Information och nätverkssäkerhet

Miguel Soriano

Författare

Miguel Soriano

Titel

Information och nätverkssäkerhet

Översatt av

Dalibor Svoboda

Publicerad av

České vysoké učení technické v Praze

Sammanställt av

Fakulta elektrotechnická

Kontakt adress

Technická 2, Praha 6, Czech Republic

Granskad av

Jaroslav Chlumsky

1:a utgåva

ISBN 978-80-01-05301-0

Innovative Methodology for Promising VET Areas (IMProVET)
http://improvet.cvut.cz

Projektet genomförs med ekonomiskt stöd från Europeiska kommissionen.
För uppgifterna i denna publikation (som är ett meddelande) ansvarar endast upphovsmannen. Europeiska kommissionen tar inget ansvar för hur dessa uppgifter kan komma att användas.

ANTECKNING

Denna kurs innehåller information för studenter i behov av grundläggande orientering inom ämnet information- och nätverkssäkerhet.

MÅL

Denna kurs ger grundläggande kunskap om information och nätsäkerhet, dvs hur man säkerställer information och nätsäkerhet, hur man skyddar en dator och hur man lindrar olika typer av säkerhetshot. Den innehåller också en kort översikt av offentlignyckel- och hemlignyckelkryptografi och algoritmer. Slutligen tillhandahålls grundläggande information om nätverkssäkerhet, däribland säkra protokollbrandväggar och intrångsdetekteringssystem samt standardlösningar för trådlösa nätverks säkerhet.

LITTERATUR

[1]  Bruce Schneier: Applied Cryptography. John Kiley & Sons, Inc., New York, 1994

[2]  William Stallings: Cryptography and Network Security. Principles and Practices. Prentice Hall, New Jersey, 2003

[3]  Vesna Hassler: Security fundamentals for E-Commerce. Artech House, Boston, 2001

[4]  Rolf Oppliger: Internet and Intranet Security. Artech House, Boston, 2002

[5]  Michael Sikorski, Andrew Honig: Practical Malware Analysis, The Hands-On Guide to Dissecting Malicious Software. No Starch Press, February 2012

[6]  Michael Goodrich,Roberto Tamassia: Introduction to Computer Security, 2010

[7]  John R. Vacca: Computer and Information Security Handbook (Morgan Kaufmann Series in Computer Security), 2009

[8]  Jason Andress: The Basics of Information Security: Understanding the Fundamentals of InfoSec in Theory and Practice, Elsevier, 2011

FÖRKLARINGAR

Definition | DEFINITION
Interesting | INTRESSANT
Note | NOT, NOTERING
Example | EXEMPEL
Summary | SAMMANFATTNING
Advantage | FÖRDEL
Disadvantage | NACKDEL

1
Introduction

1.1 Inledning

Informationssäkerhet handlar inte bara om att stoppa virus, hålla hackarna ute och sätta stopp för skräppost. Informationssäkerhet handlar också om att arbeta med medarbetare och ledningen och att se till att alla är medvetna om aktuella hot samt hur de kan skydda informationen och datasystem. Ord som informationssäkerhet, datasäkerhet och nätverkssäkerhet används ofta omväxlande. Dessa områden hänger ofta ihop och har gemensamma mål att skydda sekretess, integritet och tillgång till information. Det finns dock vissa subtila skillnader mellan dem.

DEFINITION

Informationssäkerhet innebär skydd av information och informationsystem mot obehörig åtkomst, användning, avslöjande, avbrott, ändring, genomgång, kontroll, inspelning eller förstörelse.

Datasäkerhet är det allmänna namnet för alla de verktyg som skyddar de behandlade och lagrade data och förhindrar hackarnas intrång.

Nätverkssäkerhet är det allmänna namnet för alla de verktyg som skyddar data under överföringen.

I samband med Internet används ofta uttrycket Internet Security. Detta uttryck inbegriper begreppet perimetrisk säkerhet som är det allmänna namnet för alla de verktyg nödvändiga för att skydda resurserna i ett privat nätverk från användare från andra nätverk.

SAMMANFATTNING

Skillnaderna mellan informationssäkerhet, datasäkerhet och nätverkssäkerhet ligger främst i förhållningssättet till ämnet, de metoder som används och områden av koncentration. Informationssäkerhet handlar om sekretess, integritet och tillgänglighet till data oavsett vilken form dessa kan ha: elektroniska, utskrivna eller andra former. Datasäkerhet fokuseras på att säkerställa tillgänglighet till och korrekt drift av ett datorsystem utan oro för den information som lagras eller behandlas av datorn. Nätverkssäkerhet fokuserar på att skydda data under deras överföring.

1.2 Orsakerna bakom säkerhetsproblem

Säkerhetsproblematiken i datasystem och nätverk är större än de välkända datavirus, och därför prioriteras den högt nuförtiden. I den nätverksanslutna världen behöver den nya generationen av vandaler och dataligister inte ha fysisk kontakt med offret. Data kan kopieras, överföras, ändras eller förstöras på ett tämligen enkelt sätt. Detta resulterar i att brottsplatsen är svår att hitta: det finns inga spår, identifiering av de skyldiga är nästan omöjligt, oro och otrygghet sprider sig och den rättsliga apparaten har svårt att vidta lämpliga åtgärder för att skipa rättvisa i denna typ av brott.

Eftersom Internet verkar i realtid skapar detta ytterligare en dimension av brottet: det sker omgående.

SAMMANFATTNING

Medan det finns många orsaker vad gäller säkerhetsproblem, minst tre typer av grundläggande svagheter öppnar dörren till dessa.

Tekniska svagheter

Svagheter i användarpolicy

Konfigurationssvagheter

NOT, NOTERING

Självklart kan vi lägga till mänskliga svagheter och några andra orsaker, men syftet är att fokusera på de problem som, när dessa redovisas, kan hanteras, övervakas och förbättras med hjälp av en säkerhetsstrategi.

Tekniska svagheter

Varje teknik har kända och okända svagheter respektive sårbarheter som kan utnyttjas av en tillräckligt motiverad bråkstake. Vissa brister uppmärksammas av massmedia eftersom de t.ex. förknippas med en välkänd produkt. Man ska inte falla i fällan att alla andra produkter måste vara säkra då massmedia inte har rapporterat något om dem. Det faktum att ingen har brytt sig om att hacka i en produkt betyder inte att denna nödvändigtvis är säker.

Vi kan nämna följande brister bl.a:

Internetprotokoll är inte konstruerade för säkerheten.. Idag arbetar en rad säkerhetsprodukter, praktiska säkerhetslösningar och säkerhetstjänster från många olika leverantörer tillammans för att minska riskerna.

Datorer och operativasystem för nätverk. Varje operativsystem (OS) är sårbart oberoende av tillverkaren eller om det är ett s.k. öppet standardsystem eller en egenutvecklad produkt. Uppkomna problem måste då lösas genom patchar (programfixar resp korrigeringsfiler), uppgraderingar och beprövade erfarenheter.

Svagheter i nätverksenheter. Nätverksenheter kan ha svagheter som ofta kallas "hål", vilka kan utnyttjas. Om möjligt bör patchar, IOS-uppgraderingar och beprövade erfarenheter tillämpas för att eliminera eller mildra kända problem.

Policy-svagheter

Policy-svaghet är en ”catchall”(slang) fras för företagets policy respektive brist på policy som oavsiktligt leder till säkerhetshot mot nätverkssystemet. Följande exempel är några av de frågor som kan negativt påverka ett företags datorsystem:

Avsaknaden av en antagen och dokumenterad plan innebär att säkerhetsarbetet utvecklas och upprätthålls, om alls, på ett ad hoc (inkonsekvent) sätt.

Brist på en katastrof- och återhämtningsplan. Utan en plan, ansträngningarna att bekämpa ett nätverk attack - eller ens ett fysiskt nödfall såsom en brand, översvämning respektive jordbävning - lämnas bedömningen av skador och åtgärder för att rädda det som kan räddas till personalen som finns på plats.. Även den mest utbildade och mest erfarna personal kan fatta dumma beslut när man står inför en oväntad katastrof.

Ingen policy för mjuk- och hårdvarukompletteringar eller ändringar. Oavsett om detta motiveras av ökad produktivitet eller ledigheter, kan kompletteringar eller uppgraderingar av mjuk- resp hårdvaror skapa oväntade säkerhetsproblem. Att lägga till en otillåten trådlös åtkomstled till ett nätverk kan öppna en virtuell garageport till nätverket och de resurser företaget besitter. På liknande sätt kan en obehörig skärmsläckare plocka med sig lösenord, användar-ID och annan information för någon annan.

Brist på säkerhetsövervakning. Även om ett säkert nätverk finns, bristande övervakning av loggar och användarmetoder kan möjliggöra uppkomst av obehörig användning som utvecklas och förökar sig. Det värsta utfallet kan vara att inte erkänna att en allvarlig förlust hade inträffat eller än värre fortfarande pågår.

Anställningsningspolitik. Frekvent personalomsättning, lägre ersättning för utfört jobb än normalt och brist på utbildningsmöjligheter kan alla påverka nätverkssäkerhet genom att otestade och olämpliga anställda finns på positioner med makt och ansvar.

Företags inrepolicy. Släpphänta attityder och praxis skapar ofta frestelser och är en relativt säker miljö för opportunistister att bedriva sitt hantverk. Detta är "vi alla är som en familj här" syndrom. Tyvärr, även några av de bästa familjer kan ha en ”tjuv” i sitt inre. Likaså kan stridigheter, förtal, maktkamp, eller revirkamp leda till säkerhetsproblem eller avleda uppmärksamheten, så att problem går oupptäckta.

Konfigurationssvagheter

Många nätverksenheter har standardinställningar som betonar prestanda eller enkel installation utan hänsyn till säkerhetsfrågor. Installation utan adekvat hänsyn till korrigering av dessa inställningar kan skapa potentiellt allvarliga problem. Några vanliga konfigurationsproblem innefattar följande:

Ineffektiva åtkomstkontrollistor misslyckas med att blockera avsedd trafikinformation

Alltför vanligt- eller gammalt lösenord. Avsaknad av lösenord.

Onödiga portar eller tjänster kvarlämnade aktiva

Användarnamn och lösenord utbyts i klartext

Svag eller oskyddad fjärråtkomst över Internet eller uppringningstjänster

Övervakning av säljmeddelanden och reklamerbjudanden i kombination med branschnyheter, kan identifiera det vanligaste och kända sårbarheter samt ofta ge tips om lämpliga skyddsåtgärder och lösningar.

1.3 Klassificering av attacker

SAMMANFATTNING

Säkerhetsattacker kan betecknas som olika typer av systematisk verksamhet som syftar till att minska eller förstöra säkerheten. Ur detta perspektiv kan en attack definieras som ett systematiskt hot som genereras av en enhet på ett konstgjort, avsiktlig och intelligent sätt.

Datanät kan vara sårbara för många hot längs många attackvägar:

Social ingenjörskonst, där någon försöker få åtkomst via sociala medel (låtsas vara en legitim systemanvändare eller administratör, lura folk att avslöja hemligheter, etc.)

Kriguppringning, där någon använder datorprogram och ett modem för att söka efter stationära datorer som är utrustade med modem vilka genom att svara levererar en möjlig väg till ett företagsnätverk.

Denial-of-service-attacker (“tjänstförnekelse attacker”), inklusive alla typer av attacker som syftar till att överbelasta en dator eller ett nätverk på ett sådant sätt att legitima användare av datorn eller nätverket inte kan använda den.

Protokoll-baserade attacker som drar nytta av kända (eller okända) brister i nättjänster.

Värdattacker, som angriper sårbarheter i vissa operativsystem eller i hur systemet är konfigurerat och administreras.

Lösenordsgissning, lösenord är sekvenser av symboler, vanligen i samband med ett användarnamn, som ger en mekanism för identifiering och autentisering av en viss användare. På nästan alla maskiner, väljer användarna själva lösenord. Detta placerar bördan av säkerheten på slutanvändare som antingen inte vet, eller ibland inte bryr sig om goda säkerhetsrutiner. En allmän regel lyder, lösenord som är enkla att komma ihåg, är likaledes lätt att gissa sig till. Angripare har flera arenor för lösenord för att undanröja detta hinder.

Avlyssning av alla slag, inklusive att stjäla e-postmeddelanden, filer, lösenord och annan information via en nätverksanslutning genom att avlyssna anslutningen

Säkerhetsattacker kan delas in i dessa två huvudkategorier:

Passiva attacker.

Aktiva attacker.

1.4 Passiva attacker

SAMMANFATTNING

Passiva attacker försöker att lära sig eller använda sig av information från systemet men påverkar inte systemresurser. En passiv attack är när en attackerare endast övervakar kommunikationskanalen. En passiv angripare hotar bara datasekretess. Passiva attacker har karaktären av avlyssning eller övervakning av överföringar. Målet för motståndaren är att få information som överförs.

Två typer av passiva attacker är relaterade till meddelandets innehåll och trafikanalys:

Avlyssning. I allmänhet sker nätverkskommunikation i ett oskyddat eller i klartextskrivet format. Detta tillåter en angripare som har fått tillgång till datavägar i nätverket för att lyssna på resp läsa och tolka de uppgifterna som utbyts via nätverket. Förmågan hos en tjuvlyssnare att övervaka nätverket är vanligtvis det största säkerhetsproblemet som administratörer möter i ett företag. Utan stark kryptering byggd på kryptografi kan data läsas av andra när dessa passerar nätet.

Trafikanalys. Denna refererar till processen att fånga och granska meddelanden för att härleda information från kommunikationsmönster. Den kan utföras även när meddelandena är krypterade och kan inte avkrypteras. I allmänhet, ju större antal meddelanden som observeras, eller uppfångas och lagras, desto mer information kan härledas från trafiken.

Figur 1 visar modellen för den passiva attacken

Modell av en passiv attack

1.5 Aktiva attacker

SAMMANFATTNING

Aktiva attacker försöker ändra systemresurser eller påverka deras verksamhet. I denna typ av attack försöker motståndaren ta bort, lägga till eller på annat sätt ändra överföringar över nätet. En aktiv angripare hotar dataintegritet och autentisering men också sekretessen.

Aktiva attacker innebär viss ändring av dataflöde eller inrättande av ett falskt flöde och kan delas in i sex kategorier:

Maskerad. Det är en typ av attack där angriparen låtsas vara en behörig användare av ett system för att få tillgång till det eller för att få större befogenheter än den är godkänd för.

Replay. I denna typ av angrepp, är en giltig dataöverföring uppsåtligt eller bedrägligt upprepad eller försenad. Detta görs antingen av upphovsmannen eller av en motståndare som fångar upp data för att återsända dem, eventuellt som en del av en maskerad attack.

Ändring av meddelanden. Angriparen tar bort ett meddelande från nätverkstrafiken, larmar det och sätter tillbaka den igen.

Man in the Middle (MitM). I denna typ av attacker uppsnappar en inkräktare kommunikation mellan två parter, vanligtvis en slutanvändare och en webbplats. Angriparen kan använda uppgifter som inhämtats för att begå identitetsstöld eller andra typer av bedrägerier.

Denial of Service (DoS) och Distributed Denial of Service (DDoS). En överbelastningsattack (DoS) är en händelse där en användare eller organisation berövas resurstjänster som de normalt förväntar sig att få. I en distribuerad denial-of-service, angriper ett stort antal infekterade system (kallas ibland ett botnät) ett enda mål.

Advanced Persistent Threat (APT). Avancerat ihållande hot. Det är en attack där en obehörig person får tillgång till ett nätverk och stannar där oupptäckt under en lång tid. Avsikten med en APT-attack är att stjäla data snarare än orsaka skador på nätet eller organisationen. APT attacker riktar sig mot organisationer som besitter information av högt värde, såsom försvarsmakten, tillverkningsindustri och finansbranschen.

Figur 1 visar ett exempel på ett aktivt angrepp (mer specifikt, ett modifieringsangrepp)

Ändringsaktiv attack

1.6 Angripare: mål och beteenden

DEFINITION

En angripare eller en inkräktare är en person som får eller som försöker få, obehöriga rättigheter eller obehörig åtkomst till informationssystemet.

NOT, NOTERING

Det finns många tillvägagångssätt för att klassificera angriparna. De grundläggande dragen som används för klassificering av de olika typerna av attacker kan delas in i följande tre grupper:

Angriparens plats i förhållande till det attackerade systemet.

Hur bra genomförd är attacken.

I vilket syfte uyfördes attacken.

Med hänsyn tagen till angriparens plats, finns det två olika typer av angripare:

Angripare på insidan eller insider,

Externa angripare eller utomstående.

En insider är i allmänhet en person som har tillgång till det interna datanätet och är därför en legitim användare, men försöker få obehörig åtkomst till data, systemresurser och andra tjänster eller använder på ett felaktigt sätt behöriga datauppgifter.

En utomstående är i allmänhet en person som inte har godkänd tillgång till det interna datornätverket men vill ingå i det med hjälp av utsatta ställen eller säkerhetsläckor.

Beroende på hur bra attacken är utförd kan angriparna delas in i dessa två huvudgrupper:

Amatörer.

Proffs.

Gruppen bestående av amatörer utför mindre farliga attacker än proffs gör. Dessa attacker är i linje med den låga utbildningsnivån samt den utrustning angriparna använder sig av.

Proffsgruppen består vanligtvis av dataspecialister, som har tillgång till specialiserade resurser och som är högutbildade och kompetenta. I praktiken innebär det att de kan generera mycket farliga attacker med allvarliga konsekvenser för datorsystem och nätverk.

En mycket omdiskuterad fråga när det gäller klassificering av angripare är uppdelningen av angriparna i följande två grupper:

Hackare

Crackers (Knäckare)

En hackare är en person med goda eller t.o.m. utmärkta IT-kunskaper som ofta är inblandad i viktiga programvaruprojekt och vars kunskap och know-how är användbara för att hitta eventuella sårbarheter och säkerhetshål i utformade system. Hackarens verksamhet är nyttig och användbar. Det finns även förteckning över hackare där deras beteende beskrivs.

En cracker är någon som har förmågan att besegra piratkopieringsskydd i datorprogram och som använder sina kunskaper på ett oetiskt sätt. Dock finns det flera definitioner av denna grupp som betonar andra sidor av deras verksamhet.

Det förekommer också andra grupper med angripare, den största av dem kallas scriptkiddies. Denna grupp av angripare består av användare med låg IT-kompetens. Vid attackerna utnyttjar dessa angripare ett skript som innehåller koderna för att missbruka sårbarheten i IS. Angriparna tillämpar dessa skript för IS utan att genomföra någon analys. De skadliga effekterna av denna verksamhet har oftast allvarliga konsekvenser. Dessa är de vanligaste och farligaste attacker.

1.7 Hur kan man skydda sig?

I det här avsnittet rekommenderas följande metoder för hemanvändare.

Använd välsammansatta lösenord

Lösenord är ofta det enda skyddet som används i ett system. Ett användar-ID är bara ett namn som inte verifierar identifiering, men lösenordet i samband med användar-ID fungerar som en identifierare. Därför fungerar lösenord som nyckeln till ditt nätverk, och du bör skydda dem som sådana. Brandväggar och intrångsdetekteringssystem betyder ingenting om dina lösenord äventyras.

Ett välsammansatt lösenord är ett som inte kan hittas varken i en engelsk eller annan utländsk ordbok . Det innebär också ett lösenord som inte är lätt att gissa. Längre lösenord är svårare att gissa eller knäcka än korta lösenord.

Nedan är en lista som kan användas för att komponera ihop välsammansatta lösenord:

Använd en meningslös kombination av bokstäver: De bästa sammansatta lösenorden framstår som rent nonsens. Till exempel, om vi tar frasen "Förvänta dig inte att jag ska bete mig perfekt och ha ett soligt leende" och vi använder bara den första bokstaven i varje ord, skulle vårt lösenord vara fdiajsbmpohesl.

Innehåller en mix av versaler och gemener: Lösenordet bör innehålla en versal någon annanstans än i början och även ett nummer.

Långa lösenord är bättre: Lösenordet skall vara minst 8 tecken långt.

Lösenorden skall bytas regelbundet: Även de bästa lösenord ska bytas regelbundet (var 60: dag eller så) för att förhindra att det används under den tid som det är avslöjat. I många operativsystem kan du ha denna regel för varje användare. Användaren kommer troligtvis finna denna praxis obekvämt, men det är smart säkerhet.

Ange nya lösenord i stället för att återanvända desamma om och om igen: Samma lösenord bör inte användas på nytt av en användare inom samma år eller till och med under så lång tid som 18 månader.

Använd inte en uppsättning tecken direkt från tangentbordet: Användning av lösenord som qwerty, 12345678, eller asdfghj måste undvikas. Även om de ser meningslösa ut, följer de ett tydligt mönster av på varandra följande tangenter på tangentbordet och lösenords krackningsanläggningar kommer att bryta dem på några sekunder.

Behandla lösenorden som topphemlig information: Alla lösenord ska skyddas och inte delas med andra! Många användare skriver sina lösenord på klisterlappar uppsatta på datorerna eller halvgömda under tangentborden. Det lurar ingen!

Lösenord för root- och administrativnivå är nyckeln till nätverksriket för en inkräktare. Systemadministratörer med root - det vill säga utan åtkomstbegränsningar och med förmågan att göra olika former av förändring - bör därför ha svårast möjliga lösenord och de strängaste reglerna när det gäller att ändra och återanvända dem. Det rekommenderas att följa dessa riktlinjer:

Skriv ner alla root lösenord och förvara dem på ett säkert ställe: Om sedan en administratör är arbetsoförmögen under en tid eller plötsligt lämnar arbete är lösenorden inte förlorade för alltid. Lösenordsåtervinningsprogram finns tillgängliga, men man vill egentligen inte förlita sig på dem i en nödsituation.

Ändra alla användarlösenord om det finns en misstanke om att en root-lösenord har äventyrats: Det är inte möjligt att garantera att alla lösenord inte har stulits om en okänd person har ett root- eller administrativnivålösenord.

Likaså om en vanlig användare misstänker att ett lösenord har stulits eller äventyrats, bör användaren omedelbart ändra lösenordet samt anmäla händelsen till företagets ledning.

Använd alltid antivirusprogram

Antivirusprogram är inte 100 % effektivt, men det är bättre än inget skydd alls. Vanligaste virus är inte alltid lätta att upptäcka av användaren, så om en användare inte har något antivirusskydd, vet han förmodligen inte att hans dator är infekterad.

Antivirusprogram består av två delar: sökmotorn och signaturfiler. Det är nödvändigt att regelbundet uppdatera både sökmotorena och signaturfilerna annars kommer antivirusprogram förlora sin effektivitet. Programvaran har vanligtvis ett uppdaterings- kommando eller man kan söka på säljarens webbplats för uppdateringar.

Sökmotorn talar om hur och var programmet ska skanna och signaturfiler är i huvudsak en databas över kända virus och deras egenskaper. Sökmotorn jämför filer på datorn med kända virus i signaturfiler. Signaturfilerna innehåller mönster av kända virus. Antivirusprogram är benägen att felaktigt lämna positiva resultat, men det är en liten olägenhet för det skydd man får.

När nya virus hittas, utfärdar antivirusprogramleverantörer uppdateringar till sina signaturfiler för att inkludera den nya virusstammen. Ibland behöver själva sökmotorn uppdateras. Om en del av programmet uppdateras och den andra delen är föråldrad, kommer det helt enkelt inte att fungerar.

För att uppnå maximalt skydd, är det nödvändigt att installera antivirusprogram på enskilda arbetsstationer samt alla servrar och andra datorer i nätverket. Det är det enda sättet att upptäcka virus i alla ingångar. Alla flyttbara media, till exempel USB-minnen, DVD-skivor etc ska genomsökas innan dessa används i ett system. Om antivirusprogram har installerats på Internet-gatewayservrarna, kan programvaran fånga virus som kommer in från externa anslutningar.

Ändra alltid standardkonfigurationer

Att installera ett system direkt ur leveranslådan och behålla standardkonfigurationen är förmodligen ett av de vanligaste misstag som folk gör när man installerar ett nätverk. Standardkonfigurationer har ofta standardadministrativa konton och lösenord som är kända av hackare världen över. Detta gäller routrar, hubbar, switchar, operativsystem, e-postsystem och andra serverapplikationer såsom databaser och webbservrar.

Förutom att ha kända lösenord på datorer, innehåller standardkonfigurationer flera säkerhetsluckor som bör korrigeras. Innan man kopplar en dator på nätet, bör de förinställda kontonamnen och lösenorden ändras och samtliga säkerhetsuppdateringarna bör användas.. Lite mer tid som spenderas på en dator i detta skede kan spara mycket sorg senare.

Figur 3 visar ett exempel på standardlösenord i vissa routrar.

Exempel på standardrouter lösenord

Använd en brandvägg

Användningen av någon typ av brandväggsprodukt rekommenderas starkt. Inkräktare skannar ständigt hemanvändarsystem för kända sårbarheter. Nätverksbrandväggar (antingen som programvaran eller hårdvarubaserade) kan ge ett visst skydd mot dessa attacker. Däremot kan ingen brandvägg upptäcka eller stoppa alla attacker, så det är inte tillräckligt att installera en brandvägg och sedan ignorera alla andra säkerhetsåtgärder.

Öppna inte okända e-postbilagor

Innan du öppnar några e-postbilagor, måste du vara säker på att du känner till avsändare av dessa. Det räcker inte att mailet kommer från en känd adress. Melissa-viruset spreds just för att det kom från en välbekant adress! Skadlig kod kan distribueras i underhållande eller lockande program.

När du öppnar en bifogad fil, är det viktigt att observera följande procedur:

Kontrollera att virusprogrammet är uppdaterat

Spara filen på hårddisken

Skanna filen med ett antivirusprogram

Öppna filen

För ytterligare skydd kan du koppla bort datorns nätverksanslutning innan du öppnar filen.

Efter dessa steg kommer risken för att skadlig kod som finns i bilagan kan spridas från datorn att minska, men inte helt elimineras.

Kör inte program av okänt ursprung

Kör aldrig ett program om du inte vet att det är producerat av en person eller ett företag som du litar på. Dessutom, skicka inte program av okänt ursprung till vänner eller kollegor bara för att de är roliga - de kan innehålla ett program med trojansk häst t.ex.

Håll alla program, inklusive operativsystemet, uppdaterat

Leverantörer släpper oftast patchar (korrigeringsfiler) för sin programvara när en sårbarhet har upptäckts. De flesta produktdokumentationerna erbjuder ett förfarande för att få uppdateringar och patchar.

Vissa program söker automatiskt efter tillgängliga uppdateringar, annars är det absolut nödvändigt att regelbundet kontrollera om det finns uppdateringar.

Stäng av datorn eller koppla från nätverket när den inte används

Stäng av datorn eller koppla bort dess nätverksgränssnitt när du inte använder den. En inkräktare kan inte attackera din dator om den är avstängd eller på annat sätt helt frånkopplad från nätverket.

Gör regelbundet säkerhetskopior av viktiga data och skapa startdiskett

Behåll en kopia av viktiga filer på flyttbara media såsom t.ex USB. Använd säkerhetskopieringsmjukvara om denna finns tillgänglig och förvara backup- disketter resp DVD i säkerhet en bit ifrån datorn. Dessutom, för att underlätta återhämtning efter ett säkerhetsbrott eller hårddiskfel, är det praktiskt att man har förberett en startdiskett. Denna hjälper till när du återställer datorn efter att en sådan händelse har inträffat. Självklart bör denna startdiskett komma till innan man har fått ett säkerhetsproblem.

1.8 Sammanfattning

I detta kapitel har vi introducerat följande viktiga begrepp: informationssäkerhet, datasäkerhet och nätsäkerhet samt skillnaderna mellan dem. Därefter har vi beskrivit orsakerna till säkerhetsproblem, klassificerat olika typer av säkerhetsattacker och beskrivit typer av angrepp enligt olika kriterier. Slutligen har vi tagit med ett avsnitt med några av de bästa metoderna för hemanvändare som önskar förbättra sin skyddnivå.

2
Skadlig programvara och antivirus.

2.1 Begreppet skadlig programvara (malware)

DEFINITION

Skadlig programvara (malware) är ett samlingsnamn som beskriver skadlig eller irriterande programvara installerad i systemet. Dess syfte är att utnyttja en dator till att utföra oönskade åtgärder utan användarens medgivande.

Inplantering av skadlig kod kan inte bara orsaka störningar i datordrift utan kan också användas för att samla in känslig information eller få obehörig åtkomst till datorsystem. Malware är inte samma sak som en defekt mjukvara, vilket är ett program som har ett legitimt syfte men innehåller skadliga buggar som inte upptäcktes innan programmet släpptes ut.

Faktum är att datavirus egentligen är en del inom den större malware-familjen, liksom andra exemplar som maskar, trojanska hästar, adware, spyware, spökprogram, osv ..

INTRESSANT

Nuförtiden distribueras de flesta skadliga program via Internet. En av de vanligaste metoderna är känd som "drive-by download". Den hämtar och kör skadlig fil, till exempel via webben eller som en skadlig PDF-fil ivägskickad i en e-post-bilaga. I många fall luras användaren att tro att ett visst program eller data är användbart för honom, till exempel som en programvara för att spela upp video. I andra fall är infektionen dold för användaren på en webbsida som utnyttjar sårbarheter i webbläsaren för att ladda ner och inplantera en skadlig kod vid besök. Emellertid kan nästan alla Internet-protokoll till exempel P2P eller snabbmeddelanden, användas för att sprida skadliga koder. Det är också viktigt att komma ihåg att olika lagringsenheter kan fortplanta skadliga program, distributionen via USB-minnen är mycket vanlig.

2.2 Antivirusprogram

SAMMANFATTNING

Antivirus eller anti-virus programvara används för att förebygga, upptäcka och ta bort skadlig kod. Antivirus bekämpar inte bara virus men är också effektiv mot datormaskar, trojanska hästar, spionprogram och adware. För att vara effektiv bör antivirusprogram uppdateras regelbundet annars kommer det inte att ge skydd mot nya virus.

Att ”utrota ett virus” är en term som används för att rensa en dator. Det finns flera metoder för utrotning:

Ta bort viruskoden i den smittade filen

Ta bort den smittade filen

Sätt den infekterade filen i karantän, vilket innebär att man flyttar den till en plats där den inte kan köras

En mängd olika strategier används vanligtvis.

Signaturbaserad upptäckt innebär eftersökning av kända datamönster inom körbar kod. Virus mångfaldigas genom att infektera "ett värdprogram", vilket innebär att de kopierar en del av körbar kod i ett befintligt program. För att se till att de verkar som avsett, är virus programmerade att inte smitta samma fil flera gånger. För att göra det, har de en bytesserie i det smittade programmet för att kontrollera om det inte redan har smittats. Detta kallas en virus-signatur. Antivirusprogram förlitar sig på denna signatur, som är unik för varje virus, för att upptäcka dem. Denna metod kallas signaturbaserad detektering, och är den äldsta metoden som används av antivirusprogram. Dock kan denna metod inte känna virus som inte har arkiverats av tillverkare av antivirusprogrammet. Dessutom kan virusprogrammerare ge sina virus kamouflagfunktioner, vilka gör deras signatur svårt, om inte omöjlig att upptäcka. För att motverka dessa hot kan heuristik upptäcktsmetod användas.

En typ av heuristisk metod, generiska signaturer, kan identifiera nya virus eller varianter av befintliga virus genom att leta efter kända skadliga koder, eller små variationer av sådana koder, i datafiler. Den heuristiska metoden går ut på att analysera beteendet hos applikationer för att upptäcka aktivitet liknande den av ett känt virus. Denna typ av antivirusprogram kan därför upptäcka virus även när antivirusdatabasen inte har uppdaterats. Å andra sidan, är de benägna att utlösa falsklarm.

INTRESSANT

Oavsett hur bra antivirusprogram är, kan det ibland ha nackdelar. Antivirusprogram kan försämra datorns prestanda. Oerfarna användare kan också ha svårt att förstå instruktionerna samt även beslut som antivirusprogram råder dem att fatta. Ett felaktigt beslut kan leda till en säkerhetsöverträdelse.

2.3 Kategorisering av skadliga program

Skadlig programvara (malware) kan klassificeras på olika sätt beroende på olika kriterier: t.ex med hjälp av distributionsmekanismer eller installationsmetoder i systemet, eller hur de fjärrstyrs osv. Numera har malware-exemplar oftast många funktioner och därför brukar de klassificeras enligt sitt viktigaste kännetecken. Till exempel kan det finnas en trojansk häst med rootkit-kapacitet som kan vara dolt för expertanvändare och säkerhetslösningar. Det kan också vara en uppstart av infekterade datorer som fjärstyrs i ett nätverk. Samtidigt kan det visa reklam och ta över tangenttryckningar, så den kan beskrivas som hörande till annonsprogram och ”keylogger” familjer. Det vill säga, det skulle vara en trojansk häst-rootkit-bot-adware-keylogger ... Allt i ett! I själva verket är detta ganska vanligt.

NOT, NOTERING

En första klassificering av skadlig progarmvara bygger på behovet av en värdfil för förökning.

Följande fyra typer skadliga programvaror behöver värdfiler för förökning:

Falluckor

Logiska bomber

Trojanska hästar

Virus

Figur 4 visar fördelningen av skadliga program i kategorier (källa: Panda Security)

Fördelningen av skadliga program i kategorier

Två typer av skadliga program som inte behöver en värdfil för förökning :

Maskar

Zombies

Falluckor är hemliga ingångar i programmet som kan ge tillträde till systemet utan att behöva gå igenom säkerhetsmekanismer. Detta tillvägagångssätt att ta sig in används av programmerare under felsökning av programmet. Falluckorna hjälper att undvika autentiseringsmekanismer under programmets felsökning och testning och det är då programmerare kan få särskilda rättigheter. Då dessa falluckor söks av skadlig programvara resulterar detta i ett allvarligt hot mot programvara i datorsystemet.

Logiska bomber är den äldsta typen av skadlig mjukvara som hotar programvaran. Logiska bomber är integrerade i ett legitimt program som aktiveras efter uppfyllandet av vissa villkor. Ett exempel på dessa villkor kan vara närvaron eller frånvaron av en specifik fil i en förinställd dag, vecka eller datum för att starta en viss applikation. Logisk bomb kan orsaka förlust eller skada till exempel kan den radera vissa filer, avsluta vissa datorapplikationer och så vidare ...

Trojanska hästar är program eller kommandon som utför användbara förfaranden eller processer men samtidigt genomför de också skadliga aktiviteter i bakgrunden, som t.ex. dataraderingar. Ett speciellt exempel på denna typ av skadlig programvara är spionprogram som samlar lösenord som knappas på tangentbordet, information om besökta webbsidor, vilken typ av programvara som används i datorn samt vilken information som har skickats via Internet.

Virus är program som fäster sig vid andra program eller filer och kan utföra otillåtna handlingar. En värdfil som kan vara modifierad av viruset behövs för förökning. Virus kan angripa andra filer, förökar sig och förstöra IS.

En mask kan föröka sig från en dator till en annan om dessa två är sammankopplade genom nätverket. Maskens utbredning utförs främst med hjälp av e-postklienter eller genom klienternas tjänster.

En zombie är en skadlig programvara som sprids via nätverket. Efter att framgångsrikt ha penetrerat ett datorsystem, kan den smittade datorn fjärrstyras och administreras. När flera datorer angrips av samma typ av skadlig programvara, kallas detta botnät. Botnätet kan styras från en annan dator och tvinga infekterade datorer att utföra samma order. Detta möjliggör DDoS (Distributed Denial of Service) attack.

2.4 Virusets livscykel

NOT, NOTERING

Virus livscykel består av fyra faser:

Vilandefas

Förökningsfas

Utlösandefas

Genomförandefasen

I vilandefasen förblir viruset inaktivt, det utför inte någon aktivitet alls. Dock bör det noteras att inte alla virus har denna fas i sin livscykel.

I förökningsfasen, placerar viruset en identisk kopia av sig själv till ett annat program eller till vissa områden på hårddisken. Varje infekterat program innehåller nu en klon av viruset, som kan sprida sig vidare.

I den utlösande fasen aktiveras viruset. Denna fas kan sättas igång av olika villkor eller tillstånd i det infekterade programmet.

I genomförandefasen utför viruset den verksamhet som det programmerades för då viruset skapades. Dessa oftast destruktiva aktiviteter kan orsaka skador på informationen i det infekterade datasystemet.

2.5 Sammanfattning

I detta kapitel har vi infört begreppet skadlig programvara och klassificerat olika typer av skadliga program baserat på olika kriterier såsom utbredning, installationsmetod, viktigaste funktionen och så vidare. Vi har också utforskat faser i livscykeln för ett virus. Utöver detta beskriver kapitlet flera metoder för att rensa en infekterad dator. Eftersom dessa metoder kräver att upptäcka skadlig kod, har vi beskrivit olika strategier som vanligen används för detektion.

3
Säkerhetstjänster och säkerhetsmekanismer

3.1 Säkerhetstjänster

DEFINITION

En säker miljö är en tjänst som garanterar tillräcklig säkerhet i systemen eller dataöverföringar. Säkerhetstjänster genomförs av säkerhetsmekanismer enligt säkerhetsregler.

I över 20 år har informationssäkerhet haft sekretess, integritet och tillgänglighet (den så kallade CIA-triaden) som de grundläggande principerna för informationssäkerhet.

Senare har andra delar av informationssäkerhet lagts till de tre klassiska säkerhetsattribut i CIA-triaden. Dessa element är autentisering (verifiering), tillträdes- kontroll, oavvislighet och integritet. Denna klassificering är dock föremål för debatt bland säkerhetsexperter.

3.2 Konfidetialitet (Insynsskydd)

DEFINITION

Konfidentialitet syftar till att skydda information från offentliggörande till obehöriga enheter (organisationer, människor, maskiner, processer). Ingen får läsa data utom den specifika enheten (enheter) som dessa är avsedda för. Informationen inkluderar datainnehåll, storlek, existens, samt kommunikationens egenskaper, m.m.

Konfidentialitet är ett krav

När data lagras på ett medium (t.ex hårddisken på en dator) som kan läsas av en obehörig person.

När data säkerhetskopieras till en enhet (till exempel DVD eller USB) som kan falla i händerna på obehöriga individer.

När data överförs via oskyddade nätverk.

Med tanke på den förfining och styrka hos beslutsamma motståndare i dag, måste kryptografiska metoder användas för att tillhandahålla sekretess för alla känsliga uppgifter. Vad gäller dataintegritet kräver detta en gemensam förståelse (kompatibilitet) mellan enheter av lämpliga algoritmer och nycklar.

3.3 Dataintegritet

DEFINITION

Dataintegritet betyder skydd av data gentemot skapandet, ändringar, raderingar, kopieringar eller omformuleringar utförda av obehöriga enheter (organisationer, människor, maskiner, processer). Integritetskränkningar orsakas alltid med hjälp av aktiva attacker. Med andra ord, integritet avser tillförlitlighet i informationsverktygen.

Dataintegritet är förvissningen om icke-ändring: att data (antingen under överföring eller i förvaring) inte har oupptäckt ändrats antingen genom olyckshändelse eller avsiktligt illvillig aktivitet. Det är uppenbart att en sådan försäkran är viktigt i alla typer av företag eller i miljöer där elektronisk handel sker, men det är önskvärt på många andra ställen också.

Integriteten i ett informationssystem består av bevarande utan förvanskning av något som överförs eller matas in i systemet. För att motarbeta avsiktlig datamanipulation utförd av en beslutsam motståndare vars mål är att ändra innehållet av uppgifterna för sin egen vinning, krävs det användning av kryptografiska metoder. Således måste lämpliga algoritmer och nycklar som används vara godtagna (accepterade) mellan den enhet som vill leverera uppgiftsintegritet och den enheten som vill försäkra sig om dataintegritet.

3.4 Tillgänglighet

DEFINITION

Tillgänglighet innebär att ha snabb tillgång till information. Till exempel kan en diskkrasch eller denial-of-service attacker orsaka ett avbrott i tillgängligheten. Varje försening som överstiger de förväntade servicenivåerna för ett system kan beskrivas som ett åsidosättande av tillgänglighet. Ett informationssystem som inte är tillgängligt när du behöver det är minst lika dåligt som inget system alls. Och det kan vara mycket värre, beroende på hur beroende organisationen har blivit av en fungerande dator och kommunikationsinfrastruktur.

Tillgänglighet, liksom andra aspekter av säkerhet, kan påverkas av rent tekniska orsaker (t.ex. en dåligt fungerande del av en dator eller kommunikationsenhet), naturfenomen (t.ex. vind eller vatten), eller mänskliga orsaker (avsiktliga eller oavsiktliga).

Medan de relativa riskerna med dessa kategorier beror på det speciella sammanhanget är den allmänna regeln att människor är den svagaste länken. (Därför är varje användares förmåga och vilja att använda ett datasystem på ett säkert sätt avgörande.)

3.5 Autentisering (Verifiering)

DEFINITION

Autentiseringstjänsten handlar om att säkerställa att kommunicerande enheter förses med försäkran och information om behöriga identiteter av de kommunicerande parterna (människor, maskiner, processer).

I fallet med ett enda meddelande, såsom en varning eller alarmsignal, är funktionen av autentiseringstjänsten att försäkra mottagaren att meddelandet kommer från källan som den påstår sig vara från.

I fallet med en pågående interaktion, såsom anslutning av en terminal till en värd, är två aspekter inblandade. Först vid inledande av anslutningen, försäkrar tjänsten att de två enheterna är äkta, det vill säga att var och en är den enhet som den påstår sig vara. För det andra, måste tjänsten säkerställa att anslutningen inte kan störas t.ex av en tredje part maskerad som en av de två legitima parterna i syfte att genomföra obehörig överföring eller mottagning.

3.6 Tillträdeskontroll (Åtkomstkontroll)

DEFINITION

Tillträdeskontroll går ut på att skydda informationsresurser eller tjänster från åtkomst eller användning av obehöriga enheter (organisationer, människor, maskiner, processer). Det vill säga, tillträdeskontroll avser att förhindra obehörig användning av en resurs (dvs. denna tjänst kontrollerar vem som kan få tillgång till vissa resurser, på vilka villkor tillträde kan uppstå och vad de som kommer åt resurser får göra).

För att få denna tjänst måste varje enhet som försöker att få tillgång till den först identifieras eller autentiseras, så att tillträdesrätten kan anpassas till individen. För att bättre förstå åtkomstkontroll är det viktigt att definiera följande begrepp:

Privilegier - rättigheter att komma åt eller använda resurser eller tjänster

Principer - enheters egna tillträdeskontrollprivilegier

Föremål - enheters utövande av tillträdeskontrollprivilegier

Objekt / mål - resurser eller tjänster som används av de berörda

Delegering - överföring av tillträdeskontrollprivilegier bland huvudmännen

Bemyndigande - överföring av tillträdeskontrollprivilegier från huvudmännen till andra användare

The Access control lists (ACLs) (Åtkomstkontrolllistan) är den mest typiska skyddsmekanism som används för att erbjuda denna tjänst.

3.7 Oavvislighet (Non-repudiation)

En säker kommunikation behöver ha en tjänst som ansvarar för generering av digitala bevis för att lösa tvister som uppstått vid nätverksfel eller enheters olämpliga uppträdande då digital information utbyts mellan två eller flera deltagare.

DEFINITION

Oavvislighet (non-repudiation) är en tjänst som säkerställer bevis för att skydda mot förnekande av en av de enheter som har deltagit i en kommunikationutbyte för att ha deltagit i hela eller delar av detta ubytet.

Icke avståndstagande (non- repudiation) är säkerställandetjänst med syfte att garantera att avsändaren av ett meddelande inte senare kan förneka att ha skickat meddelandet och att mottagaren inte kan förneka att ha mottagit meddelandet.

Den innehåller oavvislig ursprungsbeteckning (dvs. bevis på att meddelandet har skickats av den specifika parten) och oavvislig mottagning (dvs bevis på att meddelandet har tagis emot av den specifika parten).

NRO (Non-repudiation of origin) tillhandahåller bevis till mottagare att meddelandet skickades av den angivna avsändaren.

NRR (non-repudiation of receipt) tillhandahåller bevis för avsändare att den avsedda mottagaren fått meddelandet.

De typiska skyddsmekanismerna är: notarisation (bestyrkande), tidsstämpel, digitala signaturer och bekräftelse.

3.8 Dataintegritet

DEFINITION

Skydd av personuppgifter säkerställer att en individ bevarar rätten att kontrollera vilken information om honom som samlas in, hur den används och vem som använder det.

I ett öppet nätverk som Internet, kan den ökade förmågan att dela med sig av information leda till nya sätt på vilka integritet kan undermineras. Ny teknik kan skapa nya sätt att samla information som kan ha negativa konsekvenser för att behålla integriteten. Användningen av informationsutvinning och tillkomsten av olika sökmotorer har skapat en förmåga att samla samt från en mängd olika källor enkelt kunna sammanställa information om enskilda.

INTRESSANT

Det finns så mycket information som lagras i många databaser över hela världen att en person inte har någon praktisk möjlighet att känna till eller kontrollera all den information om sig själv som andra kan ha grepp om eller tillgång till. Sådan information skulle kunna säljas till andra i vinstsyfte och/eller användas för ändamål som inte är kända eller sanktionerade av den berörda individen. Begreppet informations- integritet har blivit allt viktigare eftersom fler system som kontrollerar ökade informationsmängder tas fram.

På Internet kan integritet, en viktig fråga för användarna, delas upp i dessa betänkligheter:

Vilken personlig information kan delas med vem/vilka

Kan meddelanden utbytas utan att någon annan ser dem

Om och hur man kan skicka meddelanden anonymt

Vidare, eftersom lokaliserings-/spårningskapacitet av mobila enheter ökar, påverkar detta användarnas integritet, då användarens position och val utgör personuppgifter och felaktig användning av dessa bryter mot användarens integritet.

Det finns många sätt att skydda användarens integritet på Internet. Till exempel kan e-post krypteras. Surfandet på webbsidor, samt andra online-aktiviteter kan genomföras spårlöst via anonymitetstjänster med hjälp av så kallade mix-nät. Dessa mix-nät kan användas för att förhindra för internetleverantörer att samla upp information om vilka webbplatser man besökt och med vem/vilka man kommunicerat.

3.9 Säkerhetsmekanismer

DEFINITION

Säkerhetsmekanism är en process som genomför säkerhetstjänster baserade på en hårdvara (teknisk), programvara (logiskt) och fysisk eller administrativ strategi. Säkerhetsmekanismer stöder säkerhetstjänsten att genomföra särskilda insatser för att skydda mot angrepp eller konsekvenser av ett angrepp.

Säkerhetsmekanismerna är indelade i dels de som genomförs av ett särskilt protokoll- lager och dels de som inte är specifika för något särskilt protokollskikt eller säkerhetsåtgärd.

Till de grundläggande krypteringsmekanismerna hör:

Kryptering

Digital signatur

Tillträdeskontrol

Dataintegritet

Autentiseringsutbyte

Trafikutfyllnad (padding)

Routning-kontroll

Notarisation

Kryptering är en mekanism som skyddar informationsinnehåll i ett meddelande genom att använda matematiska algoritmer som omvandlar data till en form som inte är läsbar för obehöriga personer.

Digital signatur är den mekanism som använder sig av kryptografisk omvandling av en dataenhet för att styrka ursprung och integriteten hos dataenheten i fråga i syfte att skydda mot förfalskning.

Tillträdeskontroll omfattar en rad mekanismer som upprätthåller rättigheter till resurser. Denna mekanism ger tillstånd att komma åt vissa resurser.

Dataintegritet omfattar en rad mekanismer som används för att säkerställa integriteten för en dataenhet eller flöde av dataenheter.

Autentiseringsutbyte är en mekanism som syftar till att säkerställa identiteten hos en enhet med hjälp av informationsutbyte.

Trafikutfyllnad (padding) är en mekanism som fogar in databitar i luckorna i ett dataflöde för att hindra försök till trafikanalys.

Routing-kontroll möjliggör val av fysiskt säkra vägar för viss datainformation och tillåter dirigeringsförändringar, särskilt när en säkerhetsöverträdelse misstänks. Denna mekanism innebär också skalskydd.

Notarisation är en mekanism som använder en betrodd tredje part för att säkerställa vissa egenskaper hos ett datautbyte.

Skalskydd är en mekanism som gör det möjligt att acceptera eller neka data från eller till en viss adress eller tjänst som ligger utanför det lokala nätverket. Säkerhetsvakter genomför kartläggning av säkerhetsmekanismer.

3.10 Säkerhetstjänster – kartläggning av mekanismer

Enstaka säkerhetstjänster behöver genomföras av flera olika säkerhetsmekanismer. Nedan visas sambandet mellan säkerhetstjänster och säkerhetsmekanismer.

Förstora

Säkerhetstjänster och deras mekanismer

3.11 Sammanfattning

Kommunikation kräver integration av olika tjänster för att säkerställa tillräcklig säkerhet för dataöverföring. I detta kapitel har vi presenterat de viktigaste säkerhetstjänsterna (sekretess, integritet, tillgänglighet, autentisering, åtkomstkontroll, oavvislighet och privatlivets okränkbarhet) och tagit fram de säkerhetsmekanismer som krävs för att tillhandahålla sådana tjänster. I grund och botten är dessa säkerhetsmetoder: kryptering, digitala signaturer, åtkomstkontroll, dataintegritet, autentiseringutbyte, trafikutfyllnad, routingkontroll och notarisation. Slutligen har vi etablerat en koppling mellan säkerhetstjänster och dess mekanismer

4
Kryptografins grunder

4.1 Inledning

Kryptografi är ett starkt matematiskt verktyg för att bekämpa många typer av säkerhetshot. Många säkerhetstillämpningar är i själva verket baserade på användning av kryptografi dvs för att kryptera och dekryptera data.

DEFINITION

Kryptering är läran om att ändra uppgifterna så att om en obehörig person får tillträde till krypterade data kommer dessa vara oigenkännliga och värdelösa. Dekryptering är att omvandla krypterade data till sin ursprungliga form.

Kryptografi gör det möjligt att lagra känslig information eller skicka den över osäkra nätverk (såsom Internet) så att den inte kan läsas av någon annan än den avsedda mottagaren. Kryptografi har nu blivit en branschstandard för informationssäkerhet, tillit, kontroll av tillgången på resurser och elektroniska transaktioner.

INTRESSANT

Denna teknik används i vardagliga handlingar, såsom att ringa eller ta emot ett samtal från en mobiltelefon, betala med kredit- eller betalkort, ta ut pengar från en bankomat eller logga in på en dator med ett lösenord.

En krypteringsalgoritm eller chiffer är en matematisk funktion som används i krypterings- och dekrypteringsprocessen. En krypteringsalgoritm fungerar i kombination med en eller flera nycklar - ett ord, nummer eller fras - som krypterar klartext. Samma klartext krypterar till olika chiffertext när olika nycklar används. Säkerheten för krypterade data är helt beroende av två saker: styrkan i krypteringsalgoritmen och sekretessen kring krypteringsnyckeln.

En stark krypteringsalgoritm måste uppfylla följande kriterier:

Det får inte finnas något sätt att hitta klartexten om nyckeln är okänd, förutom råstyrka, dvs genom att prova alla möjliga nycklar tills den rätta hittas.

Antalet möjliga nycklar måste vara så stort att det är beräkningsmässigt omöjligt att faktiskt arrangera en lyckad kraftfull attack under en rimlig tid.

Allt som görs genom kryptering måste kunna göras ogjort under dekryptering med samma nyckel.

I den här kursen kommer vi att undersöka vad kryptering gör. Vi kommer att införa grundläggande begrepp inom kryptering och studera krypteringsnycklar respektive krypteringsmodeller. Emellertid ligger det utanför ramen för denna kurs att beskriva:

hur en krypteringsnyckel fungerar, grundläggande principer för att utforma krypteringsalgoritmer.

hur en krypteringsnyckel kan misslyckas, hur krypteringsalgoritmer kan brytas med hjälp av kryptoanalys.

4.2 Klassificering av kryptografiska algoritmer

Kryptografiska algoritmer kan klassificeras som:

Symmetrisk nyckel eller hemlig algoritm nyckel. Inom dessa algoritmer används en nyckel för både kryptering och dekryptering. Advanced Encryption Standard (AES) är ett exempel på ett konventionellt kryptosystem som vitt används.

Kryptering med öppen nyckel eller asymmetrisk nyckelkryptografi är ett system som använder två nycklar för kryptering: en publik nyckel som krypterar data och en motsvarande privat eller hemlig nyckel för dekryptering. Även om de två nycklarna i samma par är matematiskt länkade är det beräkningsmässigt omöjligt att härleda den privata nyckeln från den publika nyckeln. En användare eller enhet publicerar sin publika nyckel för världen och håller samtidigt sin privata nyckel hemlig. Alla som har en publik nyckel kan kryptera informationen men kan inte dekryptera den. Endast de som har motsvarande privata nycklar kan dekryptera informationen.

INTRESSANT

Den främsta fördelen med kryptering med öppen nyckel är att den tillåter människor som inte har något tidigare säkerhetsarrangemang att utbyta meddelanden på ett säkert sätt. Avsändaren och mottagaren behöver inte dela några hemliga nycklar via säkra kanaler, all kommunikation omfattas av meddelande krypterade med öppna nycklar och ingen privat nyckel behöver föras över eller delas ut.

4.3 Terminologi

Vanlig text (plaintext) är det budskap som måste överföras till mottagaren. Det är också allmänt kallat klartext.

Chiffertext är resulatet som fås efter att man krypterar klartexten.

Kryptering är en process för att ändra innehållet i en klartext på ett sådant sätt att den döljer själva meddelandet.

Dekryptering är det motsatta till kryptering, det är ett förfarande att hämta klartext- meddelande från dess krypterade form (chiffertexten). Denna process omvandlar chiffertexten till klartext.

Key är ett ord, nummer eller rad som används för att kryptera klartexten eller att dekryptera chiffertexten.

Kryptoanalys är läran om att bryta koder och chiffer.

Hash-algoritm är en algoritm som omvandlar en textmängd av godtycklig längd till en mängd med fast längd.

Chiffer är en krypteringsalgoritm, dvs en matematisk funktion för kryptering och dekryptering.

Dechiffrera omvandlar chiffrerad text till motsvarande klartext med hjälp av ett chiffer- system.

Nyckelförvaltning (Key Management) är ett förfarande genom vilken en nyckel skapas, lagras, skyddas, överförs, laddas, används och förstörs.

4.4 Symmetrisk nyckelkryptografi

Processen för kryptering och dekryptering av information genom att använda en enda nyckel kallas hemlig nyckel kryptografi eller symmetrisk nyckelkryptering. I symmetrisk kryptografi, kan nycklar som används för att kryptera klartexten och dekryptera chiffertexten vara identiska (vanlig situation) eller det kan utgöras av en enkel omvandling med hjälp av två nycklar. Största problemet med symmetrisk nyckel- algoritm är att avsändaren och mottagaren måste komma överens om en gemensam nyckel. En säker kanal krävs också med vars hjälp avsändaren och mottagaren kan byta den hemliga nyckeln.

Processen med att använda symmetrisk nyckel kryptografi är följande: Användare A vill skicka ett meddelande till användare B och vill säkerställa att endast användare B kan läsa meddelandet. För att säkra överföringen skapar användare A en hemlig nyckel, krypterar meddelandet med denna nyckel och sänder meddelandet till användare B. Användare B behöver den hemliga nyckeln för att läsa det krypterade meddelandet. Användare A kan ge den hemliga nyckeln till användare B med alla tillgängliga medel. Efter att användare B får den hemliga nyckeln, kan han (eller hon) dekryptera meddelandet för att hämta dess ursprungliga innehåll.

Symmetrisk kryptering modell

Egenskaper som en krypteringsalgoritm måste uppfylla är följande:

Spridning (Diffusion): varje bit av klartext påverkar många chiffertextbitar och varje bit chiffertext påverkas av många klartextbitar.

Förvirring: det är nödvändigt att undvika strukturerade relationer (särskilt linearitet) mellan klartext och chiffertext som har utnyttjats i kända attacker.

Chiffertext bör ha slumpmässigt utseende och ha goda statistiska egenskaper.

Enkelhet.

Effektivitet: extremt snabbt i hårdvara och mjukvara på många olika plattformar.

De mest använda hemliga nyckelalgoritmer består av:

Data Encryption Standard (DES)

Advanced Encryption Standard (AES)

INTRESSANT

Det stora problemet med symmetrisk kryptering är att processen att överföra nycklar till mottagaren är utsatt för säkerhetsrisker. Att överföra den hemliga nyckeln via Internet i ett e-postmeddelande är osäkert. Att förmedla nyckel muntligt över en telefonlinje riskerar avlyssning. Likaså löper snigelpost risk för eventuellt uppfångande.

NOT, NOTERING

Säkerhetsriskerna som är inblandade i hemlig nyckelkryptografi har övervunnits till stor del med hjälp av kryptering med öppen nyckel. Hemlig nyckelkryptografi används ofta för att kryptera data på hårddiskar. Den person som krypterar data innehar privat nyckeln och det finns inga problem med nyckeldistribution.

4.5 Kryptering med öppen nyckel

Kryptering med öppen nyckel har utvecklats för att ta itu med de säkerhetsproblem som uppstår genom symmetrisk kryptering. Denna metod löser problemet med hemlig nyckelkryptografi genom att använda två nycklar i stället för en enda nyckel. Kryptering med öppen nyckel använder ett par av nycklar. Vid detta förfarande, är en för kryptering och den andra nyckeln används för dekryptering.

Denna process kallas kryptering med öppen nyckel eller också asymmetrisk kryptering eftersom båda nycklarna krävs för att slutföra processen. Dessa två nycklar kallas för nyckelparet. I asymmetrisk kryptering distribueras en av nycklarna fritt. Denna nyckel kallas den publika nyckeln och används för kryptering. Följaktligen är detta förfarande för kryptering även kallad offentlig nyckelkryptering. Den andra nyckeln är den hemliga eller privata nyckeln och används för dekryptering. Den privata nyckeln är inte utdelningsbar. Denna nyckel, som namnet antyder, är privat för varje kommunicerande enhet. Det är viktigt att påpeka att de offentliga och privata nycklarna är relaterade, men det är nästan omöjligt att härleda den privata nyckeln om du känner till den publika nyckeln.

Den vanligaste offentliga nyckelnalgoritmen är RSA.

4.6 Hur genomförs kryptering med öppen nyckel?

Användning av kryptering med publika nycklar för att skydda sekretessen

Låt oss ta ett exempel där användaren B vill skicka ett meddelande till användaren A. Användaren B krypterar meddelandet med användarens A offentliga nyckel, och användaren A dekrypterar meddelandet med sin privata nyckel. Eftersom nyckelparen är kompletterande kan bara användaren A:s privata nyckel dekryptera filen. Om någon annan fångar chiffertexten kommer de inte att kunna dekryptera den, eftersom endast användaren A:s privata nyckel kan användas för dekryptering. Denna metod ger inte någon autentisering att meddelandet kommer från användaren B, eftersom användaren A:s offentliga nyckel är känd för världen. Men, den tillhandahåller konfidentialitet till meddelandet, eftersom endast användaren A kan dekryptera meddelandet.

Offentlig nyckelkrypteringsmodell (för att skydda sekretessen)

Denna metod anger väldigt klart att de data du skickar till en användare kan krypteras med den publika nyckeln för mottagaren om sekretess krävs. På liknande sätt kan dekryptering endast utföras av den privata nyckeln, som tillhandahållits mottagaren av data. Därför kan meddelanden utbytas på ett säkert sätt. Avsändaren och mottagaren behöver inte dela en nyckel, såsom i fallet med symmetrisk kryptering. All kommunikation omfattas av medelanden krypterade med öppna nycklar och ingen privat nyckel behöver föras över eller delas ut .

Användning av kryptering med publika nycklar för att tillhandahålla autentisering

För att ge autentisering måste användaren A kryptera meddelandet med sin privata nyckel och användaren B kommer att dekryptera meddelandet med användaren A:s offentliga nyckel. Denna metod kommer att ge autentisering att meddelandet kommer från användaren A men det ger inte sekretessen, eftersom användaren A:s offentliga nyckel är känd för alla. Därför kan någon som har användaren A:s offentliga nyckel dekryptera meddelandet.

Offentlig nyckelkrypteringsmodell (för att tillhandahålla autentisering)

Användning av kryptering med publika nycklar för att tillhandahålla autentisering och sekretess

För att åstadkomma både sekretess och autentisering, kommer användaren B behöva kryptera klartexten först med sin privata nyckel, som kommer att tillhandahålla äkthet. Därefter kommer användaren B använda användarens A:s publika nyckel för att kryptera meddelandet, som kommer att ge sekretess.

Nackdelen med systemet är att det är mycket tidskrävande och komplext då publik nyckelkryptering och dekryptering måste göras fyra gånger. Längd på den publika krypteringsnyckeln är stor (mellan 1024 bitar och upp till 4096 bitar).

4.7 Hybridsystem: Kombinerad Symmetrisk och asymmetrisk kryptering

Nackdelen med att använda kryptering med publika nycklar är att det är en ganska långsam process, därför att nyckellängder är stora (1024 bitar till 4096 bitar). När båda processerna jämförs, är symmetrisk nyckelkryptering betydligt snabbare, eftersom nyckellängden är mindre (40 bitar till 256 bitar). Å andra sidan, finns det ett problem vid överföring av nyckeln i hemlig nyckelkryptering. Båda dessa tekniker kan användas tillsammans för att åstadkomma en bättre metod för kryptering. På detta sätt kan man utnyttja de kombinerade fördelar och övervinna nackdelarna.

Hybridsytemet använder en publik nyckelalgoritm för att på ett säkert sätt dela symmetriska krypteringssystemets hemliga nyckel. Det verkliga meddelandet krypteras sedan med denna nyckel och därefter skickas det till mottagaren. Eftersom metoden att dela nyckel är säker, ändras den symmetriska nyckeln som används för kryptering för varje meddelande. Av denna anledning kallas detta ibland för sessionsnyckeln. Detta innebär att om sessionsnyckeln har uppsnappats skulle det endast gå att kunna läsa meddelandet krypterat med denna nyckel. För att dekryptera andra meddelanden måste man fånga upp andra sessionsnycklar.

Sessionsnyckeln, krypterad med den publika nyckelnalgoritmen följt av meddelandet, krypterat med symmetrisk algoritm, skickas automatiskt tillsammans i en enda förpackning. Mottagaren använder sin privata nyckel för att dekryptera sessionsnyckeln och sedan används sessionsnyckeln för att dekryptera meddelandet. Många program använder detta system.

De olika stegen i datatransaktionen inom en kombinerad teknik är:

Kryptera klartexten med hjälp av en symmetrisk kryptering och en slumpmässig nyckel.

Kryptera endast denna slumpvisa nyckel med mottagarens publika nyckel med asymmetrisk kryptering. Skicka sedan krypterad slumpnyckel till mottagaren. Mottagaren, i sin slutända kan nu dekryptera den slumpvisa nyckeln med hans / hennes privata nyckel.

Skicka sedan de verkliga krypterade data. De krypterade data kan dekrypteras med den nyckel som har krypterats med den publika nyckeln från det asymmetriska nyckelparet.

Nästa bild visar den beskrivna processen:

Hybrid krypteringsmodell (för att tillhandahålla sekretess).

INTRESSANT

Denna kombinerade teknik för kryptering används allmänt. Till exempel används det i Secure Shell (SSH) för att säkra kommunikationen mellan klienten och servern och i PGP (Pretty Good Privacy) för att skicka meddelanden. Framför allt är det kärnan i Transport Layer Security (TLS), som ofta används av webbläsare och webbservrar för att upprätthålla en säker kommunikationskanal med varandra.

4.8 Hashfunktioner

En hashfunktion är en omvandling som tar en variabel storlek indata och returnerar denna sträng i form av fast storlek som kallas hashvärdet h (det vill säga, h = H (m)). Alla ändringar i indata kommer (med mycket hög sannolikhet) ändra hashvärdet. Hash- funktioner med den här egenskapen har en mängd allmänna beräkningsanvändningar, men när de används i kryptografi är dessa hashfunktioner oftast valda för att tillföra ytterligare egenskaper.

De grundläggande kraven för en kryptografisk hashfunktion är:

inmatningen kan ha vilken längd som helst

utsignalen har en fast längd

det är lätt att beräkna hashvärdet för ett givet meddelande

hashfunktioner är enkelriktade, det vill säga, det är beräkningsmässigt omöjligt att generera ett meddelande som har en given hash

det är omöjligt att modifiera ett meddelande utan att ändra hash

kollisionsfria, det vill säga, det är beräkningsmässigt omöjligt att hitta två olika meddelanden (x, y), så att H (x) = H (y)

Hashvärdet representerar koncist det längre meddelandet eller dokumentet från vilket det har beräknats. Man kan tänka på ett meddelandesammandrag som "digitala fingeravtryck" av större dokument.

INTRESSANT

Den viktigaste rollen i en kryptografisk hashfunktion är att tillhandahålla digitala signaturer. Dessutom kan ett sammandrag offentliggöras utan att avslöja innehållet i dokumentet från vilket det härrör.

Hashfunktion

4.9 Digitala signaturer

Digitala signaturer är den viktigaste utvecklingen utifrån arbetet med kryptering med öppen nyckel, och ger en uppsättning säkerhetsfunktioner som skulle vara svåra att genomföra på något annat sätt.

DEFINITION

En digital signatur är en elektronisk signatur som kan användas för att verifiera avsändarens identitet eller identitet på den som har signerat ett dokument, och eventuellt för att säkerställa meddelandets integritet.

Digitala signaturer är lätta att transportera och kan inte imiteras av någon annan. Förmågan att säkerställa att det ursprungligt signerade meddelandet anlände innebär att avsändaren helt enkelt inte senare kan förneka detta.

Digitala signaturer är baserade på handskrivna signaturer, vilka används för äganderättigheter eller för bekräftelser av meddelandets innehåll. Handskrivna signaturer ska ha följande egenskaper:

Signaturen är säker - signaturen bör inte kunna efterliknas och eventuella försök till signaturförfalskning skall lätt upptäckas.

Signaturen underlättar verifiering - signaturen identifierar signaturinnehavaren som undertecknade dokumentet medvetet och utan återhållsamhet.

Signaturen är inte överförbar - signaturen är en del av dokumentet och en obehörig kan inte leverera signaturen till ett annat dokument.

Det undertecknade dokumentet är oföränderligt - handlingen kan inte ändras eller modifieras efter undertecknandet.

Signaturen är obestridlig - innehavaren av signaturen kan inte förneka ett av honom undertecknat dokument.

I praktiken är ingen av dessa funktioner konsekvent uppfyllt i handskrivna signaturer och därför kan dessa misskrediteras. Dock borde alla digitala signaturer ha dessa funktioner.

INTRESSANT

Det finns emellertid vissa problem som är förknippade med det praktiska genomförandet av digitala signaturer. Digitala filer kan enkelt kopieras, en del av ett dokument kan överföras till ett annat dokument och det undertecknade dokumentet kan lätt modifieras. Därför måste ytterligare krav formuleras för en digital signatur:

Signaturen måste vara en bit av det mönster som utgörs av det meddelande som undertecknas.

Signaturen måste använda viss information som är unik för avsändaren, för att förhindra både förfalskning och förnekande.

Genomförandet och tillämpningen av den digitala signaturen måste vara relativt lätt.

Förfalskning av den digitala signaturen måste vara beräkningsmässigt omöjlig, endera genom att bygga ett nytt meddelande till en befintlig digital signatur eller genom att konstruera en bedräglig digital signatur för ett givet meddelande.

Det skall vara praktiskt möjligt att spara en kopia av den digitala signaturen i lagring.

En digital signatur kan användas med någon slags budskap, vare sig detta krypterats eller inte, helt enkelt för att mottagaren ska vara säker på avsändarens identitet och att meddelandet kom fram intakt.

Det finns flera möjliga system för digitala signaturer. Bland annat är ett av de mest accepterade systemen baserat på hashfunktioner. I detta fall, om användaren vill signera digitalt ett dokument måste han/hon följa dessa steg:

Bedöma hash i dokumentet som ska undertecknas.

Med hjälp av asymmetrisk kryptering, dekryptera hash med avsändarens privata nyckel för att få fram den digitala signaturen

Bifoga den digitala signaturen till dokumentet.

Hashbaserad digital signaturmodell

Mottagaren kan verifiera äktheten av den digitala signaturen genom att följa stegen nedan:

Bedöma hash i dokumentet (exklusive den digitala signaturen).

Med hjälp av asymmetrisk kryptering, dekryptera den digitala signaturen med avsändarens publika nyckel för att få ett meddelandesammandrag.

Jämföra de resultat som uppnåtts i de två tidigare stegen

Kontrollen av en hashbaserad digital signatur

Om meddelandesammandraget som erhållits i de två stegen är lika, informeras mottagaren att den undertecknade sändningen inte har ändrats.

4.10 Sammanfattning

I detta kapitel har vi presenterat ett antal kryptografiska verktyg som används för att tillhandahålla informationssäkerhet. Mer exakt har vi förklarat de viktigaste skillnaderna mellan symmetrisk kryptografi och kryptering med öppen nyckel, och beskrivit de båda kryptografiska systemen i termer av deras funktionalitet och prestanda. Dessutom har vi undersökt olika system som syftar till att ge sekretess och / eller verifiering, med symmetrisk kryptering, publik nyckelkryptering eller hybridkryptering. Slutligen har vi presenterat koncept och krav på en hashfunktion och visat hur dessa funktioner används i digitala signaturer.

5
Digitala certifikat och nyckelhantering

5.1 Distribution av offentliga nycklar

Digitala signaturer utgör en av de främsta användningarna vad gäller kryptering med öppen nyckel. För meddelanden som skickas via en osäker kanal, ger en korrekt genomförd digital signatur mottagaren skäl att tro att meddelandet skickades av den påstådda avsändaren. I många avseenden är digitala signaturer likvärdiga med traditionellt handskrivna signaturer, men väl genomförda digitala signaturer är svårare att förfalska än handskrivna sådana. För att verifiera en digital signatur erfodras avsändarens kännedom om den publika nyckeln. Därför är en smidig nyckel- distributionsmekanism helt nödvändigt.

INTRESSANT

Det mest accepterade tillvägagångssättet bygger på användningen av digitala certifikat, som möjliggör genomförandet av nyckelutbytet.

5.2 Begreppet digitalt certifikat

DEFINITION

Digitalt certifikat är ett elektroniskt dokument som innehåller en digital signatur med vars hjälp en publik nyckel binds ihop med en identitet - information som namn på en person eller en organisation, deras adress och så vidare erhålls.

Certifikatet kan användas för att verifiera att en offentlig nyckel tillhör en individ. Ett digitalt certifikat är en datastruktur som innehåller den publika nyckeln för ett subjekt eller certifikatsinnehavare samt uppgifter som identifierar certifikatinnehavaren. Det innehåller vidare en tidsstämpel relaterad till ett certifikats giltighet och andra uppgifter från certifikatutfärdaren. Denna struktur är undertecknat med den privata nyckeln för en certifikatutfärdare (certification authority (CA) och varje användare har möjlighet att kontrollera äktheten av certifikatets innehåll genom att använda certifikatutfärdarens öppna nyckel.

I nästa figur visas strukturen hos ett digitalt certifikat:

Digital certifikatstruktur

5.3 Mekanismer för återkallande av certifikat

Ett digitalt certifikat kan återkallas om till exempel användaren inte längre är ensam i besittning av den privata nyckeln (till exempel har beviset (token) som innehåller den privata nyckeln förkommit eller stulits) och på grund av detta har den privata nyckelns existens äventyrats. Certifikat kan också återkallas om det upptäcks att certifikatutfärdare (certification authority (CA) felaktigt har utfärdat ett intyg utan att iaktta bestämmelserna i säkerhetspolitiken.

Det vanligaste sättet för att kontrollera om ett certifikat har återkallats baseras på användningen av en lista över återkallade certifikat (certificate revocation list (CRL). CRL är en lista över certifikat (eller närmare bestämt, en lista över serienummer för certifikat) som har återkallats, och därför inte bör användas. Spärrlistan över återkallade certifikat utfärdas alltid av CA som även utfärdar motsvarande certifikat och tas fram och publiceras regelbundet under fastställda tidsperioder. Av detta följer att varje CA har behov av en CRL.

Certifikatspärrlistas struktur

5.4 Sammanfattning

I detta kapitel har vi presenterat svårigheter med offentlig nyckeldistribution och användning av digitala certifikat samt det mest vedertagna sättet att komma runt problemet. Dessutom har vi beskrivit frågan om återkallade certifikat och gett detaljer om CRL arbetsmetoder.

6
Säkerheten i olika nättjänster

6.1 TLS (Transport Layer Security)

Transport Layer Security (TLS) är ett standardiserat internetprotokoll som tillhandahåller kommunikationssäkerhet över Internet. Det primära målet med detta protokoll är att åstadkomma sekretess och dataintegritet mellan två kommunicerande program. En tydligt användning av TLS är att säkerställa att World Wide Web-trafik som bärs upp av HTTP för att bilda HTTPS tillåter elektroniska handelstransaktioner. I allt högre grad skyddas också Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) av TLS.

INTRESSANT

TLS används i stor utsträckning i program (aplikationer) såsom webbsurfning, e-post, Internet fax, chatt och voice-over-IP (VoIP).

TLS är baserad på specifikationerna i den tidigare Secure Sockets Layer (SSL) som utvecklats av Netscape Communications. De båda protokollen (TLS och SSL) använder kryptografiska algoritmer och offentliga nyckelcertifikat för att verifiera identiteten mellan användare men också för att möjliggöra säkert nyckelutbyte. Denna autentisering kan göras valfritt, men i allmänhet erfordras den av minst en av de två kommunicerande enheterna.

De använder också symmetriskt konfidentiell kryptering och meddelande - autentiseringskoder för att skydda meddelandensintegritet. Symmetrisk kryptografi används för datakryptering. Nycklarna till denna symmetriska kryptering genereras enkom för varje anslutning och baseras på en delad hemlighet som tidigare förhandlats fram. Förhandlingarna om denna delade nyckel är säker och pålitlig. Framförhandlad nyckel är otillgänglig för tjuvlyssnare. Inte heller kan nyckeln fås i en autentiserad anslutning även om en angripare placerar sig mitt emellan kommunicerande enheter (“man in the middle attack”). Dessutom kan ingen angripare blanda sig i förhandlingskommunikationen utan att upptäckas av kommunikationsparterna.

Figur 15 visar på ett förenklat sätt, hur TLS session har upprättats

TLS sessionensetablering

6.2 E-postsäkerhet

Vanligtvis, när en e-post skickas, är dess innehåll öppet för vem som helst att läsa. E-post är som att skicka ett vykort: alla som får det i sina händer kan läsa det. För att hålla data som skickas via e-post konfidentiella och / eller autentiska, är det nödvändigt att kryptera dem. När det gäller sekretess, kommer endast den avsedda mottagaren att kunna dechiffrera meddelandet medan alla andra bara ser rappakalja.

De mest vedertagna mekanismerna för att tillhandahålla e-postsäkerhet är S/MIME och PGP.

S/MIME är en standard som tillhandahåller följande krypteringstjänster för elektroniska meddelandeprogram (meddelandeaplikationer): autentisering, budskapsintegritet, oavvislighet vad gäller ursprungsbeteckning (med digitala signaturer) och datasekretess (med kryptering). Användningen av S/MIME kräver digitala certifikat

Figur 16 visar hur S/MIME tillämpas för att tillhandahålla konfidentialitet.

S/MIME konfidentialitetssystem

6.3 Sammanfattning

I detta kapitel har vi kort beskrivit två säkra protokoll (TLS och S/MIME) som använder en kombination av publik nyckel och symmetrisk kryptografi. I båda fallen tillhandahålls autentisering genom användning av digitala certifikat. Kryptering av användardata utförs medelst symmetrisk kryptografi.

7
Skalskydd

7.1 Brandväggar

En av de mest spridda och publicerade säkerhetsåtgärderna som används på Internet är en "brandvägg". Brandväggar har fått rykte om sig som ett allmänt universalmedel för många, om inte alla, av de frågor som internetsäkerhet handlar om. De är inte det. Brandväggar är bara ett annat verktyg i jakten på systemets säkerhet. Den säkerhetsnivå som en brandvägg erbjuder kan variera lika mycket som säkerhetsnivån på en viss maskin. Och även i denna fråga finns det de traditionella avvägningarna mellan säkerhet, användarvänlighet, kostnad, komplexitet, etc.

DEFINITION

En brandvägg är en anordning som används för att säkra det interna nätverket i en organisation. Detta skydd utförs genom att separera det interna nätverket från omvärlden, eller Internet. Alla meddelanden som kommer till eller lämnar det interna nätverket genom brandväggen undersöks för att analysera om dessa meddelanden uppfyller de angivna säkerhetsreglerna.

Innan man kan installera en brandvägg, behöver den organisation som skall skyddas en uppsättning med regler för att säkerställa skyddet av dess tillgångar, datasystem, personlig information och andra känsliga uppgifter. Denna regeluppsättning är organisationens säkerhetspolitik. Utan detta dokument kan man inte säkra nätverk med en brandvägg.

En brandvägg kan göra två saker. Den kan antingen blockera eller tillåta kommunikationen. All kommunikation från det interna nätverket mot omvärldens nätverk (Internet) är vanligtvis tillåten. Om kommunikationen är förbjuden av den interna säkerhetspolitiken kan den ibland hindra anslutningar till otillförlitliga webbplatser eller till andra platser som anses utgöra ett hot mot säkerheten resp. anses som olämpliga för organisationen. Å andra sidan, är all trafik som härrör från Internet till det interna nätverket vanligtvis förbjuden. I nästa avsnitt kommer vi att diskutera hur brandväggar utför denna uppgift, och hur effektiva de är i att göra det. Fördelar och nackdelar med brandväggar kommer också att diskuteras.

7.2 System för upptäckt av intrång

Skyddet av säkerheten blir allt svårare, eftersom den möjliga tekniken för angrepp blir allt mer sofistikerad, samtidigt som det krävs mindre teknisk förmåga av nybörjar- angripare. De tidigare beprövade metoderna via webben är lättillgängliga. Därför har Intrusion Detection Systems (IDS) utvecklats som svar på det ökande antalet attacker mot stora webbplatser och nätverk.

DEFINITION

IDS är en form av säkerhetsmanagementsystem för datorer och nätverk. En IDS samlar in och analyserar information från olika områden inom en dator eller ett nätverk för att identifiera eventuella säkerhetsbrister, både missbruk (attacker inom organisationen) och intrång (attacker från omvärlden).

IDS använder sårbarhetsanalyser (ibland kallad scanning), som är en teknik som utvecklats för att kunna bedöma säkerheten i ett datorsystem eller nätverk.

Intrångsdetekteringsfunktioner består av:

att övervaka och analysera både användare och systemaktiviteter

att analysera systemkonfigurationer och sårbarheter

att bedöma system och filintegritet

förmågan att känna igen mönster typiska för attacker

analys av onormala aktivitetsmönster

att spåra överträdelser av användarpolitiken

INTRESSANT

Intrusion Detection System (IDS) granskar alla inkommande och utgående nätverksaktiviteter och identifierar misstänkta mönster som kan tyda på nätverks- eller systemangrepp från någon som försöker bryta sig in i (eller äventyra) ett system.

Det finns flera olika sätt att kategorisera en IDS:

Upptäckt av missbruk jämfört med upptäckt av avvikelser

Upptäckt av missbruk: IDS analyserar den insamlade informationen och jämför den med stora databaser för anfallsignaturer. I huvudsak letar IDS efter en specifik attack som redan har dokumenterats. Intrångsdetekteringsteknik baserad på attacksignatur består i att leta efter "signaturer" (en typisk karaktärsekvens i en attack) i all kommunikation som går via nätverket. Den kan upptäcka användning av attacknivån, även om denna överensstämmer med interanvändningens standardprotokoll, kort sagt den kompletterar användning av avkodningsprotokoll. På samma sätt som med ett system för virusupptäckt är en programvara för upptäckt av missbruk endast så bra som den databas som använder attacksignaturer för att jämföra mellan de sända datapaketen. Det gäller då att upprätthålla och uppdatera databasen för signaturattacker. Frekvent uppdatering av denna databas vad gäller utrustningen som använder denna teknik är då av yttersta vikt för betydelsen av detta tillvägagångssätt.

Upptäckt av avvikelser: systemadministratören definierar det normala tillståndet i nätverkets trafikbelastning, uppdelning, protokoll och den typiska paketstorleken. Detektorn övervakar avvikelser i nätsegment för att jämföra dessa tillstånd med det normala utgångsläget och leta efter avvikelser.

Nätverksbaserade system jämfört med värdbaserade system

Nätverksbaserat system eller så kallade NIDS: de enskilda paketen som flödar genom ett nät analyseras. NIDS kan upptäcka skadliga paket som är utformade för att förbises av brandväggarnas enkla filtreringsregler.

Värdbaserade system, eller så kallade HIDS: IDS granskar all aktivitet på varje enskild dator eller värddator.

Passivt system jämfört med reaktivt system

Passivt system: Då IDS upptäcker en potentiell säkerhetslucka sänder det informations logg och signalerar en varning.

Reaktivt system: IDS svarar på skadlig aktivitet genom att logga ut en användare eller genom omprogrammering av brandväggar för att blockera nätverkstrafik från den misstänkta källan.

Figur 17 visar diagram över nätverk inklusive brandväggar och IDS

Diagram med brandvägg och IDS

INTRESSANT

En IDS skiljer sig från en brandvägg genom att en brandvägg håller utkik efter dataintrång för att kunna hindra dessa från att hända. Brandväggen begränsar tillträde mellan näten för att förhindra intrång men den signalerar inte om en attack inifrån nätverket. En IDS utvärderar ett misstänkt intrång när den har ägt rum och sänder ett larm. En IDS vakar också över attacker som kommer inifrån ett datasystem.

7.3 Sammanfattning

I detta kapitel har vi diskuterat de typiska lösningar som tillämpats för att tillhandahålla skalskydd. Skalskydd är en uppsättning av hårdvara, programvara och programmatiska säkerhetsregler som ger olika nivåer av skydd mot hotaktiviteter från omgivningen. Dessutom har vi beskrivit huvuddragen i brandväggar och intrångsdetekteringssystem, och har klassificerat dessa system enligt olika kriterier.

8
Trådlös säkerhet

8.1 Trådlösa nätverk

Trådlösa nätverk (Wireless networks (WLAN) är nuförtiden mycket populära, eftersom de möjliggör rörlighet inom trådlösa nätverkets räckvidd samt trådlös anslutning av avancerade enheter. Detta erbjuder möjlighet att utnyttja nättjänster och Internet för att använda sig av data- och röstkommunikation nästan överallt.

Fördelar med trådlös kommunikation utgör samtidigt stora säkerhetsrisker till följd av tillgången till radiosignalen inom det trådlösa nätverkets räckvidd. Av denna anledning är säkerheten för trådlös anslutning ett aktuellt ämne.

WLAN-säkerhet omfattar dessa viktiga uppgifter:

garantera att uppgifterna förblir konfidentiella eller kryptering av kommunikationens innehåll

användarautentisering eller nätverks åtkomstkontroll

INTRESSANT

Det är nödvändigt att notera att nästan alla typer av attacker i WLAN-nät görs från det interna nätverket.

8.2 Trådlös säkerhet

Trådlös nätverkssäkerhet omfattar huvudområden:

autentisering

konfidentialitet

nyckelhantering

Autentisering är en process där användaren ber om anslutning till WLAN-nätverket vilket resulterar i en framgångsrik eller misslyckad användaranslutning.

Sekretess (konfidentialitet) i WLAN-nät realiseras genom kryptering. De mest använda krypteringsalgoritmerna är RC4 (WEP) och AES (WPA2).

Nyckelhantering omfattar nyckelgenerering samt nyckeldistribution.

8.3 WEP protokoll

WEP-protokollet (Wired Equivalent Privacy) används som ett extra tillägg till IEEE-standarden 802.11a/g/b och är utformad för WLAN tillträdeskontroll för att säkerställa sekretessen för överförda data.

Det handlar om autentisering och sekretesstjänster:

WEP-autentisering
WEP-autentisering kan göras på följande två sätt:

genom öppen autentisering

med hjälp av delad nyckel

Det öppna systemet för autentisering använder endast SSID nätverksidentifikator . SSID är endast ett trådlöst nätverksidentifikator inte ett lösenord. Wireless access point (WAP) sänder denna identifikator i intervaller om några sekunder.

I öppet autentiseringsläge skickar användaren ett 802,11 autentisering ram (frame), med uppgifter som identifierar användaren. WAP kontrollerar användar-ID och en ram (frame) som bekräftar eller nekar åtkomst till WLAN skickas vidare till användaren.

Delad WEP-autentiseringsnyckel använder en 40 bitar hemlig delad nyckel gemensam för alla WLAN-användare som distribueras till alla på ett hemligt sätt. Autentisering verifierar identiteten av slutenhetens (deltagarens) nätverkskort.

WEP-kryptering

WEP-protokoll använder symmetrisk RC4 kryptering, vilken i sin tur använder en 64 eller 128 bitars nyckel för att kryptera data. Nyckeln består av en hemlig 40 eller 104-bitars nyckel och en 24-bitars initialization vector (IV).

INTRESSANT

WEP-protokoll är sårbart för kända attacker (aktivitetsövervakning, attacker som använder sig av råstyrka, upprepningsattacker och så vidare ...) och RC4 chifferkoden bröts 1996.

8.4 WPA protokoll

WPA-protokoll (Wi-Fi Protected Access) godtogs i 2002 för att eliminera svagheter i WEP-protokollet. Detta protokoll godkändes som en tillfällig lösning eftersom man vid denna tidpunkt redan påbörjat arbetet med den nya standarden IEEE 802.11i (godkänd år 2004) . WPA-protokoll är en del av 802.11i standardfunktioner, därför kräver genomförande av 802.11i inte några förändringar i den tekniska utrustningen. Förändringar är endast nödvändiga i mjukvara eller fast programvara.

Precis som WEP-protokollet använder WPA-protokoll också RC4 chiffer, men chiffret innehar nya säkerhetsmekanismer. Viktigaste delarna av WPA-protokoll är:

Temporary Key Integrity Protocol (TKIP),

Message Integrity Check (MIC),

Åtkomstkontroll baserad på 802.1x standard med EAP protocol (Extensible Authentication Protocol).

8.5 802.11i- (WPA2) protokoll

802.11i standard, även kallat WPA2, kombinerar mekanismer 802.1x och TKIP. Denna standard använder ett 128-bitars AES-blockchiffer.

Ur strukturell synvinkel har 802.11i-standard en liknande konstruktion som WPA men kommer med nya funktioner, till exempel CCMP-protokoll och valbar förautentisering, som garanterar snabb och säker roaming mellan åtkomstpunkterna.

Huvudsakliga mekanismer och säkerhetstjänster i 802.11i-standard är:

autentisering

kryptering

integritet

8.6 Sammanfattning

I detta kapitel har vi presenterat säkerhetsriskerna i samband med användning av trådlösa kommunikationsnät. I fallet med trådlösa LAN har olika säkerhetslösningar antagits, även om vissa av dem, t.ex. WEP-protokoll, är utsatta för en rad attacker. Den mest accepterade lösningen för att säkerställa olika säkerhetskrav i detta scenario består i att använda 802.11i-standard, även känd som WPA2.

9
Sammanfattning av kursen

Detta läromedel innehåller en översikt över de olika aspekterna som handlar om information och nätverkssäkerhet. Den är uppdelad i åtta delar.

Den första är en introduktion som försöker informera läsaren om behovet av att skydda data och kommunikationsnät. Orsaker till data och nätverks osäkerhet presenteras tillsammans med olika grundläggande åtgärder som användare bör tänka på för att skydda sig. Utöver detta ingår en grundläggande klassificering av olika angreppstyper.

Den andra delen ägnas åt skadlig programvara (malware) och antivirus. Begreppet skadlig programvara introduceras och klassificeras enligt följande kriterier: utbredning, installationsmetod, viktigaste funktionen och så vidare. Dessutom beskriver kapitlet olika metoder för att rensa en infekterad dator. Eftersom dessa metoder bygger på upptäckten av skadlig kod, tas olika strategier som används upp. Utöver detta innehåller denna del grundläggande information om antivirusprogram och betonar behovet av att hålla programmet uppdaterat.

Den tredje delen är fokuserad på säkerhetstjänster och säkerhetsmekanismer. De viktigaste säkerhetstjänsterna (sekretess, integritet, tillgänglighet, autentisering, åtkomstkontroll, oavvislighet och privatlivets okränkbarhet) introduceras tillsammans med säkerhetsmekanismer som krävs för att tillhandahålla sådana tjänster. Till sist tas sambandet mellan säkerhetstjänster och säkerhetsmekanismer upp.

Den fjärde delen innehåller grundläggande information om olika kryptografiska verktyg som används för att tillhandahålla informationssäkerhet. Kapitlet presenterar de viktigaste skillnaderna mellan symmetrisk kryptografi och kryptering med öppen nyckel samt beskriver båda typerna av algoritmer i enlighet med deras funktion och prestanda. Slutligen tas konceptet och kraven på en hashfunktion fram och dess användning i digatala signaturer beskrivs.

Den femte delen fokuseras på svårigheten med utdelning av publika nycklar. Begreppet digitala certifikat introduceras eftersom det är det mest accepterade sättet att komma runt detta problem. Därutöver beskrivs kort frågan om återkallandet av certifikat.

Den sjätte delen innehåller en kort beskrivning av två säkra protokoll (TLS och S/ MIME). Båda dessa protokoll använder en kombination av publik nyckel och symmetrisk kryptografi och kräver användning av digitala certifikat.

Det sjunde kapitlet behandlar skalskydd. De grundläggande komponenterna (brandväggar och intrångsdetekteringssystem) presenteras. Dessutom klassificeras IDS med hjälp av olika kriterier.

Slutligen ägnas åttonde delen åt de säkerhetsrisker som är förknippade med användning av trådlösa kommunikationsnät. Olika säkerhetslösningar har tagits fram, även om vissa av dem, t.ex. WEP-protokoll, är utsatta för en rad attacker. Den mest accepterade lösningen för att säkerställa olika säkerhetskrav vad gäller trådlösa kommunikationsnät består av användning av 802.11i-standard, även känd som WPA2.

Tillbaka