Методология построения систем защиты информации Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

реализации определенной угрозы. В зависимости от степени детализации он может быть использован при разработке политики безопасности, проектировании профиля защиты (задания по безопасности, построении системы защиты).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Анищенко В.В., Криштофик А.М. Базовая модель объекта информационных технологий. /Информатика № 3 (7). - Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2005. - С. 116-125.

2. Анищенко В.В., Криштофик А.М. Базовая модель системы защиты активов объекта информационных технологий. /Материалы докладов и краткие сообщения II Белорусско-российской научно-техн. конф. «Технические средства защиты информации», 17 мая-21 мая 2004, Минск-Нарочь. Доклады БГУИР. - 2004. № 5. - С. 9.

3. Криштофик А.М., Анищенко В.В. Управление информационной безопасностью на основе системного анализа рисков//Доклады пятой междун. конференции «Обработка информации и управление в чрезвычайных и экстремальных ситуациях». - Минск.: ОИПИ НАН Беларуси, 2006, - С. 117-122.

4. Анищенко В.В., Криштофик А.М. Показатели защищенности информационных систем // Материалы конференции «Обеспечение безопасности информации в информационных системах», Минск, 11 ноября 2004 г.- Минск: Академия управления, 2004, - С. 30-33.

5. Криштофик А.М. Априорная оценка потенциала атаки /Управление защитой информации, т.10 №1, 2006, Минск-Москва. - Минск.: ООО «Марфи», 2006, - С. 47-49.

6. Криштофик А.М. Модель комплексной оценки потенциала атаки // Материалы X междун. конференции «Комплексная защита информации». - Минск.: Амалфея, 2006, -C.111-113.

7. Анищенко В.В., Криштофик А.М. Использование комплексного подхода для ранжирования угроз информационной безопасности // Материалы конференции «Обеспечение безопасности информации в информационных системах», Минск, 11 ноября 2004 г. -Минск. Академия управления, 2004, - С. 33-36.

А.М. Криштофик, В.В. Анищенко

Беларусь, г. Минск, ОИПИ НАН Беларуси

МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ Введение

Существующая нормативно-методическая база по вопросам безопасности информационных технологий (ИТ) имеет определенные недостатки. Основными из них являются: игнорирование системного подхода, как методологии построения системы защиты информации (СЗИ); отсутствие механизмов достоверного подтверждения качества и достаточности средств защиты, недостаточность проработки вопросов моделей системы защиты, системы показателей и критериев безопасности ИТ; статический подход к оценке уязвимостей [1].

Это обусловливает необходимость развития нормативно-методической базы, методик и моделей оценки защищенности на основе системного подхода.

1. Системный подход к построению системы защиты

Методология обеспечения безопасности ИС основана на концепциях анализа и управления рисками [1]. Основным недостатком существующих подходов к оценке рисков информационной безопасности (ИБ) является предположение об идеальной стойкости средств защиты.

Методологический подход к построению и оценке СЗИ с использованием системного анализа рисков основан на новых определениях остаточных уязвимостей, риска и ущерба [2]. Он предполагает проведение анализа взаимодействия элементов безопасности, характеризующих внешнюю среду, объект оценки и по-

следствия этого взаимодействия. Анализ проводится в следующей последовательности: « угроза (действие) ^ уязвимость (фактор) ^ актив (объект защиты) ^ риск (возможность последствий) ^ ущерб (последствия) ^ контрмеры (противодействие) ^ остаточная уязвимость (остаточный фактор) ^ остаточный риск (остаточная возможность последствий) ^ остаточный ущерб (остаточные последствия) ^ достаточность защиты?» (рис.1) [2].

УУ'

м

ш

.... ./ Обозначения

А - активы М - средство защиты

Y- угроза V - уязвимость

R - риск УУ - остаточная уязвимость

к ис р і § ост і б І 1 1 ст 0 1

Рис. 1. Диаграмма формирования ущерба

I

Y

Y

У

У

А

А

К

У

Предполагается также, что средства защиты обладают конечной стойкостью и сами могут быть объектом реализации угроз безопасности.

В качестве показателя эффективности используется нечеткий средний ущерб I К J

от нарушения ИБ Я =£ ^ ^ РгРг^гку , где - возможность принятия со-

г =1 к=1 ]=1

стояния нарушения информационной безопасности 1к] при реализации угрозы Уг е У ={уг}, г = 1,1 на активы ау е А = |а у } у = 1^ , используя уязвимость ИС

Ук е V = {ук }, к = 1, К ; Рг - вероятность появления угрозы уг; и^ - максимально возможный ущерб при состоянии гку.

Использование данного подхода позволило авторам разработать базовую модель ИС и подход к формированию типовых объектов оценки [2, 3], методику разработки функциональных требований безопасности [2, 3], базовую модель системы защиты с учетом ее подверженности воздействию угроз безопасности и требований безопасности, подход к классификации систем защиты [4, 5], определять необходимый состав СЗИ и предъявлять требования к их стойкости [2, 6], разрабатывать и оценивать показатели защищенности на основе анализа рисков [7] , проводить комплексную оценку и ранжирование элементов безопасности [8], предусмотреть управление рисками на протяжении всего жизненного цикла ИС [9].

Разработанная методика управления рисками информационной безопасности расширяет и дополняет концепции управления рисками, определяемые международными стандартами (рис. 2).

Рис. 2. Концепция управления рисками с использованием системного подхода 2. Математические модели оценки защищенности

В основу построения математических моделей оценки защищенности на различных этапах жизненного цикла положена базовая модель ИС, описываемая пятиэлементным графом взаимодействия элементов безопасности (ЭБ) <УV,А,Я,и > и определяющая негативные последствия от нарушения ИБ, характеризуемые двумя множествами [3]:

Я = У х V х А = {гс = г=(У{,^к,а^ )},с = 1,С,С = I ■ К ■ J - рисков нанесения ущерба;

и = Я х Б = {лс = }={гс,5у },с = 1,С,] = 1^ - ущербов, наносимых вла-

дельцам активов вследствие реализации угроз безопасности, где 8, - оценка элемента множества ценностей активов Б = {я у } У = 1, J у-го вида, для которых существует риск нанесения ущерба г*,-.

Средства защиты вводятся в модель с позиций системного подхода с учетом соотношения их стоимости и возможного ущерба при условии, что существует риск нанесения ущерба и/или он превышает некоторую допустимую величину, т.е. с использованием общесистемного критерия «эффективность/стоимость» с учетом существующих ограничений (стоимостных, временных и т.д.) [5, 11]:

м

треб ■■

м = у XV = {пд }= {< Уі,ук >}/

\і при \uikj > ис доп )л [¡¿ік > ^Л^ік < Іці )],

П-гк при \llikj < ис доп ^(¿ік) < smq ^({ік/ — ^qi Ц

^т = X smq < ^доп

q

q ° ік^ = 1,<2, 0 < IXК,

где ис доп - порог незначительности (допустимости) ущерба; Бт , 8т - стоимость

всех СЗИ и конкретного средства т^, соответственно; Бдоп - ограничения на

стоимость СЗИ; 1, 0 - значения истинности и ложности высказывания «наличие элемента множества СЗИ», характеризующие наличие и отсутствие элемента т^ ;

11к], tqi - время реализации угрозы по пути г^к^] и время реакции СЗИ т^ по

перекрытию пути воздействия угрозы, соответственно.

Это приводит к изменению структуры и характеристик ИС и, как следствие, появлению множеств остаточных уязвимостей, рисков и ущербов. Остаточные уязвимости определены с учетом стойкости СЗИ (рис.3).

Это приводит к изменению базовой модели, которая переходит в модель системы защиты. Модель системы защиты представляется шестиэлементным графом

взаимодействия ЭБ < У ,М V ,А,Я ® ,и ®> [12].

Учитывая тот факт, что СЗИ, как подсистема ОО, также является объектом осуществления угроз безопасности, разработана модель учета уязвимостей СЗИ (рис. 4), и на ее основе модель системы защиты с учетом уязвимостей СЗИ [13].

Отличительной особенностью разработанных моделей, кроме учета стойкости СЗИ и их собственных уязвимостей, является одновременное использование двух характеристик нечетких случайных величин, описывающих процесс нанесения ущерба.

Элементы множеств, описывающих взаимодействие ОО с внешней средой являются нечеткими случайными величинами К = (к, т(к)), где к - оценочное значение соответствующего коэффициента, т(к) - нечеткая составляющая (функция принадлежности) нечеткой величины к .

Внешняя среда

Объект оценки

Угрозы У СЗИ М Уязвимости V Активы А

У ={Уi } i =1,1 М = \nq}> q = 1,(2 V = {Ук}>к =1,К А = {] } ] = 1,'/

Остаточные уязвимости

V® = V X М = {^ ={vk,mq )| rc > гсдоп }

w =\w(yi’vh )} W = {w{mq,vk )} W ={w(y,.mq,vk )}

Рис. 3. Определение остаточной уязвимости

В зависимости от способа описания оценочного значения соответствующего коэффициента - среднее значение или плотность распределения нечеткой случайной величины к, возможны два подхода к оценке состояний нарушения безопасности ОО:

- нечеткое описание процесса нарушения ИБ;

- описание процесса нарушения безопасности с использованием нечетких случайных величин.

При нечетком описании процесса нарушения ИБ для оценки показателей защищенности используются специальные операции суммирования нечетких величин, при которых суммирование элементов-носителей является скалярным, а значение функции принадлежности вычисляется согласно правилу центра тяжести, используемого в операции дефазификации, т.е. с использованием свертки нечетких весов. При втором способе описания элементов безопасности оценка показателей защищенности выполняется с использованием вероятности нечеткого случайного события.

Внешняя среда СЗИ Последствия

Угрозы Уязвимости Активы Риски Ущерб

Рис. 4. Модель учета уязвимостей СЗИ

Заключение

Рассмотрен важный в методическом и прикладном плане вопрос оценки защищенности ИС. Предложенный методологический подход и разработанные на его основе модели основаны на системном подходе, предусматривающем проведение оценки негативных последствий от нарушения ИБ на основе анализа изменения состава и структуры ИС при его взаимодействии с внешней средой. Он расширяет и дополняет концепции управления рисками, определяемые международными стандартами, определяющими базовые и повышенные требования безопасности за счет учета стойкости СЗИ и их подверженности воздействию угроз безопасности.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Криштофик А.М. Нормативно-методическая база в области информационной безопасности. Состояние и перспективы развития // Информатика № 3 (11). - Минск.: ОИПИ НАН Беларуси, 2006, - C.101-111.

2. Анищенко В.В., Криштофик А.М. Актуальные вопросы оценки защищенности информационных систем военного назначения // Наука и военная безопасность. № 1, С.30-34.

- Минск.: МО РБ, 2005.

3. Анищенко В.В., Криштофик А. М. Базовая модель объекта информационных технологий // Информатика № 3 (7). - Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2005. - С. 116-125.

4. Анищенко В.В., Криштофик А. М. Разработка функциональных требований безопасности к высокопроизводительным вычислительным системам на основе анализа рисков / Доклады Международной научной конференции «Суперкомпьютерные системы и их при-

менение» SSA2004, 26-28 октября 2004 г., Минск, - Минск.: ОИПИ НАН Беларуси, 2004, -С. 238-243.

5. Анищенко В.В., Криштофик А. М. Базовая модель системы защиты активов объекта информационных технологий // Материалы докладов и краткие сообщения II Белорусско-российской научно-техн. конф. «Технические средства защиты информации», 17 мая-21 мая 2004, Минск-Нарочь. Доклады БГУИР. -2004. № 5. - С. 9.

6. Анищенко В.В., Криштофик А. М. Влияние уязвимостей средств защиты на безопасность объектов информационных технологий // Материалы IX Международной конференции «Комплексная защита информации», 1-3 марта 2005 г., Раубичи (Беларусь). - Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2005, - С.52-54.

7. Анищенко В.В., Криштофик А. М. Методика оценки защищенности автоматизированных систем при повышенных требованиях безопасности // Тезисы докладов Международной научной конференции по военно-техническим проблемам, проблемам обороны и безопасности, использованию технологий двойного применения. - Минск: БелИСА, 2005,

- С. 150-151

8. Анищенко В.В., Криштофик А.М. Показатели защищенности информационных систем // Материалы конференции «Обеспечение безопасности информации в информационных системах», Минск, 11 ноября 2004 г. - Минск: Академия управления, 2004, - С. 30-33

9. Анищенко В.В., Криштофик А.М. Комплексный подход к ранжированию уязвимостей информационных систем // Материалы конференции «Обеспечение безопасности информации в информационных системах», Минск, 11 ноября 2004 г. - Минск: Академия управления, 2004, -С. 36-39.

10. Анищенко В.В., Криштофик А.М. Этапы проведения оценки защищенности объектов информационных технологий // Материалы IX Международной конференции «Комплексная защита информации», 1-3 марта 2005 г., Раубичи (Беларусь). - Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2005, - С55-57.

11. Криштофик А.М., Анищенко В.В. Управление информационной безопасностью на основе системного анализа рисков//Доклады пятой междун. конференции «Обработка информации и управление в чрезвычайных и экстремальных ситуациях». - Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2006, - С.117-122.

12. Криштофик А.М. Модель комплексной оценки потенциала атаки // Материалы X междун. конференции «Комплексная защита информации». - Мн.: Амалфея, 2006, - С.111-113

13. Криштофик А.М. Модель оценки уязвимости системы защиты информации //Материалы третьей междун. конференции «Информационные системы и технологии», IST 2006. - Минск: Академия управления при Президенте РБ, 2006. - С.109 -114.

И.В. Машкина

Россия, г. Уфа, УГАТУ

ПОДСИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОМУ УПРАВЛЕНИЮ ЗАЩИТОЙ ИНФОРМАЦИИ

Для успешного использования современных информационных технологий необходимо эффективное управление не только сетью, но и системой защиты информации (СЗИ). В число задач управления защитой информации (ЗИ) входит обеспечение работы проектной группы приложений: определение модульного состава и точек установки средств защиты (СрЗ) в сети предприятия [1].

Это обусловлено тем, что защита информации - это не разовое мероприятие и не совокупность средств защиты, а непрерывный целенаправленный процесс, предполагающий принятие соответствующих мер на всех этапах жизненного цикла информационной системы (ИС). При этом важными аспектами обеспечения безопасности информации являются принципы комплексности, гибкости системы