специальных «высокочастотных пушек» и т. п. Для генерации поражающих электромагнитных им пульсов созданы компактные, мобильные и одновременно мощные устройства.

Электромагнитное оружие некоторых видов было испытано США при проведении военных операций в Ираке и Югославии. В случае внезапного нападения эффектив ным стратегическим приемом нападающей стороны является достижение у противни ка «электронного шока» еще до первого выстрела. Во время успешного нападения израильских спецслужб на виллу одного из лидеров палестинского сопротивления Абу Нидаля средства связи, которыми располагала охрана особняка, были выведены из строя дистанционным воздействием мощного электромагнитного импульса с проле тавшего в отдалении самолета. Похожий прием был использован в шестидневной ара бо-израильской войне 1967 года, когда средства радиоэлектронного воздействия были использованы массированно в течение 2 часов (1,5% продолжительности активных боевых действий). В войне в зоне Персидского залива «электронный удар» продол жался одни сутки (~2,5% продолжительности боевых действий).

Для поражения гражданских объектов вполне может быть достаточно воздействия элек тромагнитных импульсов сравнительно небольшой мощности. Технические средства, с помощью которых они получаются, носят название технических средств силового дест руктивного воздействия. В Internet можно встретить подробные руководства по созданию установок для генерации электромагнитных импульсов с целью поражения компьютеров, компьютерных сетей и другого электронного оборудования. Необходимые комплектую щие можно купить в обычных магазинах. С помощью таких устройств можно, например, вывести из строя компьютер соседа, находящийся за стеной. Есть устройства, размещаю щиеся в обычном кейсе, которые способны вывести из строя 10—20 компьютеров средне го банка. Более мощные установки можно поместить в фургоне автомобиля. Стоимость таких устройств, в зависимости от их конструкции, размеров и мощности, составляет от 300 до 20 000 долларов. Такие суммы по карману даже террористу-одиночке.

Глава 2. Проблемы защиты информации Последствия же электромагнитного терроризма могут быть самыми чудовищными.

Скрытность применения технических средств деструктивного воздействия, компактность, высокая проникающая способность и эффективность действия, делают их идеальными орудиями преступления в руках террористов и других злоумышленников.

Эти средства могут быть использованы, например, для уничтожения компьютер ной сети банка, в котором деньги предварительно были похищены хакерами. Они по зволяют обеспечить беспрепятственное проникновение на охраняемый объект, пред намеренно разрушив систему охранной сигнализации или блокировав ее работу.

Такого рода «электронный рэкет» для предприятий с большой долей электронного документооборота может оказаться гораздо опаснее, нежели традиционные приемы, применяемые криминальными структурами.

По свидетельству официальных источников (администрация президента США, Агентство национальной безопасности (АНБ) США, Скотланд Ярд и др.), еще в году отмечены случаи атак с использованием технических средств деструктивного воздействия на жизненно важные электронные системы западных стран. Эти же ис точники подтвердили, что многие финансовые структуры США тайно платили бандам преступников, чтобы предотвратить разрушение своих компьютерных систем. По мне нию АНБ (данные на 1996 год), в мире существовало по крайней мере четыре таких организованных банды.

В отличие от других способов уничтожения информации, оборудования или мето дов проникновения на охраняемый объект, применение технических средств деструк тивного воздействия требует существенно меньших интеллектуальных, а нередко и материальных затрат. Кроме того, последствия от такой атаки на объект могут быть отнесены пострадавшими на обычные нарушения функционирования объекта, напри мер, нарушения в сети электропитания объекта.

Перед тем как рассматривать различные деструктивные воздействия на техничес кие средства информационных комплексов, сделаем обзор нормативных документов, согласно которым производится тестирование электронной техники.

В нашей стране и за рубежом все компьютеры и другая электронная техника проходят тестирование на предмет их правильного функционирования в сложных условиях элект ромагнитной обстановки. ГОСТ 29073-91 («Совместимость технических средств измере ния, контроля и управления промышленными процессами электромагнитная. Устойчи вость к электромагнитным помехам. Общие положения».) устанавливает общие требования к техническим средствам в соответствии со стандартом МЭК 801 по устойчивости к воз действию электромагнитных помех (помехоустойчивость) следующих видов:

О электростатических разрядов;

Q наносекундных и микросекундных импульсных помех;

G радиочастотных электромагнитных помех;

О динамических изменений напряжения сети электропитания.

Согласно этому документу, технические средства должны сохранять работоспо собность в условиях эксплуатации при воздействии электромагнитных помех, созда ваемых промышленным оборудованием различного назначения, сетью электропита ния, молниями и электростатическими разрядами. Все испытания проводят во время функционирования технических средств, а для качественной оценки используются показатели, представленные в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Критерии качества функционирования технических средств Критерии качества функционирования Качество функционирования технических средств при испытаниях на технических средств при помехоустойчивость испытаниях на помехоустойчивость Нормальное функционирование в соответствии с техническими А условиями Кратковременное нарушение функционирования или ухудшение В параметров с последующим восстановлением нормального функционирования без вмешательства оператора Кратковременное нарушение функционирования или ухудшение С параметров, требующее для восстановления нормального функционирования вмешательства оператора Нарушение функционирования или ухудшение параметров, D требующее ремонта из-за выхода из строя оборудования или компонентов Другой руководящий документ — ГОСТ 29191-91 (МЭК 801-2 — 88) «Совмести мость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Технические требования и методы испытаний» — относится к группе госу дарственных стандартов, регламентирующих устойчивость технических средств к элек тромагнитным помехам различного вида. Он подразделяет технические средства по степени жесткости испытаний (табл. 2.3) в зависимости от испытательного напряже ния.

Таблица 2.3. Значения испытательного напряжения по степени жесткости.

Степень жесткости Испытательное напряжение, кВ Контактный разряд Воздушный разряд 1 2 4 6 4 По согласованию между потребителем и производителем Основной целью стандарта ГОСТ 29156-91 (МЭК 801-4-88) «Совместимость тех нических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным по мехам. Технические требования и методы испытаний» является установление общих методов оценки качества функционирования технических средств при воздействии наносекундных импульсных помех на цепи силового электропитания и цепи ввода/ вывода. Согласно этому документу, для испытаний устанавливаются степени жестко сти, которые представлены в табл. 2.4.

Как видно из табл. 2.4, степень жесткости 1 устанавливается для очень хорошей электромагнитной обстановки. Для данной степени жесткости в лабораториях испы тания ограничивают воздействием коротких импульсных помех на цепи электропита ния, а в условиях эксплуатации — воздействием на цепи заземления проверяемых тех нических средств.

Глава 2. Проблемы защиты информации Таблица 2.4. Степени жесткости по устойчивости технических средств к воздействию импульсных помех Амплитуда импульсов выходного напряжения ненагруженного испытательного Степень жесткости генератора Цепь силового электропитания, кВ Сигнальные цепи ввода/вывода, кВ 1 0,5 0, 2 0, 1, 3 2,0 1, 4 4,0 2, По согласованию между потребителем и производителем Степень жесткости 2 устанавливается для хорошей электромагнитной обстановки.

Примером условий, соответствующих этой степени жесткости, может служить элект ромагнитная обстановка в помещении для средств измерения, контроля и управления на промышленном или энергетическом предприятии.

Степень жесткости 3 устанавливается для промышленной электромагнитной об становки. Примером условий, соответствующих степени жесткости 3, может служить электромагнитная обстановка на предприятиях энергетики и в релейных помещениях на подстанциях воздушных линий высокого напряжения.

Степень жесткости 4 устанавливается для тяжелой электромагнитной обстановки.

Примером условий, соответствующих степени жесткости 4, может служить электро магнитная обстановка силовых подстанций, коммутационного оборудования воздуш ных линий высокого напряжения, газонаполненных переключателей на напряжение до 500 кВ.

Степень жесткости 5 устанавливается для специальных условий эксплуатации тех нических средств по согласованию между потребителем и производителем.

Стандарт ГОСТ Р 50627 распространяется на технические средства, подключае мые к низковольтным электрическим сетям переменного однофазного или трехфазно го тока частотой 50 Гц при токе нагрузки (в одной фазе) не более 16 А. Стандарт устанавливает степени жесткости испытаний и методы испытаний технических средств на устойчивость к воздействию динамических изменений напряжения сети электропи тания вида провалов, прерываний и выбросов напряжения. Согласно этому стандарту, технические средства, подключаемые к электрическим сетям общего назначения, дол жны сохранять работоспособность при воздействии динамических изменений напря жения электропитания, вызываемых короткими замыканиями, внезапными изменени ями нагрузки и процессами коммутации в электрических сетях. При проведении испытаний техническое средство должно функционировать непрерывно. Режим функ ционирования должен обеспечивать наибольшую восприимчивость к воздействию ди намических изменений напряжения электропитания конкретного вида. Этот стандарт также определяет пять степеней жесткости испытаний оборудования, отличающихся от ГОСТ 29156.

При проведении испытаний по степеням жесткости 1 и 2 технические средства под ключаются к электрическим сетям. В первом случае подключение производится к элек трическим сетям с низким уровнем динамических изменений напряжения, характери зующимся практическим отсутствием прерываний и выбросов напряжений.

Проверяется устойчивость только к провалам напряжения. Во втором случае — к рас пределительным электрическим сетям общего назначения со средним уровнем дина мических изменений напряжения, характеризующимся возможностью появления про валов напряжения длительностью несколько десятков миллисекунд, прерываний и повышений напряжения длительностью от нескольких миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд.

При проведении испытаний со степенью жесткости 3 технические средства под ключаются к промышленным электрическим сетям с крайне неблагоприятной элект ромагнитной обстановкой, где может иметь место высокий уровень динамических из менений напряжения электропитания.

Степень жесткости 4 регламентирует подключение технических средств к промыш ленным электрическим сетям с крайне неблагоприятной электромагнитной обстанов кой, где может иметь место высокий уровень динамических изменений напряжения электропитания. В этом случае желательно подвергать технические средства испыта ниям на устойчивость ко всем видам динамических изменений напряжения электропи тания со степенями жесткости 4 или устанавливать степень жесткости испытаний по согласованию между потребителем и производителем.

ГОСТ 30374-95/ГОСТ Р 50007-92 — еще один стандарт, устанавливающий техни ческие требования к степени жесткости испытаний и методы испытаний на устойчи вость к микросекундным импульсным помехам большой энергии, образуемым в це пях электропитания переходными процессами от молниевых разрядов и различного рода переключений.

В зависимости от условий эксплуатации технических средств, этот документ уста навливает технические требования для нескольких степеней жесткости. Согласно этим требованиям, технические средства должны сохранять работоспособность в условиях эксплуатации при воздействии на цепи электропитания микросекундных импульсных помех в виде молниевых разрядов и коммутационных переходных процессов.

В справочном приложении 2 этого стандарта приводится классификация условий эксплуатации технических средств. В зависимости от характеристик электромагнит ной обстановки предлагаются семь классов условий эксплуатации: от нулевого до шестого. Степени жесткости испытаний применительно к классам условий эксплуата ции технических средств представлены в табл. 2.5.

В отличие от предыдущих, рассматриваемый ниже стандарт ГОСТ 30375-95/ГОСТ Р 50008-92 регламентирует испытания, обеспечивающие защиту технических средств от высокочастотных помех. Согласно этому документу, технические средства долж Таблица 2.5. Степени жесткости испытаний применительно к классам условий эксплуатации технических средств Степень жесткости испытаний при схеме передачи микросекундных импульсных помех Класс условий эксплуатации Провод-провод Провод-земля Не производятся 0 Не производятся 1 Не производятся 2 3 2 4 5 По согласованию между потребителем и заказчиком Глава 2. Проблемы защиты информации ны сохранять заданное качество функционирования в условиях эксплуатации при воз действии электромагнитных полей, создаваемых стационарными радио- и телевизион ными передатчиками, передвижными и переносными радиопередатчиками, промыш ленными, научными, медицинскими и бытовыми высокочастотными установками, портативными приемопередатчиками и другими источниками. Стандарт распростра няется на те технические средства, которые могут в условиях эксплуатации подвер гаться воздействию внешних радиочастотных электромагнитных полей в полосе час тот 26—1000 МГц с регламентированными значениями параметров. Для испытаний технических средств в полосе частот 26—1000 МГц устанавливают степени жесткос ти испытаний, указанные в табл. 2.6.

Таблица 2.6. Степени жесткости испытаний технических средств в полосе частот 26—1000 МГц Степень жесткости Напряженность испытательного поля, дБ мкВ/м (В/м) 120(1) 2 130(3) 3 140(10) 4 По согласованию между потребителем и производителем В отличие от рассмотренного выше, ГОСТ 29216—91 («Радиопомехи индустриаль ные от оборудования информационной техники. Нормы и методы испытаний») распро страняется на оборудование информационной техники и устанавливает нормы и методы измерений индустриальных радиопомех в полосе частот 0,15—1000,0 МГц. По этому документу оборудование информационной техники подразделяют на два класса: А и В.

К классу А относятся технические средства, которые эксплуатируют вне жилых зданий и не подключают к электросетям жилых зданий. Технические средства класса В эксплу атируют в жилых зданиях или подключают к электросетям этих зданий.

Как видно из приведенных выше документов, аппаратура информационных сетей с точки зрения сертификационных требований для 3 и 4 группы жесткости испытаний должна выдержать (данные для четвертой группы указаны в скобках):

Q одиночный импульс по цепям питания, ввода/вывода и корпуса с амплитудой тока 30 А в начальный момент, длительность пика 0,7—1,0 не, и далее 16 А в течение 60 не (амплитуда импульса при контактном разряде емкости 6(8) кВ, а при воздушном разряде — 8(15) кВ);

Q пачки импульсов через емкостную связь, каждый из которых имеет в начальный момент длительность пика 5 не, общей длительностью до 50 не (амплитуда им пульса 2(4) кВ по цепям питания и корпуса и 1(2) кВ по цепям ввода/вывода и корпуса);

Q не менее пяти импульсов с амплитудой 2(4) кВ через индуктивно-емкостную связь с длительностью фронта 1 мс и длительностью 50 мс по цепям питания и заземления.

Классификация воздействий основана на физике процессов и среды доставки энер гетики. Малые по энергетике наносекундные воздействия получаются из статическо го разряда и коммутационных помех по коммуникациям. Сильные воздействия оказы вают в основном грозовые разряды и переходные процессы, связанные с коммутацией 53ак. силовых цепей, особенно при срабатывании устройств защиты. К сожалению, это воз действие не рассматривается для кабельных информационных коммуникаций, а гро зой «убита» не одна сотня видеокамер, модемов и прочего оборудования.

Выбор группы зависит от размещения технических средств (ТС) и их проводных коммуникаций. Компьютеры могут быть отнесены как к 3-й так и к 4-й группе жестко сти, в зависимости от их назначения, производителя, наличия информационных ком муникаций. Домашний компьютер может быть отнесен ко 2-й группе, а что происхо дит в реальной жизни, к сожалению, неизвестно, особенно в случае закупки оборудования по принципу минимальной цены.

В случае с преднамеренными силовыми воздействиями не важна достоверность сертификата. Наоборот, он даже помогает определить необходимое силовое воздей ствие. Технология проста: берется класс исполнения технического средства, увеличи вается в несколько раз энергетика (амплитуда, длительность и т. д.), по сравнению с указанными в ГОСТах, и можно атаковать противника. В этом случае для защиты тех ники нужно повысить класс устойчивости, добавить устройства защиты и не допус кать «близких контактов», чтобы сделать максимально бессмысленным применение средств создания преднамеренных силовых воздействий по коммуникациям.

Деструктивные воздействия на компьютерные системы по цепям электропитания В реальных условиях эксплуатации электронной аппаратуры в ее цепях питания возникают различного вида электрические перегрузки, создаваемые электромагнит ными импульсами естественного и искусственного происхождения (грозовые разря ды, статическое электричество, работа или авария другой электронной аппаратуры и электрооборудования, преднамеренные силовые воздействия по сетям обмена инфор мацией и питания).

Любой компьютер или другое электронное оборудование информационно-вычис лительных систем имеет источник питания. Без него аппаратура просто не может ра ботать. Поэтому для деструктивного воздействия такой канал выбран не случайно.

Преднамеренное силовое воздействие по сети электропитания — это преднамеренное создание резкого всплеска напряжения в сети питания или (связи) с амплитудой, длитель ностью и энергией всплеска, способными привести к сбоям в работе оборудования или к его деградации (выводу из строя). Для этого используются специальные технические сред ства, которые подключаются к сети непосредственно с помощью гальванической связи, через конденсатор или трансформатор. В качестве примера такого средства можно приве сти так называемый «чемодан обнаружения» французской фирмы COFROEXPORT S.A., в состав которого входит подключаемый к сети питания высоковольтный генератор для вывода из строя несанкционированно подключенных к сети питания электронных систем.

По прогнозам специалистов, вероятность использования силового деструктивного воздействия будет расти год от года. Поэтому при разработке концепции безопаснос ти необходимо учитывать и возможность таких воздействий по сетям питания, для чего, в первую очередь, необходимо провести классификацию технических средств силового воздействия. Возможная классификация современных технических средств силового деструктивного воздействия по сетям питания представлена на рис. 2.26.

Глава 2. Проблемы защиты информации К классу «Специальные и другие технические средства» отнесены, в частности, различные суррогатные средства деструктивного воздействия, имеющиеся под рукой.

Например, может быть использована ближайшая трансформаторная подстанция, к части вторичной обмотки которой можно подключить техническое средство воздей ствия с емкостным накопителем, параметры которого подобраны так, что вторичная обмотка трансформатора, магнитопровод и емкостной накопитель образуют повыша ющий резонансный автотрансформатор. Такое силовое воздействие может вывести из строя все электронное оборудование, обслуживаемое данной подстанцией.

К этому же классу отнесены и средства перепрограммирования источников беспе ребойного питания (UPS) с использованием, например, программных закладок. Со временные мощные полнопроточные UPS импортного производства имеют встроен ное программное обеспечение для управления, в том числе и уровнем выходного напряжения. Соответствующая программная закладка может быть активизирована в любой момент командой по сети электропитания и на короткое время перепрограм мирует UPS на максимально возможное выходное напряжение, которое приведет к выходу из строя защищаемого UPS оборудования. Поскольку программное обеспече ние UPS специализировано, искать такие закладки трудно.

В качестве примера относительно недорогих устройств деструктивного воздействия можно привести устройства с электролитическими конденсаторами, имеющие удель ную объемную энергию, равную 2000 кДж/м3. Подобное устройство, размещенное в обычном кейсе, способно вывести из строя до 20-и компьютеров одновременно. Ори ентировочная стоимость такого кейса составляет от 10 000 до 15 000 долларов США.

Еще эффективнее работают молекулярные накопители (ионисторы), удельная объемная энергия которых достигает 10 МДж/м. Технические средства деструктивного воздействия, содержащее ионисторы, способны вывести из строя все компьютеры даже большого вы числительного центра. Стоит такое техническое средство примерно 50 000 долларов США.

Классификация технических средств силового деструктивного воздействия по сетям питания По способу По способу 1о принципу дейсвия подключения управления С ручным С параллельным Специальные Переключающие Последовательные управлением С вольто- подключением и и другие однофазное добавочным емкостным или технические напряжение трансформатором индуктивным средства на линейное накопителями Параллельные С дистанционным управлением С низковольтным С высоковольтным С индуктивным емкостным емкостным генератором Комбинированные Автоматические накопителем накопителем высоковольтных большой малой импульсов энергии энергии Рис. 2.26. Классификация технических средств силового деструктивного воздействия по сетям питания Чтобы понять, как могут злоумышлен ники воздействовать на отдельные компь ютеры и на информационные системы в целом, рассмотрим обычные варианты питания компьютера от электрической сети (рис. 2.27).

Первый вариант самый простой, самый дешевый и потому самый распространен ный. Не используются никакие дополни тельные устройства, компьютер подклю чается непосредственно к силовой сети.

Сетевой фильтр Так подключены большинство домашних компьютеров. Ни сам компьютер, ни его монитор в этом случае не защищены от деструктивных воздействий, независимо от того, преднамеренно или непреднаме ренно они происходят.

Во втором варианте подключения к сети используется сетевой фильтр. Сете Устройство бесперебойного вые фильтры предназначены для защиты питания цепей электропитания компьютеров, пе Рис. 2.27. Варианты питания компьютеров риферии и другой электронной аппарату от сети ры от:

О импульсных перенапряжений и выбросов тока, возникающих в результате ком мутации и работы промышленного оборудования;

Q высокочастотных помех, распространяющихся по сетям электропитания;

Q импульсных перенапряжений, возникающих в результате грозовых разрядов.

Третий вариант отличается от предыдущих наличием устройства бесперебойного питания, которое позволяет корректно завершить работы на компьютере при пропада нии сетевого питания.

Существуют и другие варианты подключения: например, с использованием специ альных генераторов. Их мы рассматривать не будем ввиду экзотичности и малого рас пространения.

Итак, начнем с рассмотрения первого варианта. В этом случае блок питания ком пьютера непосредственно подключен к сети и для проникновения энергии силового воздействия по сети питания есть два пути:

Q кондуктивный путь через источник вторичного электропитания;

Q наводки через паразитные емкостные и индуктивные связи, как внутренние, так и между совместно проложенными силовыми кабелями и информационными ли ниями связи.

Современный блок питания компьютера — это сложное многокаскадное устрой ство, в котором стабилизированное напряжение вырабатывается после ряда преобра зований. Чтобы понять, как можно преднамеренно воздействовать на компьютер по сетям питания, рассмотрим структурную схему блока питания компьютера мощнос тью 200 Вт, изображенную на рис. 2.28.

Глава 2. Проблемы защиты информации Входное напряжение (115 или 230 В переменного тока) поступает на сетевой фильтр, состоящий обычно из нескольких индуктивностей, конденсаторов небольшой емкости и разрядного резистора. Далее питающее напряжение поступает на высоко вольтный выпрямитель, который конструктивно представляет собой 4 диода, вклю ченные по мостовой схеме и обычно помещенные в общий пластмассовый корпус.

Выпрямленное напряжение поступает на высоковольтный фильтр, представляющий собой два электролитических конденсатора емкостью 200—500 мкФ.

Отфильтрованное постоянное напряжение поступает на высоковольтный транзис торный ключ, собранный по одно- или двухтактной схеме, который переключается схемой управления с частотой в несколько десятков килогерц. Импульсы напряжения поступают на импульсный понижающий трансформатор, который выдает на вторич ных обмотках напряжения для каналов +5, +12, —5 и —12 В.

Согласно этой структурной схеме, приведем примерную принципиальную схему блока питания компьютера (рис. 2.29) и рассмотрим ее возможности по защите от силовых деструктивных воздействий.

Для оценки устойчивости этого блока питания к преднамеренным силовым воздей ствиям достаточно оценить предельную энергопоглощающую способность и электри ческую прочность ряда элементов схемы и сопоставить ее в дальнейшем с энергией и выходным напряжением атакующих технических средств.

Подавление импульсных помех на пути из сети питания к чувствительным микро схемам происходит во входных цепях блока питания, главным образом — во входном фильтре. Этот же узел первым принимает на себя удар преднамеренного силового воздействия по сети питания. На самом деле элементы входного LC-фильтра имеют чрезвычайно низкие уровни предельной энергопоглощающей способности и не явля ются препятствием на пути мощных импульсных помех. Это вполне объяснимо, так как LC-фильтр в основном предназначен для решения обратной задачи: он препят Сеть 220В Рис. 2.28. Структурная схема блока питания компьютера Рис. 2.29. Принципиальная схема блока питания ствует распространению в сеть питания собственных шумов, создаваемых при работе элементов блока питания. Уровень этих шумов составляет доли вольта, и поэтому при проектировании фильтра предельная энергопоглощающая способность его элементов не является определяющим фактором. Дроссели фильтра характеризуются прочнос тью изоляции между катушками, которая обыкновенно не превышает 2500 В.

Если LC-фильтр — это единственное устройство защиты на входе источника пита ния (именно так устроено большинство дешевых блоков питания компьютеров), то для успешного силового воздействия достаточно обеспечить возможность подвода к каждому атакуемому компьютеру мощной импульсной помехи с амплитудой порядка 2 кВ и энергией 1—2 Дж с достаточно крутым фронтом, уменьшающим влияние емко стного фильтра инвертора блока питания.

Конденсаторы на входе источника питания имеют рабочее напряжение 250 В для переменного и 1000 В для постоянного напряжения. Они обладают до момента про боя энергопоглощающей способностью 300 мДж. При испытаниях компьютеров в со ответствии с упомянутыми в начале этого раздела российскими стандартами (равно как и при испытаниях по IEEE Standard 587-1980 и аналогичным западным стандар там) амплитуда импульса испытательного напряжения намного больше, но длитель ность составляет лишь 20 мкс, поэтому конденсаторы не успевают зарядиться до на пряжения пробоя. Это означает, что тестирование компьютера по самым жестким нашим и западным стандартам не гарантирует его устойчивости к преднамеренным силовым воздействиям, так как эти стандарты ориентированы на коммутационные по мехи и индуцированные разрядом молнии напряжения, но не на искусственно создава емые помехи.

Глава 2. Проблемы защиты информации Основные функции защиты от мощных импульсных помех в качественных источ никах питания выполняет варистор. Варистор начинает работать при напряжении по рядка 500—600 В и ограничивает амплитуду импульсного напряжения на уровне В при токе импульса помехи 10/25/50/100 А, при больших же токах амплитуда оста точного напряжения много выше.

Сказанное относится к варисторам с классификационным напряжением 275 В, од нако в большинстве источников питания и дополнительных устройствах защиты типа ограничителей установлены варисторы с классификационным напряжением 420 или 460 В, а они ограничивают напряжение на уровне 1100—1240 В при малых токах, для больших токов эти значения много выше. Быстродействие варистора составляет 25 не, поэтому от наносекундных импульсных помех он оборудование не защищает.

Несмотря на впечатляющие уровни рабочих токов, варисторы имеют предельно допустимую рассеиваемую мощность в единицы ватт, поэтому при воздействии длин ных импульсов с относительно небольшим током они выходят из строя или срабаты вают, в результате чего сгорает предохранитель на входе источника питания. Возника ет необходимость ремонтировать весь блок, и объект атаки — компьютер — на время выводится из строя. Тем не менее, в данном случае для успешной атаки техническим средствам силового воздействия требуется энергия порядка 50—100 Дж при амплиту де порядка 1 кВ (причем длительность импульса может доходить до 0,1 с для инерци онных предохранителей) в расчете на один атакуемый компьютер, а их одновременно подключено к сети питания может быть много. Учитывая, что существенная доля энергии при этом может передаваться не на вход конкретного источника питания, а в общую сеть (до ближайшей трансформаторной подстанции), конструкция атакующих средств усложняется, возрастают габариты и требуется более серьезное вмешатель ство в сеть питания объекта атаки для их подключения.

Значительно меньше энергии требуется для повреждения конденсаторов входного фильтра инвертора и диодов выпрямительного моста. Конденсаторы входного фильт ра инвертора имеют предельную энергопоглощающую способность равную 10—15 Дж при суммарном напряжении пробоя 480—500 В. Длительность импульса, при кото ром пробивается изоляция конденсаторов, должна быть не менее 0,5 мс с учетом со противления термистора TR1. Допустимое значение обратного напряжения для дио дов составляет 600—1000 В, допустимая амплитуда однократного импульса тока 60/100/200 А для диодных сборок на номинальный ток 2/3/4 А, предельная энергопог лощающая способность менее 1 Дж. Пробивные напряжения транзисторов инвертора обыкновенно не превышают значений 500—800 В, а предельная энергопоглощающая способность менее 1 Дж.

При этом технические средства силового воздействия генерируют импульс, «обхо дящий» варисторную схему защиты. Для этого используется разница напряжения про боя конденсаторов и напряжения, при-котором наступает эффективное ограничение напряжения варистором (оно больше напряжения пробоя конденсаторов на 70— 120 В). В пересчете на один атакуемый компьютер техническому средству силового воздействия достаточно выдавать в сеть энергию порядка 15—25 Дж при амплитуде импульса 500—600 В и длительности до 5 мс. После пробоя конденсаторов дополни тельно возникает импульс тока через диоды моста, который при горячем термисторе доходит до 1000 А, повреждая диоды. Для большинства блоков питания при таком воздействии весьма вероятен выход из строя транзисторов и других элементов инвер тора, а также выбросы напряжения на выходе источника питания, приводящие к по ломке других узлов компьютера. Результаты оценки устойчивости элементов типово го блока вторичного источника питания компьютера приведены в табл. 2.7.

Таблица 2.7. Результаты оценки устойчивости элементов источников питания к силовому деструктивному воздействию Энергопогло- Прочность Предельная Обозна- щающая поглощающая изоляции, Примечание чение Тип элемента способность, в способность, Дж элемента Дж Рабочее Конденсатор С1.С2 0, напряжение:

250В — переменное, 1000В — постоянное L1.L2 Дроссель Главное — 0, изоляция между катушками Конденсатор 0, СЗ, С4 (3-4000) x10'J Варистор VR1 Быстродействие 20/ 40/ 70/ 140 25 не, от наносекундных соответствен помех но для диаметра оборудование не защищает 7/1 0/1 4/20 мм (0,1-1000)x10"J Полупровод- Допустимая VD1- Менее 1 600- никовый диод VD4 амплитуда импульса тока 60/100/200 А для микросборок на 2/3/4 А (20-1 000) х 1 0' Транзистор Q1.Q2 Менее 1 500- Конденсатор С5, С6 Изоляция может быть пробита при длительности импульса не менее 0,5 мс Электрическая прочность изоляторов конденсаторов, изоляционных барьеров, дрос селей, проводов, коммутационных изделий и пр. нормируется для постоянного тока либо для рабочих частот (как правило, 50 или 400 Гц), и это имеет слабое отношение к обсуж даемой теме, хотя для импульсных воздействий электрическая прочность (если техничес ки вообще правомерно подобное высказывание по отношению к импульсным перенапря жениям) значительно ниже, поэтому и требуется применение элементов активной защиты.

Аппаратная часть компьютера за блоком питания весьма чувствительна к воздей ствию импульсных помех. Чем выше полупроводниковая технология аппаратуры, тем более техника подвержена разрушению. Сбой в работе цифровых микросхем возника ет при появлении на шине питания импульса с амплитудой в единицы вольт при дли тельности в десятки наносекунд. Деградация цифровых микросхем наступает при воз действии импульсов напряжения длительностью 1 мкс с энергией 2—500 кДж.

Глава 2. Проблемы защиты информации Минимальная энергия, вызывающая функциональные повреждения полупроводни ковых приборов и интегральных микросхем, определяется критической энергией, раз рушающей полупроводниковый переход (электрическая прочность полупроводнико вого перехода). Эта энергия достаточно мала и порой составляет 10-2-10-7 Дж, к тому же она не зависит от параметров импульсного воздействия и определяется только фи зико-конструктивными параметрами полупроводникового перехода.

Между соединительными проводниками или элементами схемы, а также между ними и корпусом или экранирующей шиной всегда имеются емкость и индуктивность мон тажа. Их можно рассматривать как возможные пути распространения импульсов си лового воздействия на элементы технических средств. На рис. 2.30 представлены эк вивалентные схемы емкостного и индуктивного путей распространения помехи.

В качестве примера одного из видов воздействия можно рассмотреть влияние ме таллической подложки гибридной микросхемы на помехоустойчивость схемы управ ления блока питания (рис. 2.31, а). Другой случай негативного влияния паразитной емкости монтажа можно проиллюстрировать на примере межобмоточной емкости си лового трансформатора блока питания (рис. 2.31, б).

Как видно из рис. 2.31, входные высоковольтные и выходные низковольтные цепи источников питания компьютеров имеют емкостную связь через паразитную емкость, величина которой может составлять 10—30 пФ. Такая величина обусловлена тем, что в подавляющем большинстве компьютерных источников питания сложно реализовать специфические требования, предъявляемые к конструкции фильтров НЧ (разбивку корпуса на экранированные отсеки, применение элементов с малой собственной ем костью/индуктивностью, оптимальную трассировку монтажных жгутов и т. п.).

Если прокладка кабеля к сетевому выключателю внутри корпуса компьютера вы полняется без учета требований электромагнитной совместимости, то появляется па разитная емкость величиной 5—10 пФ, связывающая сеть питания с элементами мате ринской платы.

Если атакующие средства используются для провоцирования сбоев в работе ин формационной системы, то они генерируют высоковольтные импульсы с наносекунд ным временем нарастания. Для таких импульсов импеданс паразитных емкостей со ставляет доли ома, поэтому энергия импульсов эффективно передается как на шины питания узлов информационной системы в виде импульсов напряжения, так и во внут Рис. 2.30. Эквивалентные схемы емкостного и индуктивного путей распространения помехи ренние объемы корпусов компьютеров и друго го оборудования в виде импульсных электромаг нитных полей. Импульсные воздействия короче 100 не не требуют мощной энергетики и доста точно просто достигают своей цели, проходя к ней по паразитным емкостям, следствием этого является «зависание» компьютеров, сбои в ра боте программного обеспечения, искажение дан ных.

Мы рассмотрели, как может быть атакован блок питания компьютера, выпущенный извест Рис. 2.31. Примеры путей распространения импульсных помех ным производителем и протестированный соот ветствующим образом. Однако часто при покуп ке компьютера в первую очередь выбирают хороший процессор, винчестер, а на корпусе — и, соответственно, на блоке питания — предпочитают экономить и приоб рести так называемый no-name.

Ради копеечной экономии некоторые производители блоков питания, не моргнув глазом, идут на прямые нарушения международных стандартов. Нарушений встреча ется очень много, но меньше всего можно предположить, что в таком ответственном приборе, как блок питания, забудут припаять какую-нибудь деталь. А такое происхо дит довольно часто, и в большинстве случаев виной тому даже не рассеянность мон тажников. На рис. 2.32 показаны варианты, продаваемых блоков питания с различны ми изменениями во входном фильтре импульсных помех.

Если такого фильтра нет или его параметры не отвечают определенным требовани ям, то блок питания не пройдет сертификацию и его нельзя продавать. Но для нашего рынка «нельзя продавать» вовсе не означает «не продается».

Кроме того, в низкокачественных источниках питания, как правило, отсутствуют некоторые элементы цепей защиты (чаще всего — варисторы и термисторы) и/или использованы более дешевые элементы: конденсаторы с меньшей емкостью, варисто Питание подведено Отсутствуют конденсаторы Фильтр отсутствует, после фильтра фильтра стоят перемычки Рис. 2.32. Варианты исполнения фильтров блока питания Глава 2. Проблемы защиты информации ры с меньшей энергией, вместо термисторов — обычные резисторы. О защите от си лового воздействия в этих случаях вообще говорить не приходится.

Необходимая защита сводится к нулю из-за особенностей некоторых корпусов ком пьютеров или примененных разъемов. Пробой по поверхности изолятора (или по воз духу) по цепи кабель—корпус компьютера прогнозируем — по поверхности изолято ра 1 кВ/3 мм и 1 кВ/1 мм по воздуху. Атакующее средство, которое воздействовало бы на электросеть (или контур заземления) и подключенный коаксиальный кабель, сде лать достаточно просто. Подобные разряды создают достаточное возмущение для раз рушения, причем защита по сети источника даже помогает в этом.

Различная периферия, подключенная к незащищенным цепям и питающаяся от не защищенных источников, — внешние модемы, активные колонки, некоторые принте ры, сканеры — может служить (а так обычно и бывает) для прохождения силовых воздействий в информационную систему.

Даже тип сетевого включателя компьютера может оказать влияние на устойчивость информационной системы по отношению к силовому воздействию. Если, например, в конструкции источника питания (или устройства, его содержащего) используется од нополюсный сетевой выключатель, то при подаче в цепь между одним из проводов питания и шиной заземления импульса напряжения с амплитудой 3—4 кВ и энергией 1—2 Дж произойдет следующее.Через замкнутый контакт выключателя, находящий ся в положении «выключено», энергия импульса попадет на элементы источника пи тания и приведет к пробою изоляции на корпус. Несмотря на примитивность такого метода атаки, его можно использовать ради маскирующего эффекта. Если силовое воз действие проводится ночью, то при включении компьютера оператор может обнару жить нарушение его работоспособности и отнести это на счет переходных процессов при включении.

Неправильно выполненное защитное заземление может не только стать «лазей кой» для силового воздействия, но и поставить под угрозу человеческую жизнь. При мер исполнения соединения провода защитного заземления с корпусом блока питания представлен на рис. 2.33.

Правильно Неправильно Рис. 2.33. Выполнение заземления « Рис. 2.34. Принципиальные схемы сетевых фильтров Pilot L и Pilot Pro Для правильного выполнения заземления обязательно необходим болт, клемма заземления должна быть привинчена гайкой с пружинной шайбой. Вид самореза, ввин ченного без шайб в непонятную «фитюльку», вызывает только сочувствие к обладате лю такого блока. Этот недостаток можно легко обнаружить, если снять крышку блока питания. Но обычно его продают опломбированным и грозят лишить гарантии, если покупатель окажется слишком любопытным и захочет заглянуть под эту крышку.

Второй способ подключения компьютера к питающей сети — через сетевой фильтр — практически не отличается от рассмотренного выше. При поломке сетевого фильтра мо жет произойти потеря данных или выход из строя самого компьютера. Принципиальные схемы сетевых фильтров Pilot L, Pilot Pro представлены на рис. 2.34, а их технические характеристики — в табл. 2.8. Как видно на принципиальных схемах, простые сетевые фильтры выполняются практически так же, как и входные фильтры источников питания.

Таблица 2.8. Технические характеристики сетевых фильтров Модель Характеристика Pilot Pro Pilot L Номинальное напряжение/частота, В/Гц 220 В/50-60 220 В/50- 2,2 2, Суммарная мощность нагрузки, кВт Номинальный ток нагрузки, А 10 Ослабление импульсных помех, раз импульсы 4 кВ, 5/50 не Не менее 10 Не менее импульсы 4 кВ, 1/50 мкс Не менее 4 Не менее Ток помехи, выдерживаемый ограничителем, кА Не менее Не менее 2. Максимальная поглощаемая энергия, Дж 80 Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100 А, В 700 Ослабление высокочастотных помех, дБ 0,1 МГц 5 1 МГц 10 10МГц 30 Потребляемая мощность(не более), ВА 2 Глава 2. Проблемы защиты информации Как правило, сетевые фильтры защищают только от больших перепадов напряже ния. Во многих конструкциях защитные свойства сетевого фильтра базируются на ис пользовании в электрической схеме мощных нелинейных резисторов — варисторов.

При нормальном напряжении ток через варистор практически не течет. В момент броска напряжения сопротивление варистора резко уменьшается, через варистор течет ток.

Другими словами, варистор шунтирует цепь питания компьютера, телевизора и т. д., рассеивая энергию импульса на себе.

Для третьего варианта подключения компьютера к сети характерно включение между сетью и блоком питания дополнительного устройства защиты. Обычно для этих целей используются устройства бесперебойного питания (UPS), которые предназна чены для улучшения качества электроэнергии сети переменного тока и обеспечения бесперебойного электропитания оборудования при выходе ее из строя. Существуют устройства бесперебойного питания нескольких основных типов, но все они обяза тельно содержат следующие функциональные узлы:

Q входной фильтр-ограничитель перенапряжений;

О зарядное устройство для аккумуляторов;

Q аккумуляторный блок;

G преобразователь напряжения или инвертор;

О переключатель каналов;

Q стабилизирующий каскад;

Q система управления.

Источники бесперебойного питания различают по классам (режимам работы):

Q off-line (stand-by);

Q on-line;

Q гибридные (line interactive).

Главное различие заключается в выборе основного канала передачи энергии к по требителю. Для класса off-line в каждый момент времени UPS может находиться в одном из двух режимов работы — stand-by или on-line. В основном режиме, когда напряжение в сети находится в допустимых пределах (standby mode), компьютер запи тывается через ветвь, содержащую только входной фильтр (рис. 2.35). При этом акку муляторы подзаряжаются от маломощного зарядного UPS, а напряжение с инвертора не поступает на выход источника. В этом режиме функционирование UPS ничем не отличается от работы обыкновенного сетевого фильтра. Никакой стабилизации напряжения не происходит.

Поскольку питание компьютера и периферийного оборудования обеспечивается напряжением промышленной сети переменного тока, постоянное напряжение акку Вход, Выход^ Рис. 2.35. Структурные схемы UPS типа off-line (a), on-line (б), line interactive (в) муляторной батареи должно быть преобразовано в переменное, соответствующее но минальному напряжению сети. Для этого в UPS используется специальное устрой ство — инвертор.

Если подача электроэнергии прекратилась или напряжение в сети стало ниже не которой допустимой величины, то UPS подключает питание от батарей и ветвь, содер жащую инвертор, тогда энергия к потребителю поступает от аккумуляторов.

Среди достоинств UPS off-line стоит отметить простоту схемного решения, деше визну, минимальные габариты и небольшой вес. Эти источники целесообразно исполь зовать для защиты персональных компьютеров, периферийного оборудования, быто вой оргтехники.

Особенность данной системы в том, что переключение в on-line при выходе напряжения сети за допустимые пределы происходит очень быстро, а возврат в standby mode — с обязательной задержкой в несколько секунд. Иначе, при многократных бросках напряжения в сети, происходило бы непрерывное переключение stand-by/on line и обратно, что привело бы к значительным искажениям тока нагрузки и возможно му выходу ее из строя или к сбою в ее работе.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 11 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.