ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ СИСТЕМА АУТЕНТИФИКАЦИИ В ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.056.5

ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ СИСТЕМА АУТЕНТИФИКАЦИИ

В ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

*

Е. А. Акулов , Н. Ю. Паротькин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

*E-mail: evgeny.akulov@gmail.com

Разработан макет аппаратного хранилища автоматизированного ввода многоразовых паролей. Это исследование может быть применено для решения проблемы безопасного хранения паролей на внешнем носителе. Описываются принципы и алгоритмы работы устройства.

Ключевые слова: токен, аппаратное хранилище паролей, двухфакторная аутентификация, криптоконтейнер, микроконтроллер.

THE HARDWARE-SOFTWARE AUTHENTICATION SYSTEM

IN LOCAL SYSTEMS

E. A. Akulov*, N. Y. Parotkin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: evgeny.akulov@gmail.com

The model of automated hardware storage was developed, enter reusable passwords. This study can be applied to solve the problem.secure password storage on external storage.

Keywords: token, two-factor authentication, hardware storage of passwords, cryptocontainer, microcontroller.

Введение. Специалисты компании Microsoft заявили, что 99,9% владельцев информации, подвергающихся риску взлома учётных записей, не использует многофакторную аутентификацию.

На конференции по кибербезопасности RSA инженеры Microsoft рассказали, что в среднем каждый месяц риску взлома подвергается до 0,5% учётных записей. В январе 2020 таких записей было около 1,2 млн.

В Microsoft добавили, что в большинстве случаев взлом учётных записей происходит с использованием довольно простых инструментов. Так, в январе 2020 года 40% взломов пришлось на аккаунты с простыми паролями, которые были вычислены методом подбора.

Ещё 40% записей были скомпрометированы методом повтора паролей. При этом типе атак злоумышленники используют ранее утекшие пароли пользователей из других сервисов для взлома учётных записей Microsoft. В компании отметили, что одинаковые пароли в различных сервисах использует до 60% людей.

Эксперты подчеркнули, что самым эффективным способом защиты учётной записи от взлома является использование многофакторной авторизации, при которой используется не только пароль, но и какой-либо другой метод аутентификации (SMS-сообщение, биометрические данные и т.д.). [1]

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 2

Описание устройства. Предлагаемое решение основывается на платформе микроконтроллер семейства STM32, общая блок-схема работы устройства представлена на рисунке. STM32 - это платформа, в основе которой лежат микроконтроллеры STMicroelectronics на базе ARM процессора, различные модули и периферия, а также программные решения (IDE) для работы с аппаратным обеспечением.

Общая блок-схема работы устройства

Основные преимущества:

- Низкая стоимость;

- Удобство использования;

- Большой выбор сред разработки;

- Чипы взаимозаменяемы - если не хватает ресурсов одного микроконтроллера, его можно заменить на более мощной, не меняя самой схемы и платы;

- Высокая производительность;

- Удобная отладка микроконтроллера.

Предыдущее решение основывалось на микроконтроллере Arduino Pro Micro. Для шифрования паролей в БД аутентификации на токене, применяется алгоритм симметричного шифрования AES-256 Передача пароля на конечное устройство производится через канал USB, в зашифрованном виде. Так как технические возможности микроконтроллере Arduino Pro Micro были ограниченны, поэтому от этого микроконтроллера пришлось отказаться, и было принято решение перейти к микроконтроллеру семейства STM32. Сравнивая два микроконтроллера имеем что, по техническим характеристикам Arduino уступает STM32. Тактовая частота микроконтроллеров Arduino ниже - 16 МГц против 72 МГц STM32. Количество выводов GPIO у STM32 больше. Объем памяти у STM32 также выше. Нельзя не отметить pin-to-pin совместимость STM32 - для замены одного изделия на другое не нужно менять плату. Общая стоимость всех деталей устройства составит 385 руб.

После перехода на новый микроконтроллер добавилось несколько новых модулей, с помощью которых были реализован следующие режимы работы:

- режим работы «OTP». Он заключается в следующем, аутентификация в сервисе/приложении происходит с помощью одноразового пароля. Устройство содержит уникальный секретный ключ, который будет использован для шифрования некоторых данных, используемых для генерации пароля. Тот же самый ключ содержится и на сервере аутентификации. Сервер шифрует их же и сравнивает результат с тем, что получает от клиента. При совпадении значений считается, что процесс аутентификации прошел успешно.

В данном устройстве используется синхронный режим, и синхронизация происходит по времени. Сервер аутентификации и OTP-устройство генерируют пароль, базируясь на показании внутренних часов.

- режим работы «GSM». Он заключается в следующем, при попытке аутентификации на зарегистрированный номер телефона придет CMC с одноразовым паролем для входа в систему. Роль телефона, на который приходит смс с одноразовым паролем, выполняет микроконтроллер с GSM модулем, который принимает смс сообщение с одноразовым паролем и отображает его на экране устройства. Данный режим может использоваться в различных банковских приложениях.

Среди конкурентов были рассмотрены решения: Рутокен OTP, заменивший Рутокен Web [2], и eToken NG-OTP [3]. Данные решения по реализуемому функционалу приближены к предлагаемому решению. Сравнение решений представлено в таблице.

Сравнение существующих решений

Решение eToken NG-OTP Рутокен OTP Предлагаемое решение

Используемый алгоритм шифрования Нет данных ГОСТ 28147-89 AES (256-бит)

Режимы аутентификация Двухфакторная с использование OTP Двухфакторная с использование OTP Двухфакторная с использование OTP или Push-кода

Поддерживаемые ОС Windows, OS X, Linux Windows, OS X, Linux Windows, Linux

Цена 1650 руб. 1300 руб. 950 руб.

Выводы. В ходе работы разработано устройство - парольный аутентификатор осуществляющий безопасное хранение и передачу пароля по открытому каналу. Оно позволяет осуществлять безопасную аутентификацию в различных сервисах и приложениях, используя различные методы многофакторной аутентификации. Преимуществами предлагаемого решения являются:

- применимость в большом количестве сервисов и приложений, за счет использования OTP-аутентификации, обычной двухфакторной аутентификации, а также дополнительного фактора как PUSH-код.

- более низкая стоимость по сравнению с аналогами.

Библиографические ссылки

1. Информационное агентство REGNUM [Электронный ресурс]. URL: https://regnum.ru/ news/it/2878702.html (дата обращения: 10.04.2020).

2. Сайт компании Рутокен [Электронный ресурс]. - URL: rutoken.ru/products/all/rutoken-otp/ (дата обращения (29.04.2020).

3. Сайт компании Алладин софт [Электронный ресурс]. - URL: https://www.aladdin-rd.ru/catalog/etoken (дата обращения (29.04.2020).

4. SP 800-63 «Digital Identity Guidelines» [Электронный ресурс]. - URL: https://pages.nist. gov/800-63-3/ (дата обращения (29.04.2020).

5. Давлетханов М. Концепция одноразовых паролей в системе аутентификации // BYTE/Россия. № 7-8. С. 95.

© Акулов Е. А., Паротькин Н. Ю., 2020