Механизмы защиты операционных систем. Защищенные операционные системы

Введение

Существуют два основных подхода к трактовке понятия защищённой автоматизированной системы, применимых к операционным системам (ОС). Первый подход подразумевает, что защищённость ОС обеспечивается при реализации некоторых заданных изначально требований по безопасности, включая наличие некоторого набора механизмов защиты, проверку отсутствия предопределённого перечня уязвимостей и т. п. При втором подходе рассматривается возможность использования ОС в составе автоматизированной системы (АС), которые считаются их владельцами (пользователями) критическими, в связи с чем в ОС должен обеспечиваться комплекс средств защиты, адекватный угрозам безопасности именно этих систем. На первый взгляд, эти два подхода не противоречат друг другу, так как вряд ли в критических АС будут применяться решения, не реализующие хотя бы минимальные требования по безопасности. Вместе с тем ОС при выполнении всех требований по безопасности может быть контролируема извне, например её разработчиком. В указанных условиях второй подход подразумевает, что под защищёнными подразумеваются решения, которые в англоязычной литературе обозначаются термином trusted или, в отечественной интерпретации, - доверенные.

Таким образом, защищённой (доверенной) целесообразно считать ОС, которая не только реализует заданные априорно требования по безопасности, но и адекватна угрозам безопасности, специфичным для отечественных автоматизированных систем, в том числе для которой отсутствует возможность несанкционированного влияния на её работу извне, при этом владелец (пользователь) защищённой ОС должен иметь однозначное представление об алгоритме функционирования её защитных механизмов во всех режимах работы.

Это требование становится все более актуальным в последние годы. Автоматическое обновление, автоматическое оповещение разработников о программных ошибках, разнообразные онлайн-сервисы существенно повышают потребительские качества прикладного и системного программного обеспечения ОС, но, с другой стороны, создают все больше возможностей для производителей программного обеспечения и, в том числе, ОС, контролировать действия пользователей. Для целого ряда применений защищённых ОС вопрос доверия к её разработчику оказывается более значимым, чем вопрос об объёме и качестве реализации в данной ОС стандартных механизмов обеспечения безопасности.

Именно этими соображениями можно объяснить рост интереса к отечественным защищённым ОС, отмечающийся в последнее время в Российской Федерации со стороны органов государственной власти и предприятий промышленности. Дополнительным стимулом по данному направлению стало принятое Правительством Российской Федерации решение об установлении запрета на допуск программного обеспечения, происходящего из иностранных государств, для целей осуществления закупок для обеспечения государственных и муниципальных нужд. Высказываются прогнозы, что в случае утверждения и принятия Программы развития российского сегмента сети Интернет «к 2025 году все государственные учреждения и стратегические предприятия будут оснащены компьютерами на российской элементной базе с отечественной операционной системой на борту».

В современных условиях перспективная отечественная защищённая ОС должна отвечать следующим требованиям:

• соответствовать требованиям обеспечения технологической независимости (импортозамещения) Российской Федерации в важнейших областях информатизации, телекоммуникации и связи;
• быть пригодной к функционированию в компьютерных сетях, как изолированных, так и подключённых к сети Интернет (или иным телекоммуникационным сетям), в том числе ориентированных на обработку информации, отнесённой к государственной тайне, или персональных данных;
• реализовывать современные механизмы обеспечения информационной безопасности, учитывающие возможность обработки в данной ОС информации, отнесённой к государственной тайне, как с точки зрения удовлетворения формальных требований соответствующих нормативных документов и стандартов, так и с точки зрения обеспечения реальной защиты от актуальных угроз безопасности.

Разработчик такой ОС должен обладать развитой инфраструктурой разработки и сопровождения её прикладного и системного программного обеспечения. Должны быть реализованы механизмы, обеспечивающие доверие к разработчику ОС, возможность научного обоснования безопасности реализуемых в ней программно-технических решений.

Учебные вопросы (основная часть):

1.Обзор защищенных операционных систем семейства Linux

Принято считать, что ОС Linux (точнее, GNU/Linux) была создана в 1991 г. 21-летним финским программистом Линусом Торвальдсом. Фактически Л. Торвальдс переписал с нуля ядро ОС Minix, ничем не примечательного «клона» ОС семейства UNIX.

Долгое время единственным преимуществом ОС Linux по сравнению с другими UNIX-системами была лицензионная чистота программного кода ОС Linux, позволяющая разворачивать на её базе самые разнообразные информационные системы, не беспокоясь о потенциальных сложностях с лицензиями. Примерно до 2000 г. ОС Linux ничем не выделялась среди других ОС семейства UNIX, заметно уступая многим из них по производительности и надёжности.

Долгое время открытость программного кода ОС Linux оставалась единственным фактором, делавшим данную ОС привлекательной для разработчиков прикладного ПО. Однако со временем разнообразие ПО, адаптированного под ОС Linux, достигло некоторой «критической массы», и ситуация изменилась. По мере того как ОС Linux становилась де-факто стандартом в мире ОС семейства UNIX, все больше программистов разрабатывали прикладное и системное ПО, предназначенное для работы под управлением ОС Linux, а компоненты ОС подвергались все более тщательному тестированию и оптимизации. Начиная с какого-то момента, нарастание популярности ОС Linux стало самоподдерживающимся процессом, и в настоящее время эти ОС составляют более 90 % ОС семейства UNIX.

При сравнении ОС семейства Linux с более популярными ОС семейств Microsoft Windows или Mac OS бросается в глаза характерная особенность Lin ux-систем - они первоначально в большей мере были ориентированы на профессиональных высококвалифицированных пользователей. Заметная доля действий, необходимых для настройки системы, а в некоторых случаях и для приведения её в работоспособное состояние, выполняется путём ручного редактирования конфигурационных файлов, редактирования или написания с нуля различных скриптов и т. д. По этой причине ранние версии ОС семейства Linux были практически недоступны массовому пользователю, сейчас этот недостаток в основном преодолён, современные версии ОС семейства Linux требуют лишь минимального обучения.

Часто пользователи даже не знают, что работают именно с ОС этого семейства, так, например, популярная мобильная ОС Android фактически представляет собой пакет системного ПО, развёрнутого на платформе ОС семейства Linux.

Среди многих пользователей ОС семейства Linux бытует мнение, что данная ОС отличается необычайно мощной и практически неуязвимой подсистемой защиты. В качестве аргументов в поддержку этой точки зрения обычно приводят наличие в них базовых механизмов дискреционного управления доступом, аутентификации и аудита, которые аналогичны или даже уступают соответствующим механизмам других ОС. Также встречается аргументация, что практически полное отсутствие вредоносного программного обеспечения для ОС семейства Linux является следствием того, что эта система значительно лучше защищена против вирусных атак, чем, например, ОС семейства Microsoft Windows. Это совершенно неверно. Действительно, вирусы для ОС семейства Linux практически не встречаются «в дикой природе» хакерского сообщества, но это обусловлено отнюдь не высокой защищённостью этих ОС. Программисту средней квалификации несложно убедиться, что написание компьютерного вируса или иной вредоносной программы для ОС семейства Linux ничуть не сложнее (за исключением некоторых узких классов вредоносных программ), чем написание аналогичной программы, например, для ОС семейства Microsoft Windows. Незначительное количество Linux-вирусов объясняется в основном тем, что разработчики вредоносного ПО предпочитают ориентироваться на более популярные программные платформы, для которых нелегальная деятельность киберпреступников приносит наибольший доход.

Базовые средства безопасности ОС семейства Linux унаследованы от ранних версий ОС семейства UNIX, разрабатывавшихся в начале 70-х годов прошлого столетия. Исходя из требований обратной совместимости со старыми версиями, ОС семейства Linux продолжают поддерживать целый ряд устаревших защитных механизмов и концепций. В частности, в подсистемах защиты большинства этих ОС присутствуют следующие «анахронизмы»:

• все объекты (сущности) доступа должны интерпретироваться как файловые объекты, атрибуты защиты других типов объектов не могут корректно описываться штатными средствами ОС;
• не поддерживаются глобальные уникальные идентификаторы учётных записей пользователей, все идентификаторы пользователей и групп уникальны только в пределах одного экземпляра ОС:
• набор прав доступа субъектов (процессов) к сущностям (файлам, каталогам) сильно ограничен, поддерживаются только три права доступа: чтение, запись и выполнение, а также задаётся владелец каждой сущности;
• полномочия суперпользователя root практически неограниченны;
• отсутствуют механизмы автоматического назначения атрибутов защиты вновь создаваемым сущностей на основе атрибутов защиты контейнеров (каталогов), где эти сущности создаются;
• для динамического изменения полномочий субъектов доступа применяется неудобный и потенциально опасный механизм SUID/SGID;
• не поддерживаются механизмы олицетворения субъектов доступа, осуществляющих клиентский доступ к процессу-серверу;
• не поддерживается автоматическая генерация сообщений аудита при обращениях определённых субъектов к определенным сущностям;
• поддерживаемые средства минимизации полномочий пользователей крайне примитивны;
• не поддерживается мандатный контроль целостности;
• не поддерживается изолированная программная среда, даже частично.

Отдельно стоит отметить проблемы безопасности графического интерфейса X Window System, используемого в современных версиях ОС семейства Linux для взаимодействия с процессами пользователей. Энтузиасты ОС семейства Linux любят критиковать ОС семейства Microsoft Windows за недостаточную защищённость её графической подсистемы, например: «В ОС Microsoft Windows NT любой процесс независимо от уровня своих привилегий может послать сообщение окну другого процесса (в том числе и более привилегированного!), причём нет никакой возможности установить отправителя сообщения!… Находим окно какого-нибудь привилегированного приложения (а такая возможность у нас есть), получаем дескриптор интересующего нас элемента управления (кнопки, пункта меню, строки редактирования) и… эмулируем ввод пользователя!!! Привилегированный процесс все сделает за нас, так ничего при этом и не заподозрив!».

На самом деле указанная проблема характерна не только для ОС семейства Microsoft Windows. Еще в 1994 г. Р. Браатен в нашумевшем в свое время сообщении в конференции comp.security. Unix сформулировал угрозу похищения графическим приложением X Window System конфиденциальной информации, адресованной другому графическому приложению. В ОС семейства Microsoft Windows, начиная с ОС Windows Vista, введён мандатный контроль целостности графических сущностей, значительно повысивший защищённость графической подсистемы, однако в X Window System ничего подобного не произошло.

Попытки построить на базе ОС семейства Linux защищённую ОС неоднократно предпринимались как в России, так и за рубежом. Исторически можно считать, что первым проектом в данном направлении является ОС Linux-Mandrake Russian Edition, разрабатывавшаяся группой энтузиастов в 1999-2000 гг. и в дальнейшем «выросшая» в проект ОС ALT Linux, поддерживаемый компанией «Альт Линукс». Начиная с 2005 г., дистрибутив ОС ALT Linux является полностью самостоятельным. Подсистема безопасности ОС ALT Linux имеет несколько интересных нововведений (раздельное хранение аутентификационных данных разных пользователей, минимизация количества SUID- и SGID-программ), которые, однако, не оказывают существенного влияния на общую защищённость ОС. Исходя из этого, можно предположить, что разработчики ОС ALT Linux ориентируются на применение данной ОС главным образом в тех организациях, где к безопасности хранимой и обрабатываемой информации не предъявляется высоких требований (например, в школах, университетах и т. д.).

Suid, setuid и setgid (сокращение от «set user ID upon execution» (установка ID пользователя во время выполнения) и «set group ID upon execution» (установка ID группы во время выполнения), соответственно) являются Unix флагами прав доступа, которые разрешают пользователям запускать исполняемые файлы соответственно с правами владельца или группы исполняемого файла.

В Unix-подобных системах приложение запускается с правами пользователя, вызвавшего указанное приложение. Это обеспечивает дополнительную безопасность, так как процесс с правами пользователя не сможет получить доступ на запись к важным системным файлам, например /etc/passwd, который принадлежит суперпользователю root. Если на исполняемый файл установлен бит suid, то при выполнении эта программа автоматически меняет «эффективный userID» на идентификатор того пользователя, который является владельцем этого файла. То есть, независимо от того - кто запускает эту программу, она при выполнении имеет права хозяина этого файла.

Бит suid был изобретен Деннисом Ритчи и запатентован в США компанией AT&T в 1979 году. Позже, патент 4135240 «Protection of data file contents» был выложен в свободный доступ.

Программа с установленным битом suid является «потенциально опасной». В «нормальном» случае она не позволит обычному пользователю сделать то, что выходит за пределы его полномочий (например, программа passwd разрешит пользователю изменить только собственный пароль). Но, даже незначительная ошибка в такой программе может привести к тому, что злоумышленник сможет заставит её выполнить ещё какие-нибудь действия, не предусмотренные автором программы.

Первой попыткой построить на базе ОС семейства Linux высокозащищённую ОС, по всей видимости, стала ОС «Феникс», разрабатывавшаяся в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете начиная с 2001 г. Данная ОС ограниченно применялась в ЗАО «Инфосистемы Джет».

Какое-то время самой защищённой российской ОС семейства Linux являлась Мобильная система вооружённых сил (МСВС), разработанная по заказу Минобороны России Всероссийским научно-исследовательским институтом автоматизации управления в непромышленной сфере (ВНИИНС) на основе ОС Red Hat Enterprise Linux. ОС МСВС была принята на снабжение вооружённых сил в 2002 г. На протяжении многих лет она широко применялась в самых различных компьютерных системах военного и двойного назначения, существуют её настольные и серверные версии, предназначенные для функционирования на обычных бытовых компьютерах. Последняя на сегодняшний день версия МСВС 5.0, сертифицированная в 2011 г., содержит ядро Linux версии 2.6.32 и,библиотеку glibc версии 2.5 сборки 2006 г.

glibc - GNU C Library (GNU библиотека). Glibc является библиотекой Си, которая обеспечивает системные вызовы и основные функции, такие как open, malloc, printf и т. д. Библиотека C используется для всех динамически скомпонованых программ. Она написана Free Software Foundation для операционных систем GNU. glibc выпущена под лицензией GNU LGPL.

Установка дополнительного ПО в МСВС серьёзно затруднена.

В 2006 г. в Китае начались поставки в военные и государственные учреждения ОС Kylin, разработанной китайским Национальным университетом оборонных технологий на базе ОС FreeBSD. Название ОС означает мифическое животное, часто упоминающееся в китайском фольклоре наряду с драконом и фениксом. Дистрибутив ОС Kylin некоторое время был доступен для скачивания, по мнению экспертов, данная ОС не содержит каких-либо выдающихся защитных механизмов, никто не упоминает о поддержке в ней мандатного управления доступом, мандатного контроля целостности, изолированной программной среды и т. п. В 2013 г. официально стартовал проект ОС Ubuntu Kylin, по всей видимости, не имеющий ничего общего с ОС Kylin, кроме названия. ОС Ubuntu Kylin представляет собой версию ОС Ubuntu Linux с полнофункциональной поддержкой китайского языка и несколькими предустановленными приложениями, специфичными для Китая (лунный календарь, упрощённый доступ к китайским социальным сетям, поставщикам китайской музыки и т. п.).

Дистрибутив доступен на сайте www.ubuntukylin.com.

Есть сведения, что обычный дистрибутив Ubuntu легко превращается в ОС Ubuntu Kylin в результате установки нескольких дополнительных пакетов ПО. Нет никаких сведений, что подсистема безопасности данной ОС чем-либо отличается от подсистемы безопасности ОС Ubuntu Linux.

Семейство отечественных ОС «РОСА» производится с 2009 г. группой компаний «РОСА» на основе ОС Mandriva Linux, являясь в настоящее время последней поддерживаемой её ветвью. Семейство ОС «РОСА» включает в себя сертифицированные защищённые ОС «РОСА Хром» и «РОСА Никель», (заявлена поддержка мандатного управления доступом), «РОСА Кобальт», а также несколько свободно распространяемых дистрибутивов, потребительские качества которых оцениваются пользователями довольно высоко. Весной 2015 г. «НТЦ ИТ РОСА» вошла в число пяти российских компаний, подавших заявку на государственную поддержку отечественных программных продуктов.

В 2010 г. знаменитая польская исследовательница безопасности ОС Иоанна Рутковска объявила, что ведёт разработку защищённой ОС Qubes, основанной на ОС Fedora Linux. Дополнительные средства защиты данной ОС основаны на инкапсуляции прикладных и системных программ в отдельные виртуальные машины, взаимодействие которых реализуется посредством гипервизора Хеn.

Гипервизор (англ. Hypervisor; от др.-греч. ὑπέρ «над, выше, сверх» + лат. vīsio «зрение; видение») или монитор виртуаьных машин (в компьютерах) - программа или аппаратная схема, обеспечивающая или позволяющая одновременное, параллельное выполнение нескольких операционных систем на одном и том же хост-компьютере. Гипервизор также обеспечивает изоляцию операционных систем друг от друга, защиту и безопасность, разделение ресурсов между различными запущенными ОС и управление ресурсами.

Гипервизор также может (и обязан) предоставлять работающим под его управлением на одном хост-компьютере ОС средства связи и взаимодействия между собой (например, через обмен файлами или сетевые соединения) так, как если бы эти ОС выполнялись на разных физических компьютерах.

Гипервизор сам по себе в некотором роде является минимальной операционной системой (микроядром или наноядром). Он предоставляет запущенным под его управлением операционным системам службу виртуальной машины, виртуализируя или эмулируя реальное (физическое) аппаратное обеспечение конкретной машины. И управляет этими виртуальными машинами, выделением и освобождением ресурсов для них. Гипервизор позволяет независимое «включение», перезагрузку, «выключение» любой из виртуальных машин с той или иной ОС. При этом операционная система, работающая в виртуальной машине под управлением гипервизора, может, но не обязана «знать», что она выполняется в виртуальной машине, а не на реальном аппаратном обеспечении.

Передача данных между виртуальными машинами в ОС Qubes осуществляется на основе общесистемной политики безопасности, потенциально способной поддерживать мандатное управление доступом, мандатный контроль целостности, изолированную программную среду и т. п. Для пользователя наличие этой политики становится заметным только в том случае, если он попытается её нарушить, иначе работа пользователя выполняется как в обычной ОС Fedora Linux. Окна программ, принадлежащих к разным виртуальным машинам, выполняются на общем рабочем столе, как при включённом seamless mode в ПО Virtual Box (в русскоязычной локализации этот режим называется «Режим интеграции дисплея»).

Позже похожая идея была реализована отечественной компанией «НеоБИТ», изготовившей гибридную ОС «Linux over Febos», в которой прикладные программы выполняются в виртуальных машинах ОС Linux, выступающих, в свою очередь, в роли прикладных программ ОС «Фебос» - собственной разработки «НеоБИТ», не имеющей отношения к семейству ОС Linux. Фактически, ОС «Фебос», насколько можно судить по доступным описаниям, не содержит в себе ничего, кроме микроядра, гипервизора и монитора безопасности, все прикладные интерфейсы вынесены в виртуальные машины ОС Linux.

ОС «Заря» разработана АО «Центральный научно-исследовательский институт экономики информатики и систем управления» (ЦНИИ ЭИСУ) по заказу Минобороны России в 2013 г. Данная ОС основана на ОС CentOS Linux, доступные в сети Интернет схемы её архитектуры не содержат никаких уникальных особенностей, существенно отличающих её от других ОС семейства Linux. Некоторые источники позиционируют ОС «Заря» как следующее поколение ОС МСВС. ОС «Заря» совместима с пакетами ПО Libre Office, GIMP и Chromium, существуют версии ОС для настольных, серверных и встраиваемых систем.

В 2013-2014 гг. компанией «Ред Софт» по заказу Федеральной службы судебных приставов России разработана ОС «ГосЛинукс», также основанная на ОС CentOS, которая позиционируется как защищённая ОС с функциями позволяющими «приставу обрабатывать персональные данные должников и взыскателей без дополнительных средств защиты информации, а также применять электронную подпись для издания документов в электронном виде». На официальном сайте ФССП России утверждается, что «основные доработки, выполненные подрядчиком, касались криптографической подсистемы и предконфигурации встроенных средств защиты информации»

В целом, несмотря на очевидные недостатки безопасности ОС семейства Linux, широкий спектр не всегда удачных разработок защищённых ОС на их основе, в настоящее время ОС этого семейства по прежнему являются почти идеальной платформой для создания отечественной защищённой ОС. Используемые в ОС семейства Linux иногда примитивные и устаревшие механизмы защиты позволяют без кардинальной переработки, блокирования или учёта их особенностей реализовывать в ОС современные механизмы мандатного и ролевого управления доступом, мандатного контроля целостности и добиваться строгого теоретического обоснования безопасности и верификации полученного решения. Таким образом, сочетание высокой надёжности, приемлемых потребительских качеств, открытого исходного кода и возможность сравнительно лёгкой доработки механизмов защиты ОС семейства Linux позволяют построить на их базе высокозащищённую отечественную ОС ценой существенно меньших усилий, чем если бы она создавалась с нуля или строилась на других платформах.

2.Архитектура, назначение и области применения Операционной Системы Специального Назначения Astra Linux Special Edition

2.1. Назначение ОССН

При построении перспективных и модернизации существующих АС актуальной задачей является использование типовых решений, стандартизация и унификация аппаратно-программных платформ, включая ОС, среды разработки ПО, комплексов системного и прикладного ПО для поддержки функционирования актуальных информационных сервисов АС. Подобный подход, в первую очередь, связан со снижением затрат на развёртывание и администрирование компонентов АС, сокращением сроков разработки и/или портирования требуемого для их функционирования ПО, повышением эффективности процесса обучения персонала, администрирующего и эксплуатирующего их информационную инфраструктуру.

Дополнительным аспектом, актуальным для современных условий, являются вопросы ограничения применения в рамках АС (в первую очередь функционирующих в интересах органов государственной власти) продукции иностранного производства, для которой существуют отечественные аналоги. В частности, изменения, внесённые в Федеральные законы «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» и «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд», имеют прямое отношение к курсу на импортозамещение, базирующемуся на тенденциях развития рынка российского ПО.

При этом в ходе решения этой задачи важным фактором является строгое соответствие подобных разработок национальным стандартам в области информационной безопасности, например, для АСЗИ - это ГОСТ 51583-2014 «Защита информации. Порядок создания автоматизированных систем в защищённом исполнении. Общие положения», и требованиям отечественных систем сертификации средств защиты информации по требованиям безопасности информации.

В этом смысле ОССН в достаточной степени учитывает большинство из рассмотренных выше аспектов. Согласно технической документации базовым назначением ОССН является построение на её основе Автоматизированных систем в защищенном исполнении (АСЗИ), обрабатывающих информацию, содержащую сведения, составляющие государственную тайну с грифом не выше «совершенно секретно». В общем же случае, наряду с защитой такой информации, АС, реализованные с использованием ОССН, могут обеспечивать защиту следующих видов информации:

• конфиденциальная информация;
• коммерческая тайна;
• персональные данные.

Указанные возможности ОССН подтверждаются следующими сертификатами соответствия участников отечественных систем сертификации средств защиты информации по требованиям безопасности информации (табл. 2.1).

Таблица 2.1.

Эти сертификаты дают основания для использования ОССН в составе АС различных классов защищённости от несанкционированного доступа к информации (НСД) и уровней контроля отсутствия недекларируемых возможностей (НДВ) в составе компонентов системы (табл. 2.2).

Группа АС	Однопользовательская АС (группа 3)				Многопользовательская АС с равными полномочиями (группа 2)				Многопользовательская АС с разными полномочиями (группа 1)
Класс АС	ЗБ		ЗА		2Б		2А		1Д	1Г	№	1Б
Класс СВТ	5	3	2	1	5	3	2	1	5	5	4	3
Уровень контроля отсутствия НДВ	4	3	2	1	4	3	2	1	4	4	3	2

Из табл. 2.2 следует, что ОССН в предельном случае сертифицирована для использования в многопользовательских АС, пользователи которых имеют разные полномочия по доступу к обрабатываемой информации (класс 1Б), по классу 3 защиты от НСД и уровню 2 контроля отсутствия НДВ.

Таким образом, в настоящее время ОССН является операционной системой, сертифицированной во всех трех системах сертификации средств защиты информации по требованиям безопасности информации.

2.2. Архитектура ОССН

Архитектурной основой ОССН является проект Debian GNU/ Linux - ассоциация разработчиков свободного ПО, основой которого являются ОС семейства GNU /Linux на базе ядра Linux Kernel.

В связи с этим, в общем случае, архитектура ОССН соответствует архитектурным решениям GNU/Linux (рис. 2.1).

При этом особенности реализации соответствуют особенностям реализации ОС проекта Debian GNU/Linux, в частности:

• активная поддержка последних версий стандартов в рамках проектов Linux FSH и LSB;
• наличие более одиннадцати официальных переносов (портов) на различные процессорные архитектуры;
• наличие системы управления пакетами программ APT (Advanced Packaging Tool) с жёсткой политикой по отношению к разрабатываемому ПО, поддержкой разветвлённой сети репозиториев и стандарта механизм выбора предпочтительного ПО среди нескольких вариантов (alternatives);
• большое количество (более 40 тысяч) пакетов совместимого прикладного ПО;
• развитая система устранения ошибок, обеспечивающая высокое качество кода драйверов, системных сервисов и поддерживающая высокую стабильность функционирования ОС на базе проекта Debian GNU/Linux.

Благодаря тому, что дистрибутив проекта Debian GNU/Linux перенесён на различные процессорные архитектуры, ОССН также оддерживает переносы на следующие архитектуры:

• amd64 - процессоры Intel и AMD с микропроцессорной архитектурой а;86-64;
• armel/armhf- 32 и 64-разрядные процессорные ядра разработки ARM Limited;
• s390.r - 64-разрядное пространство пользователя для мэйнфреймов IBM System z.

Существующие релизы дистрибутива ОССН базируются на указанных переносах. Их обозначения отличаются редакцией дистрибутива и номером версии. Редакция релиза дистрибутива определяет специфику дистрибутива: поддерживаемый перенос (аппаратная платформа) и область применения. Номер версии - две или три цифры, определяющие версию дистрибутива ОССН.

В установленном дистрибутиве ОССН полное обозначение релиза дистрибутива в файле /etc/astra-veision хранится в следующем формате:

EDITION V.U.Y (name)

где использованы следующие обозначения:

EDITION - редакция релиза дистрибутива (для ОССН имеет значение «SE»);

V — первая цифра номера релиза, связанная с его именем;

U — номер версии релиза;

Y — номер обновления в пределах версии релиза (если таких обновлений не было, то номер обновления отсутствует);

(name) - имя релиза дистрибутива на латинице (связано с его редакцией и первой цифрой номера версии), как правило, для этого используются названия городов-героев Российской Федерации.

Релизы дистрибутива ОССН и их обозначения для версии 1.4 представлены в табл. 2.3.

Текущий релиз – 1.5.

Релиз «Смоленск» операционной системы специального назначения Astra Linux Special Edition предназначен для функционирования на средствах вычислительной техники с процессорной архитектурой х86-64.

Релиз «Новороссийск» предназначен для функционирования на мобильных и встраиваемых компьютерах с процессорной архитектурой ARM.

Архитектура ARM (от англ. Advanced RISC Machine - усовершенствованная RISC-машина; иногда - Acorn RISC Machine) - семейство лицензируемых 32-битных и 64-битных микропроцессорных ядер разработки компании ARM Limited.

RISC (англ. reduced instruction set computer - «компьютер с сокращённым набором команд») - архитектура процессора, в котором быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций, чтобы их декодирование было более простым, а время выполнения - меньшим. Первые RISC-процессоры даже не имели инструкций умножения и деления. Это также облегчает повышение тактовой частоты и делает более эффективной суперскалярность (распараллеливание инструкций между несколькими исполнительными блоками).

Релиз «Мурманск» разработан для функционирования на мэйнфреймах IBM System Z.

IBM System z (более раннее название - IBM eServer zSeries) - бренд, созданный компанией IBM для обозначения линейки мейнфреймов.

Буква Z происходит от «zero down time», которое означает «ноль времени недоступности», позволяющее непрерывно поддерживать работу сервера 24 часа в сутки, 7 дней в неделю 365 дней в году.

Релиз «Севастополь» — дистрибутив Astra Linux Special Edition, предназначенный для функционирования на настольных, мобильных и встраиваемых компьютерах с процессорной архитектурой MIPS.

MIPS (англ. Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, микропроцессор без состояний задержки конвейера) - микропроцессор, разработанный компанией MIPS Computer Systems (в настоящее время MIPS Technologies) в соответствии с концепцией проектирования процессоров RISC (то есть для процессоров с упрощенным набором команд). Ранние модели процессора имели 32-битную структуру, позднее появились его 64-битные версии.

Релиз «Керчь» — дистрибутив Astra Linux Special Edition, предназначенный для функционирования на высокопроизводительных серверах, базирующихся на платформах с процессорной архитектурой POWER.

POWER - микропроцессорная архитектура с ограниченным набором команд (RISC), разработанная и развиваемая компанией IBM. Название позже было расшифровано как Performance Optimization With Enhanced RISC (оптимизация производительности на базе расширенной архитектуры RISC). Этим словом также называется серия микропроцессоров, использующая указанный набор команд. Они применяются в качестве центрального процессора во многих микрокомпьютерах, встраиваемых системах, рабочих станциях, мейнфреймах и суперкомпьютерах.

В дальнейшем (если это специально не оговорено по тексту) при рассмотрении ОССН в качестве релиза дистрибутива используется релиз «Смоленск» версии 1.4. Этот релиз основан на дистрибутиве Debian GNU /Linux 7.0 (Wheezy). Детализация его архитектуры относительно обобщённой архитектуры GNU /Linux (рис. 2.1) показана на рис. 2.2.

Представленные на рис. 2.2 базовые компоненты, библиотеки и средства разработки в составе дистрибутива ОССН реализуют следующие базовые функции:

• запуск программ, их загрузка в оперативную память и управление их выполнением;
• поддержка вытесняющей многозадачности;
• диспетчеризация аппаратных ресурсов компьютера между выполняющимися программами;
• межпроцессное взаимодействие;
• организация механизма виртуальной памяти;
• поддержка операций ввода/вывода и логической организации запоминающих устройства (жёсткие диски, SSD-диски, оптические диски, USB-диски);
• поддержка файловых систем;
• поддержка ввода/вывода к периферийным устройствам;
• поддержка стеков сетевых протоколов;
• обеспечение многопользовательского режима работы;
• обеспечение CLI (Command Line Interface) пользовательского интерфейса командной строки;
• обеспечение GUI (Graphical User Interface) пользовательского графического интерфейса, в том числе и для компьютеров, обо рудованных сенсорными экранами, поддерживающими многоточечный ввод;
• поддержку разработки и отладки прикладного ПО с CLI и GUI пользовательским интерфейсом.

Для организации доменной сетевой инфраструктуры, развёрнутой на базе ОССН, в состав её дистрибутива входит OpenLDAP - реализация протокола LDAP с открытым исходным кодом. Для формирования ключей шифрования, сертификатов открытых ключей и выполнения шифрования данных SSL/TLS соединений в состав дистрибутива ОССН входит криптографический пакет OpenSSL.

Поддержка OpenLDAP и OpenSSL обеспечивает реализацию функции единого пространства пользователей (ЕПП) в рамках доменной инфраструктуры Astra Linux Directory (ALD) с поддержкой резервирования контроллеров домена и установления между ними отношений доверия.

Кроме базовых компонентов, библиотек и средств разработки в состав дистрибутива ОССН входит общее ПО, реализующее следующие функции:

• обработка документальной информации (текстовые, табличные редакторы и средства создания презентационных материалов и доступа к реляционным базам данных);
• сканирование, печать и передача документальной информации;
• доступ к информации, хранящейся в реляционных базах данных, включая поддержку программного обеспечения «1C» и программного обеспечения для работы с географическими объектами PostGIS;

Таблица 2.5. Наименование и версии общего ПО дистрибтива ОССН.

Защищенная система управления базами данных (СУБД)
PostgreSQL	9.2.14 и 9.4.5
Работа с документами. Пакет офисных программ.
LibreOffice (текстовый редактор, табличный редактор, программа подготовки презентаций, механизм подключения к внешним СУБД, векторный графический редактор, редактор формул)	5.0.2
Защищенный комплекс программ гипертекстовой обработки данных
Web-сервер Apache2	2.2.22
Браузер Firefox	44.0
Защищенные средства передачи электронной почты
Сервер электронной почты Exim4	4.82
Сервер электронной почты Dovecot	2.1.7
Почтовый клиент Thunderbird	38.5.0
Редактор растровой графики
GIMP	2.8.14

доступ к информации через сервер гипертекстовой обработки данных (HTTP-сервер и клиент);

• обмен сообщениями электронной почты (SMTP/IMAP серверы и клиент);
• работа с графикой и мультимедиа (звук, видео).

Наименование и версии перечисленных видов ПО представлены в табл. 2.5.

Ключевой особенностью дистрибутива ОССН является то, что в его состав входят СЗИ, обеспечивающие реализацию следующих функций:

• аутентификация пользователей с использованием инфраструктуры РАМ (Pluggable Authentication Modules) локально и в рамках ЕПП, двухфакторная аутентификация на основе цифровой подписи и инфраструктуры открытых ключей, поддерживаемых внешним носителем аутентификационной информации «Рутокен»;
• идентификация пользователей с использованием модульного окружения NSS (Name Service Switch) локально и в рамках ЕПП ;
• дискреционное управление доступом процессов (субъект-сессий) к ресурсам (сущностям) с поддержкой стандартов Minimal ACL и Extended ACL (в последующих версиях ОССН дискреционное управление доступом будет заменено ролевым управлением доступом в сочетании с мандатными управлением доступом и контролем целостности, реализованными на основе мандатной сущностно-ролевой ДП- модели - МРОСЛ ДП-модели, базовые элементы которой будут рассмотрены в следующих лекциях);

Вместо системы принудительного контроля доступа SELinux, в Astra Linux Special Edition используется запатентованная мандатная сущностно-ролевая ДП-модель управления доступом и информационными потокам (МРОСЛ ДП-модель)

• основанное на МРОСЛ ДП-модели мандатное управление доступом процессов к ресурсам, реализация которого в ОССН осуществляется на уровнях механизма межпроцессного взаимодействия, включая файловые системы ртос и tmpfs, стек протоколов TCP/IP {IPv4), на уровне виртуальной файловой системы (VFS) и в файловых системах семейства extfs {Ext2, Ext3, Ext4);
• изоляция адресных пространств процессов;
• регистрация (протоколирование) и аудит событий, реализованные в виде централизованной системы с функцией оповещения администратора безопасности о попытках НСД;
• очистка оперативной памяти и освобождаемых областей данных на носителях с файловыми системами Ext2, Ext3, Ext4:
• регламентный контроль целостности сущностей файловой системы, в том числе неизменности исполняемых файлов и соответствия эталонному дистрибутиву ОССН, на основе библиотеки libgost, в которой реализована функция хэширования в соответствии с ГОСТ Р 34.11-94 , и мандатный контроль целостности, препятствующий доступу к защищаемой информации скомпрометированными субъектами после перехвата управления и повышения привилегий (элементы мандатного контроля целостности также заданы в рамках МРОСЛ ДП-модели и рассмотрены в главе 2);
• базирующаяся на мандатном контроле целостности замкнутая программная среда, позволяющая определить для каждой учётной записи пользователя индивидуальный перечень ПО, разрешённого для использования, с возможностью загрузки иерархических цепочек ключей для проверки цифровой подписи исполняемых файлов формата ELF (Executable and Linkable Format), реализованной в соответствии с ГОСТ Р 34.10-2001 ;
• маркировка документов уровнями конфиденциальности при выводе их на печать;
• обеспечение надёжного восстановления ОССН после сбоев;
• реализация правил управления доступом к внешним носителям (для этого в рамках МРОСЛ ДП-модели заданы сущности с косвенными метками);
• обеспечение доступа к реляционным базам данных в соответствии с требованиями для управления доступом к информации, содержащей сведения, составляющие государственную тайну с грифом не выше «совершенно секретно», совместимого с реализованными в ОССН мандатным управлением доступом и мандатным контролем целостности (с этой целью МРОСЛ ДП-модель была расширена для использования с штатной для ОССН СУБД PostgreSQL);
• обеспечение доступа к информации через сервер гипертекстовой обработки данных, обмена сообщениями электронной почты в соответствии с требованиями для управления доступом к информации, содержащей сведения, составляющие государственную тайну с грифом не выше «совершенно секретно». Дополнительно в состав ядра дистрибутива ОССН добавлен пакет дополнений модуля РаХ (средство ограничения прав доступа к страницам памяти), обеспечивающий выполнение программного обеспечения в режиме наименьших привилегий и защиту от эксплуатации в нём различных уязвимостей путём:
• запрета записи в область памяти, помеченную как исполняемая;
• запрета создания исполняемых областей памяти;
• запрета перемещения сегмента кода;
• запрета создания исполняемого стека;
• случайного распределение адресного пространства процесса. Важным компонентом ОССН является подсистема обеспечения безопасности PARSEC, расширяющая стандартную для ОС семейства Linux систему привилегий, предназначенную для передачи пользователям прав выполнения функций администратора ОССН с поддержкой мандатного управления доступом и мандатного контроля целостности. Подсистема PARSEC поддерживает следующие расширенные привилегии:
• посылать сигналы процессам, игнорируя дискреционные и мандатные правила управления доступом;
• изменять уровни доступа (мандатные метки) учётных записей пользователей и устанавливать другие привилегии;
• менять уровни конфиденциальности (мандатные метки) конфиденциальности файлов;
• управлять политикой аудита;
• игнорировать правила мандатного управления доступом при чтении и поиске файлов (исключая функцию записи);

• создавать привилегированный сокет и менять его уровень конфиденциальности;
• изменять время доступа к файлу;
• игнорировать мандатное управление доступом по уровням конфиденциальности и неиерархическим категориям;
• устанавливать привилегии на файлы;
• устанавливать любой непротиворечивый набор привилегий для выбранного процесса;
• менять уровень конфиденциальности точки сетевого соединения.

Подсистема безопасности PARSEC реализует указанные расширенные привилегии с использованием механизма перехвата системных вызовов (hook), который перехватывает и анализирует аргументы запросов процессов и в соответствии с установленными правилами мандатного управления доступом разрешает или запрещает их. Таким образом, в ОССН мандатный контекст (используемые в запросе уровни конфиденциальности, доступа и целостности) считывается при выполнении каждого запроса локально или удалённо (в рамках ЕПП) запущенного процесса.

Уникальной особенностью подсистемы обеспечения безопасности PARSEC является её реализация в качестве модуля XPARSEC, расширяющего функциональность сервера X.Org и’менеджера окон Fly-wm. Благодаря этому модулю сервер X.Org получает возможность определения привилегий X.Org клиента (программы с GUI интерфейсом) и передачи их с использованием модифицированного Х-протокола менеджеру окон Fly-wm, который и выполняет привилегированные операции в ходе запуска X.Org клиента с различными мандатными контекстами. При этом на рабочем столе Fly выполняется отображение:

• мандатного контекста пользовательской сессии в области уведомлений на панели задач;
• мандатного уровня конфиденциальности и целостности каждого окна;
• уровня конфиденциальности окна для локально и удалённо запущенного приложения (цветовое обрамление - рамка окна приложения);
• мандатного уровня и целостности всех приложений, размещённых на рабочем столе Fly.

2.3. Области применения ОССН

Рассмотренные архитектурные особенности ОССН, как реализация ЕПП на основе доменной сетевой инфраструктуры ALD, и интегрированный в состав дистрибутива ОССН комплекс СЗИ определяют её основные области применения, которые в общим случае заданы разработчиком по следующим направлениям программно-технические комплексы и комплексы средств автоматизации;

• локальные (корпоративные) компьютерные сети;
• территориально-распределенные АС.

В настоящее время на базе дистрибутива ОССН реализован ряд проектов АСЗИ в министерствах и ведомствах: ФСБ России, ФСО России, Минобороны России, СВР России, ФСКН России, ФСИН России, ФТН России, ГУПС России, Минздрав России, Минобрнауки России, внутренних войсках МВД России; государственных корпорациях и агентствах: Росатом, Роскосмос, Ростехнологии, ряде предприятий военно-промышленного комплекса; в рамках межведомственной информационной системы государственной автоматизированной системы государственного оборонного заказа (ГАС ГОЗ).

На рис. 2.3 представлен вариант реализации корпоративной защищённой локальной вычислительной сети (ЗЛВС), поддерживающей мультисервисную систему связи, которая обеспечивает реализацию защищённых сервисов:

• видеоконференцсвязи;
• IР-телефонии;
• информационного портала на базе Web-сервера;
• сервера баз данных;
• почтового сервера.

Указанные сервисы реализуются на базе серверных платформ, которые функционируют в серверном варианте установке ОССН релиза «Смоленск». В качестве клиентских компьютеров такой ЗЛВС выступают:

• стационарные или мобильные компьютеры с процессорной архитектурой Intel х86-64, функционирующие в клиентском варианте установки ОССН релиза «Смоленск»;
• планшетные компьютеры с процессорной архитектурой ARM, функционирующие в клиентском варианте установки ОССН релиза «Новороссийск».

На рис. 2.3 показано, что для абонентов корпоративной ЗЛВС организуется ЕПП на базе домена сетевой инфраструктуры ALD с выделенным контроллером домена, функционирующим в серверном варианте установки ОССН релиза «Смоленск». Дополнительно в рамках такой ЗЛВС может быть развернут частный облачный сервис (Private Cloud), реализуемый с использованием технологий виртуализации ОССН релиза «Смоленск» (рис. 2.4).

В условиях удалённого доступа к ресурсам рассмотренной на риc. 2.3 ЗЛВС через арендованные у провайдера телекоммуникационных услуг каналы связи, мобильные АРМ удалённых абонентов ЗЛВС могут подключаться к серверам ЗЛВС с использованием, например, механизмов VPN/MPLS . При этом на границе корпоративного сегмента ЗЛВС устанавливается граничный криптомаршрутизатор - межсетевой экран, который может функционировать на базе ОССН релиза «Тула». Пример схемы подобной реализации удалённого доступа к ЗЛВС представлен на рис. 2.5.

Таким образом, комплект релизов ОССН обеспечивает возможность создания как АСЗИ на различных программно-аппаратных платформах, так и различных конфигураций защищённых компьютерных сетей, включающих, в том числе облачные технологии и механизмы защищённого удалённого доступа.

Основные определения

(Защита в операционных системах)

Средства анализа защищенности операционной системы

Средства этого класса предназначены для проверки настроек операционной системы, влияющих на ее защищенность. К таким настройкам можно отнести: О учетные записи пользователей (account), например длину пароля и срок его действия; О права пользователей на доступ к критичным системным файлам; О уязвимые...
(Защита компьютерной информации)

Основные подходы к построению защищенных операционных систем

Существуют два основных подхода к созданию защищенных операционных систем - фрагментарный и комплексный. При фрагментарном подходе вначале организуется защита от одной угрозы, затем от другой и т. д. Примером фрагментарного подхода может служить ситуация, когда за основу берется незащищенная операционная...
(Защита в операционных системах)

ПОДХОДЫ К ПОСТРОЕНИЮ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФУНКЦИЙ

МЕТОД МНОЖЕСТВ ДОСТИЖИМОСТИ В работе для анализа математической модели с экзогенными переменными, которые в данном случае будем считать управлениями, рассматриваются некоторые агрегированные переменные, являющиеся показателями функционирования изучаемой системы. Поскольку связь показателей...
(Математические методы экономической динамики)

Понятие защищенной операционной системы

Основные определения Мы будем называть операционную систему защищенной, если она предусматривает средства защиты от основных угроз конфиденциальности, целостности и доступности информации, актуализированных с учетом особенностей эксплуатации данного конкретного экземпляра операционной системы....
(Защита в операционных системах)

Стандарты безопасности операционных систем

Анализ угроз, с которого начинается формирование политики безопасности, является весьма трудоемкой и трудноформализуемой процедурой. Как правило, угрозы, от которых предполагается защищать компьютерную систему или сеть, очень разнородны, сравнивать их между собой и выделять среди них наиболее опасные...
(Защита в операционных системах)

Операционная система есть специально организованная совокупность программ, которая управляет ресурсами системы (ЭВМ, вычислительной системы, других компонентов ИВС) с целью наиболее эффективного их использования и обеспечивает интерфейс пользователя с ресурсами.

Операционные системы, подобно аппаратуре ЭВМ, на пути своего развития прошли несколько поколений.

ОС первого поколения были направлены на ускорение и упрощение перехода с одной задачи пользователя на другую задачу (другого пользователя), что поставило проблему обеспечения безопасности данных, принадлежащих разным задачам.

Второе поколение ОС характеризовалось наращиванием программных средств обеспечения операций ввода-вывода и стандартизацией обработки прерываний. Надежное обеспечение безопасности данных в целом осталось нерешенной проблемой.

К концу 60-х гг. ХХ в. начал осуществляться переход к мультипроцессорной организации средств ВТ, поэтому проблемы распределения ресурсов и их защиты стали более острыми и трудноразрешимыми. Решение этих проблем привело к соответствующей организации ОС и широкому применению аппаратных средств защиты (защита памяти, аппаратный контроль, диагностика и т.п.).

Основной тенденцией развития вычислительной техники была и остается идея максимальной доступности ее для пользователей, что входит в противоречие с требованием обеспечения безопасности данных.

Под механизмами защиты ОС будем понимать все средства и механизмы защиты данных, функционирующие в составе ОС. Операционные системы, в составе которых функционируют средства и механизмы защиты данных, часто называют защищенными системами.

Под безопасностью ОС будем понимать такое состояние ОС, при котором невозможно случайное или преднамеренное нарушение функционирования ОС, а также нарушение безопасности находящихся под управлением ОС ресурсов системы. Укажем следующие особенности ОС, которые позволяют выделить вопросы обеспечения безопасности ОС в особую категорию:

управление всеми ресурсами системы;

наличие встроенных механизмов, которые прямо или косвенно влияют на безопасность программ и данных, работающих в среде ОС;

обеспечение интерфейса пользователя с ресурсами системы;

размеры и сложность ОС.

Большинство ОС обладают дефектами с точки зрения обеспечения безопасности данных в системе, что обусловлено выполнением задачи обеспечения максимальной доступности системы для пользователя.

Рассмотрим типовые функциональные дефекты ОС, которые могут привести к созданию каналов утечки данных.

Идентификация. Каждому ресурсу в системе должно быть присвоено уникальное имя - идентификатор. Во многих системах пользователи не имеют возможности удостовериться в том, что используемые ими ресурсы действительно принадлежат системе.

Пароли. Большинство пользователей выбирают простейшие пароли, которые легко подобрать или угадать.

Список паролей. Хранение списка паролей в незашифрованном виде дает возможность его компрометации с после-дующим НСД к данным.

Пороговые значения. Для предотвращения попыток несанкционированного входа в систему с помощью подбора па-роля необходимо ограничить число таких попыток, что в некоторых ОС не предусмотрено.

Подразумеваемое доверие. Во многих случаях программы ОС считают, что другие программы работают правильно.

Общая память. При использовании общей памяти не всегда после выполнения программ очищаются участки оперативной памяти (ОП).

Разрыв связи. В случае разрыва связи ОС должна немедленно закончить сеанс работы с пользователем или повторно установить подлинность субъекта.

Система может содержать много элементов (например, программ), имеющих различные привилегии.

Основной проблемой обеспечения безопасности ОС является проблема создания механизмов контроля доступа к ресурсам системы. Процедура контроля доступа заключается в проверке соответствия запроса субъекта предоставленным ему правам доступа к ресурсам. Кроме того, ОС содержит вспомогательные средства защиты, такие как средства мониторинга, профилактического контроля и аудита. В совокупности механизмы контроля доступа и вспомогательные средства защиты образуют механизмы управления доступом.

Средства профилактического контроля необходимы для отстранения пользователя от непосредственного выполнения критичных с точки зрения безопасности данных операций и передачи этих операций под контроль ОС. Для обеспечения безопасности данных работа с ресурсами системы осуществляется с помощью специальных программ ОС, доступ к которым ограничен.

Средства мониторинга осуществляют постоянное ведение регистрационного журнала, в который заносятся записи о всех событиях в системе. В ОС могут использоваться средства сигнализации о НСД, которые используются при обнаружении нарушения безопасности данных или попыток нарушения.

Контроль доступа к данным. При создании механизмов контроля доступа необходимо, прежде всего, определить множества субъектов и объектов доступа. Субъектами могут быть, например, пользователи, задания, процессы и процедуры. Объектами - файлы, программы, семафоры, директории, терминалы, каналы связи, устройства, блоки ОП и т.д. Субъекты могут одновременно рассматриваться и как объекты, поэтому у субъекта могут быть права на доступ к другому субъекту. В конкретном процессе в данный момент времени субъекты являются активными элементами, а объекты - пассивными.

Для осуществления доступа к объекту субъект должен обладать соответствующими полномочиями. Полномочие есть некий символ, обладание которым дает субъекту определенные права доступа по отношению к объекту, область защиты определяет права доступа некоторого субъекта ко множеству защищаемых объектов и представляет собой совокупность всех полномочий данного субъекта.

При функционировании системы необходимо иметь возможность создавать новые субъекты и объекты. При создании объекта одновременно создается и полномочие субъектов по использованию этого объекта. Субъект, создавший такое полномочие, может воспользоваться им для осуществления доступа к объекту или же может создать несколько копий полномочия для передачи их другим субъектам.

С традиционной точки зрения средства управления доступом позволяют специфицировать и контролировать действия, которые субъекты (пользователи и процессы) могут выполнять над объектами (информацией и другими компьютерными ресурсами). В данном разделе речь пойдет о логическом управлении доступом, которое, в отличие от физического, реализуется программными средствами. Логическое управление доступом - это основной механизм многопользовательских систем, призванный обеспечить конфиденциальность и целостность объектов и, до некоторой степени, их доступность (путем запрещения обслуживания неавторизованных пользователей).

Рассмотрим формальную постановку задачи в традиционной трактовке. Имеется совокупность субъектов и набор объектов. Задача логического управления доступом состоит в том, чтобы для каждой пары "субъект-объект" определить множество допустимых операций и контролировать выполнение установленного порядка.

Отношение "субъекты-объекты" можно представить в виде матрицы доступа, в строках которой перечислены субъекты, в столбцах - объекты, а в клетках, расположенных на пересечении строк и столбцов, записаны дополнительные условия (например, время и место действия) и разрешенные виды доступа. Фрагмент матрицы может выглядеть, например, как показано в табл. 1.

Таблица 1. Фрагмент матрицы доступа

Тема логического управления доступом - одна из сложнейших в области информационной безопасности. Дело в том, что само понятие объекта (а тем более видов доступа) меняется от сервиса к сервису. Для операционной системы к объектам относятся файлы, устройства и процессы. Применительно к файлам и устройствам обычно рассматриваются права на чтение, запись, выполнение (для программных файлов), иногда на удаление и добавление. Отдельным правом может быть возможность передачи полномочий доступа другим субъектам (так называемое право владения). Процессы можно создавать и уничтожать. Современные операционные системы могут поддерживать и другие объекты.

Для систем управления реляционными базами данных объект - это база данных, таблица, представление, хранимая процедура. К таблицам применимы операции поиска, добавления, модификации и удаления данных, у других объектов. В результате при задании матрицы доступа нужно принимать во внимание не только принцип распределения привилегий для каждого сервиса, но и существующие связи между сервисами (приходится заботиться о согласованности разных частей матрицы). Аналогичная трудность возникает при экспорте/импорте данных, когда информация о правах доступа, как правило, теряется (поскольку на новом сервисе она не имеет смысла).

Следовательно, обмен данными между различными сервисами представляет особую опасность с точки зрения управления доступом, а при проектировании и реализации разнородной конфигурации необходимо позаботиться о согласованном распределении прав доступа субъектов к объектам и о минимизации числа способов экспорта/импорта данных.

Матрицу доступа, ввиду ее разреженности (большинство клеток - пустые), неразумно хранить в виде двухмерного массива. Обычно ее хранят по столбцам, т.е. для каждого объекта поддерживается список "допущенных" субъектов вместе с их правами. Элементами списков могут быть имена групп и шаблоны субъектов, что служит большим подспорьем администра-тору. Некоторые проблемы возникают только при удалении субъекта, когда приходится удалять его имя из всех списков доступа; впрочем, эта операция производится нечасто.

Списки доступа - исключительно гибкое средство. С их помощью легко выполнить требование о гранулярности прав с точностью до пользователя. Посредством списков несложно добавить права или явным образом запретить доступ (например, чтобы наказать нескольких членов группы пользователей). Безусловно, списки являются лучшим средством произвольного управления доступом.

Подавляющее большинство операционных систем и систем управления базами данных реализуют именно произвольное управление доступом. Основное достоинство произвольного управления - гибкость. К сожалению, у "произвольного" под-хода есть ряд недостатков. Рассредоточенность управления доступом ведет к тому, что доверенными должны быть многие пользователи, а не только системные операторы или администраторы. Из-за рассеянности или некомпетентности сотрудника, владеющего секретной информацией, эту информацию могут узнать и все остальные пользователи. Следовательно, произвольность управления должна быть дополнена жестким контролем за реализацией избранной политики безопасности.

Второй недостаток, который представляется основным, состоит в том, что права доступа существуют отдельно от данных. Ничто не мешает пользователю, имеющему доступ к секретной информации, записать ее в доступный всем файл или заменить полезную утилиту ее "троянским" аналогом. Подобная "разделенность" прав и данных существенно осложняет проведение несколькими системами согласованной политики безопасности и, главное, делает практически невозможным эффективный контроль согласованности.

Возвращаясь к вопросу представления матрицы доступа, укажем, что для этого можно использовать также функциональный способ, когда матрицу не хранят в явном виде, а каждый раз вычисляют содержимое соответствующих клеток. Например, при принудительном управлении доступом применяется сравнение меток безопасности субъекта и объекта.

Удобной надстройкой над средствами логического управления доступом является ограничивающий интерфейс, когда пользователя лишают самой возможности попытаться совершить несанкционированные действия, включив в число видимых ему объектов только те, к которым он имеет доступ. Подобный подход обычно реализуют в рамках системы меню (пользователю показывают лишь допустимые варианты выбора) или посредством ограничивающих оболочек, таких как restricted shell в ОС Unix.

Рисунок 1. Схема модели Харрисона, Руззо и Ульмана

При принятии решения о предоставлении доступа обычно анализируется следующая информация:

идентификатор субъекта (идентификатор пользователя, сетевой адрес компьютера и т.п.). Подобные идентификаторы являются основой произвольного (или дискреционного) управления доступом;

атрибуты субъекта (метка безопасности, группа пользователя и т.п.). Метки безопасности - основа мандатного управления доступом.

Непосредственное управление правами доступа осуществляется на основе одной из моделей доступа:

матричной модели доступа (модель Харрисона-Руззо-Ульмана);

многоуровневой модели доступа (модель Белла-Лападулы).

Разработка и практическая реализация различных защищенных ОС привела Харрисона, Руззо и Ульмана к построению формальной модели защищенных систем. Схема модели Харрисона, Руззо и Ульмана (HRU-модели) приведена на рис. 1.

Оставаться анонимным в интернете, это не всегда одно и то же что и безопасный веб-серфинг. Важно держать максимум технической информации о вашем устройстве в безопасности от посторонних глаз, чтобы злоумышленники не смогли воспользоваться уязвимостями вашей системы и украсть ваши конфиденциальные данные и использовать их в своих целях, которые могут принести серьезные последствия.

Если вы хотите остаться анонимным в сети и защитить свои данные, в этой статье мы рассмотрим самые безопасные дистрибутивы linux, которые помогут вам в этом.

Большинство из инструментов, перечисленных в этой статье можно использовать полностью бесплатно. Кроме них, есть и платные варианты, например, VPN, но эти бесплатные инструменты справляются со своей задачей гораздо лучше. Необходимость безопасности в интернете постоянно растет, всегда есть риск кибератаки и прослушивания со стороны спецслужб. Не удивительно, что сразу же было создано несколько дистрибутивов, объединяющих в себе инструменты, обеспечивающие максимальную анонимность в сети.

Эти дистрибутивы изначально были ориентированы на узких специалистов, но в последнее время они набрали большую популярность. В связи со спросом на такие системы со стороны пользователей они постоянно развиваются и добавляются новые, возможно, сейчас их существует больше двадцати, но мы рассмотрим только лучшие безопасные linux дистрибутивы.

Большинство из них используют для обеспечения анонимности программное обеспечение Tor, которое обеспечивает действительно высокий уровень анонимности, в отличие от VPN провайдеров, которые все еще знают ваш реальный IP адрес.

Но у VPN и сейчас есть множество преимуществ, что делает его лучшим вариантом в некоторых случаях. Если для вас важна скорость соединения или вы собираетесь передавать файлы по P2P, тут выиграет VPN.

Прежде чем рассматривать самые безопасные linux дистрибутивы, давайте поговорим о том, как обеспечивается анонимность Tor. Tor или The Onion Router это стандартный протокол шифрования, разработанный в ВМС США.

Программное обеспечение Tor работает с несколькими узлами, это и обеспечивает высокую надежность и анонимность. Данные при прохождении через случайный узел каждый раз перешифровываются и становятся полностью расшифрованными только на последнем узле. Разработчики Tor также отвечают за создание дистрибутива Tails, который рекомендует использовать Эдвард Сноуден.

Теперь вернемся к VPN. Обычно, это платные сервисы, найти хороший, бесплатный VPN очень сложно. Качество обслуживания VPN зависит от провайдера, но как правило, скорость работы серверов VPN намного быстрее, чем Tor.

1. Tails - анонимный LiveCD

Если вы хотите остаться неизвестным в интернете, Tails - отличный выбор. Его основная цель - следить, чтобы вы не оставили никаких цифровых следов во время веб-серфинга. Это один из наиболее часто используемых для обеспечения анонимности дистрибутивов, и единственный, где все интернет-соединения направляются через Tor.

Обычно Tails устанавливается на флешку, все данные хранятся в оперативной памяти, а после завершения работы стираются. Операционная система основана на Debian и поставляется с большим набором инструментов с открытым исходным кодом специально разработанных для обеспечения конфиденциальности. Здесь поддерживается подмена MAC адреса и камуфляж Windows, когда система выглядит очень похожей на Windows 8.

Tails использует устаревшую версию Gnome, которая выглядит некрасиво и минималистично без возможности дополнительной настройки и улучшения, поскольку файлы между сессиями не сохраняются. Возможно, для многих это неважно, ведь Tails выполняет свою работу. У дистрибутива есть отличная документация и вы можете прочитать ее на официальном сайте.

2. JonDo Live-DVD

JonDo Live-DVD - это коммерческое решение для анонимности в сети. Оно работает похожим образом на Tor, ваши данные тоже передаются через ряд смешанных серверов JonDonym. На каждом узле данные перешифровываются. Это отличная альтернатива для Tails, особенно если вы ищете что-то с менее ограниченным пользовательским интерфейсом.

Как и Tails, дистрибутив основан на Debian, а также включает в себя набор инструментов для обеспечения анонимности и наиболее часто используемые приложения.

JonDo Live-DVD это платный сервис, для коммерческого использования. Он ориентирован на использование в фирмах, а также быстрее чем Tails и тоже не поддерживает сохранение файлов.

Если вам нужно что-то совершенно другое, вам будет интересен Whonix. Здесь используется совсем другой подход. Это не LiveCD. Whonix работает в виртуальной машине VirtualBox, система изолирована от вашей основной системы, тем самым уменьшается риск подхватить вирусы или засветить свои данные в сети.

Whonix состоит из двух частей. Whonix Gatway выступает в качестве шлюза Tor, вторая - Whonix Workstation является полностью изолированной от сети и направляет все свои сетевые соединения через шлюз Tor.

Таким образом, здесь необходимо использовать две виртуальные машины, что может создать определенные проблемы, если у вас слабое оборудование. Но тем не менее она работает. Правда, это не самый безопасный дистрибутив Linux, как Live CD, поскольку там не сохраняются данные на жестком диске.

Whonix основан на Debian, но в качестве окружения рабочего стола используется KDE. Операционная система не подходит для повседневного использования и вы можете ее использовать только на виртуальной машине.

4. Qubes OS

Это еще один дистрибутив для обеспечения анонимности рекомендуемый Сноуденом. Qubes пытается исправить недостатки всех предыдущих дистрибутивов с недостаточно красивым и настраиваемым пользовательским интерфейсом. Это дистрибутив для повседневного использования, совмещающий в себе мощь Tor и Whonix.

Здесь совсем иной подход к анонимности. Идея Qubes - безопасность путем разделения. Это значит, что ваша цифровая жизнь будет разделена между изолированными виртуальными машинами. Любое приложение запускается в отдельной виртуальной среде.

Нужно отметить, что Qubes поставляется по умолчанию с флагманским ноутбуком от Purism. Этот ноутбук считается самым безопасным устройством для пользователей. И это правда, учитывая мощное программное обеспечения этого дистрибутива.

Если вам нужен удобный дистрибутив для повседневного использования со всей стандартной функциональностью и привычными приложениями, Qubes OS может стать отличным выбором. В отличие от выше перечисленных он может быть установлен на жесткий диск.

5. UPR (Ubuntu Privacy Remix)

UPR, это еще один устанавливаемый дистрибутив, ориентированный на безопасность. Он удобен для пользователей и обеспечивает изолированную среду, в которой конфиденциальные данные могут быть в безопасности.

Уже судя по имени, можно сказать, что он основан на Ubuntu. Дистрибутив предлагает безопасный серфинг в интернете и использование шифрованных флешек, для эффективной защиты ваших данных от несанкционированного доступа. Дистрибутив поставляется с предустановленными инструментами для шифрования, такими как GnuPG и TrueCrypt. UPR предназначен только для безопасного серфинга в интернете, а не для анонимности. Он отлично подойдет, если вы хотите установить систему на свой компьютер, а не использовать LiveCD. Если нужна еще и анонимность можно установить Tor или подключить VPN.

Выводы

Учитывая что Tails самый распространенный из всех упомянутых в этой статье, то можно решить что он самый безопасный. Но другие дистрибутивы тоже отлично служат своей цели. Так что тут все упирается только в личные предпочтения.

Дистрибутивы Linux могут быть разделены на различные категории, в зависимости от назначения и предполагаемой целевой группы. Серверы, обучение, игры и мультимедиа являются одними из популярных категорий дистрибутивов Linux.

Для пользователей, беспокоящихся о безопасности, существует несколько дистрибутивов, который предназначены для усиленной защиты приватности. Эти сборки гарантируют защиту от отслеживания вашей активности при серфинге в сети.

Тем не менее, в нашей подборке представлены не только дистрибутивы с акцентом на конфиденциальность, но и дистрибутивы для проведения тестирований вторжений. Эти сборки специально предназначены для анализа и оценки безопасности системы и сети и содержат широкий спектр специализированных инструментов для тестирования систем на потенциальные уязвимости.

Дистрибутив на базе Ubuntu, разработанный для тестирования вторжений. За счет использования XFCE в качестве стандартного оконного менеджера, работает очень быстро.

Репозитории программных решений постоянно обновляются, чтобы пользователь всегда имел дело с последними версиями встроенных инструментов, которые позволяют выполнять анализ веб-приложений, стресс-тесты, оценку потенциальных уязвимостей, привилегий и многое другое.

В отличие от других дистрибутивов, которые включают большой набор различных приложений, Backbox не содержит подобной избыточности. Здесь Вы найдете только лучшие инструменты для каждой отдельной задачи или цели. Все инструменты отсортированы по категориям, что упрощает их обнаружение.

На Википедии представлены краткие обзоры многих встроенных инструментов. Несмотря на то, что Backbox первоначально создавался исключительно для тестирования, дистрибутив также поддерживает сеть Tor, которая поможет скрыть ваше цифровое присутствие.

Kali

Вероятно, самый популярный дистрибутив для тестирования на проникновения, основанный на Debian Wheezy. разработан компанией Offensive Security Ltd и является продолжением более раннего проекта BackTrack Linux.

Kali доступ в виде 32-битных и 64-битных ISO-образов, которые можно записать на USB-носитель или CD диск, или даже установить на жесткий диск или твердотельный накопитель. Проект также поддерживает архитектуру ARM и может запускаться даже на одноплатном компьютере Raspberry Pi, а также включает огромное количество инструментов анализа и тестирования. Основным рабочим столом является Gnome, но Kali позволяет создать персонализированный ISO-образ с другой средой рабочего стола. Этот гибко настраиваемый дистрибутив позволяет пользователям даже изменять и пересобирать ядро Linux, чтобы соответствовать конкретным требованиям.

О популярности Kali можно судить по тому, что система является совместимой и поддерживаемой платформой для MetaSpoilt Framework - мощного инструмента, который позволяет разрабатывать и выполнять код эксплойта на удаленном компьютере.

Доступный для 32-битных и 64-битных машин, является дистрибутивом для тестирования вторжений, который основан на Gentoo Linux. Пользователи Gentoo могут дополнительно устанавливать Pentoo, который будет инсталлироваться поверх основной системы. Дистрибутив основан на XFCE и поддерживает сохранение изменений, поэтому при отключении USB-носителя, все примененные изменения будут сохранены для будущих сессий.

Встроенные инструменты делятся на 15 различных категорий, например, Exploit, Fingerprint, Cracker, Database, Scanner и т.д. Будучи основанным на Gentoo, дистрибутив унаследовал набор защитных функций Gentoo, которые позволяют выполнять дополнительные настройки безопасности и более детально управлять дистрибутивом. Вы можете использовать утилиту Application Finder для быстрого обнаружения приложений, расположенных в различных категориях.

Поскольку дистрибутив основан на Gentoo, потребуется выполнить некоторые манипуляции, чтобы заставить работать сетевую карту и другие аппаратные компоненты. При загрузке выберите опцию проверки и настройте все ваши устройства.

Основанный на Ubuntu, данный дистрибутив разработан для обнаружения вторжений и мониторинга сетевой безопасности. В отличие от других дистрибутивов для пентестинга, которые носят скорее наступательный характер, представляет собой более оборонительную систему.

Тем не менее, проект включает большое количество инструментов наступательного толка, которые встречаются в других дистрибутивах для тестирования на проникновение, а также инструменты мониторинга сети, например, сниффер пакетов Wireshark и утилита обнаружения вторжений Suricata.

Security Onion построен вокруг XFCE и включает все самые необходимые приложения, имеющиеся в Xubuntu. Security Onion не предназначен для любителей, а скорее подойдет опытным специалистам, которые имеют определенный уровень знаний в области мониторинга сети и предотвращения вторжений. К счастью проект постоянно сопровождается подробными руководствами и видеоуроками, чтобы помочь в работе с сложным встроенным ПО.

Caine

Учетная запись по умолчанию: root:blackarch. BlackArch имеет размер более 4 гигабайт и поставляется с несколькими различными оконными менеджерами, включая Fluxbox, Openbox, Awesome.

В отличие от других дистрибутивов для тестирования на проникновение, BlackArch также может использоваться в качестве инструмента повышенной конфиденциальности. Кроме различных инструментов анализа, мониторинга и тестирования, дистрибутив также включает инструменты защиты от слежения, в частности sswap и ropeadope для безопасного стирания содержимого файла подкачки и системных журналов соответственно и многие другие программы для обеспечения приватности.

Разработанный итальянской сетью Frozenbox, посвященной IT-безопасности и программированию, основанный на Debian, может использоваться для тестирования вторжений и поддержания конфиденциальности. Также как BlackArch, Parrot Security OS является дистрибутивом плавающего релиза. Логин по умолчанию для Live-сессии: root:toor.

Устанавливаемый Live-образ предлагает несколько опций загрузки, например, устойчивый режим или устойчивый режим с шифрованием данных. Кроме аналитических инструментов, дистрибутив включает несколько программ для анонимности и даже криптографическое ПО.

Персонализируемая среда рабочего стола Mate предлагает привлекательный интерфейс, а сам Parrot Security OS работает очень шустро даже на машинах с 2 гигабайтами ОЗУ. В систему встроено несколько нишевых утилит, например, apktool - инструмент изменения APK файлов.

Для пользователей, которые заботятся о приватности, в дистрибутиве предусмотрена специальная категория приложений, где пользователи могут включить анонимный режим серфинга в Интернете (используются сети Tor) за один клик.

JonDo

Нашли опечатку? Нажмите Ctrl + Enter