Магистерская диссертация на тему: Использование АН в транспортном и туннельном режиме

Введение

Большинство проблем, с которыми сталкиваются пользователи электронной почты (спам, вирусы, разнообразные атаки на конфиденциальность писем и т. д.), связано с недостаточной защитой современных почтовых систем.

С этими проблемами приходится иметь дело и пользователям общедоступных публичных систем, и организациям. Практика показывает, что одномоментное решение проблемы защиты электронной почты невозможно. Спамеры, создатели и распространители вирусов, хакеры изобретательны, и уровень защиты электронной почты, вполне удовлетворительный вчера, сегодня может оказаться недостаточным. Для того чтобы защита электронной почты была на максимально возможном уровне, а достижение этого уровня не требовало чрезмерных усилий и затрат, необходим систематический и комплексный, с учетом всех угроз, подход к решению данной проблемы.

Предпосылки некоторых проблем, связанных непосредственно с конфиденциальностью почтовых сообщений, закладывались при возникновении электронной почты три десятилетия назад. Во многом они не разрешены до сих пор.

- Ни один из стандартных почтовых протоколов (SMTP, POP3, IMAP4) не включает механизмов защиты, которые гарантировали бы конфиденциальность переписки.

- Отсутствие надежной защиты протоколов позволяет создавать письма с фальшивыми адресами. Нельзя быть уверенным на 100% в том, кто является действительным автором письма.

- Электронные письма легко изменить. Стандартное письмо не содержит средств проверки собственной целостности и при передаче через множество серверов, может быть прочитано и изменено; электронное письмо похоже сегодня на открытку.

- Обычно в работе электронной почты нет гарантий доставки письма. Несмотря на наличие возможности получить сообщение о доставке, часто это означает лишь, что сообщение дошло до почтового сервера получателя (но не обязательно до самого адресата).

При выборе необходимых средств защиты электронной почты, обеспечивающих её конфиденциальность, целостность, необходимо для системного администратора или пользователя ответить на вопрос: какие наиболее типичные средства может использовать злоумышленник для атак систем электронной почты?

Приведём краткий пример данных средств и методов:

1-ый способ. Использование снифферов. Сниффер - представляют собой программы, перехватывающие все сетевые пакеты, передающиеся через определенный узел. Снифферы используются в сетях на вполне законном основании для диагностики неисправностей и анализа потока передаваемых данных. Ввиду того, что некоторые сетевые приложения, в частности почтовые, передают данные в текстовом формате (SMTP, POP3 и др.), с помощью сниффера можно узнать текст письма, имена пользователей и пароли.

2-ой способ. IР-спуфинг (spoofing) - возможен, когда злоумышленник, находящийся внутри организации или вне ее выдает себя за санкционированного пользователя. Атаки IР-спуфинга часто являются отправной точкой для других атак, например, DoS (Denial оf Service - "отказ в обслуживании"). Обычно IР-спуфинг ограничивается вставкой ложной информации или вредоносных команд в обычный поток передаваемых по сети данных. Это происходит в случае, если главная задача состоит в получении важного файла. Однако злоумышленник, поменяв таблицы маршрутизации данных и направив трафик на ложный IР-адрес, может восприниматься системой как санкционированный пользователь и, следовательно, иметь доступ к файлам, приложениям, и в том числе к электронной почте.

3-й способ - получение пароля на почту. Атаки для получения паролей можно проводить с помощью целого ряда методов, и хотя входное имя и пароль можно получить при помощи IР-спуфинга и перехвата пакетов, их часто пытаются подобрать путем простого перебора с помощью специальной программы.

4-й способ нарушения конфиденциальности - Man-in-the-Middle ("человек в середине") - состоит в перехвате всех пакетов, передаваемых по маршруту от провайдера в любую другую часть Сети. Подобные атаки с использованием снифферов пакетов, транспортных протоколов и протоколов маршрутизации проводятся с целью перехвата информации, получения доступа к частным сетевым ресурсам, искажения передаваемых данных. Они вполне могут использоваться для перехвата сообщений электронной почты и их изменений, а также для перехвата паролей и имен пользователей.

5-й способ. Атаки на уровне приложений используют хорошо известные слабости серверного программного обеспечения (sendmail, HTTP, FTP). Можно, например, получить доступ к компьютеру от имени пользователя, работающего с приложением той же электронной почты.

Для защиты сетевой инфраструктуры необходимо использовать:

1. Прежде всего сильные средства аутентификации, например, технология двухфакторной аутентификации.

2. Эффективное построение и администрирование сети. Речь идет о построении коммутируемой инфраструктуры, мерах контроля доступа и фильтрации исходящего трафика, закрытии "дыр" в программном обеспечении с помощью модулей "заплаток" и регулярном его обновлении, установке антивирусных программ и многом ином.

3. Криптография, которая не предотвращает перехвата информации и не распознает работу программ для этой цели, но делает эту работу бесполезной. Криптография также помогает от IР-спуфинга, если используется при аутентификации.

Оглавление

- Введение 2

- Способы защиты потока данных в Web

- Защита на уровне приложений

- 1. Система PGP

- 2. 2. Система SMIME 7

- Протоколы SSL и TLS

- 1. Архитектура SSL

- 2. Протокол записи SSL

- 3. Протокол изменения параметров шифрования

- 4. Протокол извещения

- 5. Протокол квитирования

- 6. Создание главного секретного ключа

- 7. Генерирование криптографических параметров

- 8. Что такое TLS и его отличие от SSL

- Защита на уровне IР сетевой уровень

- 1. Архитектура защиты на уровне IР

- 2. Заголовок аутентификации АН

- 2. 1. Структура заголовка

- 2. 2. Использование АН в транспортном и туннельном режиме

- 3. Протокол ESP

- 3. 1. Формат пакета ESP

- 3. 2. Шифрование и алгоритмы аутентификации

- 3. 3. Транспортный режим ESP

- 3. 4. Туннельный режим ESP

- 4. Комбинация защищённых связей

- Заключение 24

- Источники информации

Заключение

Исходя из рассмотренных уровней защиты потока данных в Web и архитектуры построения сети на основе стека TCP/IР был произведён обзор стандартов, существующих в настоящее время и обеспечивающих надёжную передачу данных (по е-mail), если используемое нами программное и аппаратное обеспечение поддерживает комплекс требований, изложенных в этих стандартах.

Итак, рекомендуемые меры и средства для защиты электронной переписки:

1. Сильные средства аутентификации, например, технология двухфакторной аутентификации.

2. Эффективное построение и администрирование сети. Речь идет о построении коммутируемой инфраструктуры, мерах контроля доступа и фильтрации исходящего трафика, закрытии "дыр" в программном обеспечении с помощью модулей- "заплаток" и регулярном его обновлении, установке антивирусных программ и многом ином.

3. Криптографию, основанную на сильных криптоалгоритмах (Симметричные - RC4, RC5, CAST, DES, AES, оптимальная длина ключа которых = 128 разрядов, ассиметричные - RSA, Diffie-Hellman и Еl-Gamal, оптимальная длина которых 2048 разряда.

4. Если криптографический алгоритм, используемый в системе достаточно стоек, а генератор случайных чисел, используемый для создания ключей, никуда не годится, любой достаточно опытный криптоаналитик в первую очередь обратит своё внимание именно на него.

5. Если удалось улучшить генератор, но ячейки компьютера не защищены, после того как в них побывал сгенерированный ключ, грош цена такой безопасности.

6. Следует учитывать, что большинство сбоев в обеспечении информационной безопасности происходит не из-за найденных слабостей в криптографических алгоритмах и протоколах, а из-за вопиющих оплошностей в их реализации.

7. Данная мера, которая в основном используется для усиления защиты электронных коммерческих операций, может быть реализована и для защиты обычной е-mail. Это построение многоуровневой эшелонированной системы обороны, которая заключается в реализации защиты на нескольких уровнях модели OSI. Например, если какие-то приложения Web имеют встроенные протоколы защиты данных (для е-mail это могут быть PGP или S/MIME), использование IPSec позволяет усилить эту защиту.

8. Надо отметить, что SSL защищает письма только при передаче и если не используются другие средства криптозащиты, то письма при хранении в почтовых ящиках и на промежуточных серверах находятся в открытом виде.

В этом случае надо использовать средства шифрования прикладного уровня (S/MIME) или сеансового уровня (IPSec), на котором реализуется шифрование всего пакета IР (или TCP в зависимости от режима).