Какими свойствами обладает безопасная система
При рассмотрении безопасности информационных систем обычно выделяют две группы проблем: безопасность компьютера и сетевая безопасность. К безопасности компьютера относят все проблемы защиты данных, хранящихся и обрабатывающихся компьютером, который рассматривается как автономная система. Эти проблемы решаются средствами операционных систем и приложений, таких как базы данных, а также встроенными аппаратными средствами компьютера. Под сетевой безопасностью понимают все вопросы, связанные с взаимодействием устройств в сети, это прежде всего защита данных в момент их передачи по линиям связи и защита от несанкционированного удаленного доступа в сеть.
Безопасная информационная система — это система, которая, во-первых, защищает данные от несанкционированного доступа, во-вторых, всегда готова предоставить их своим пользователям, а в-третьих, надежно хранит информацию и гарантирует неизменность данных. Таким образом, безопасная система по определению обладает свойствами конфиденциальности, доступности и целостности.
· Конфиденциальность — гарантия того, что секретные данные будут доступны только тем пользователям, которым этот доступ разрешен (такие пользователи называются авторизованными).
· Доступность — гарантия того, что авторизованные пользователи всегда получат доступ к данным.
· Целостность — гарантия сохранности данными правильных значений, которая обеспечивается запретом для неавторизованных пользователей каким-либо образом изменять, модифицировать, разрушать или создавать данные.
Универсальной классификации угроз не существует, возможно, и потому, что нет предела творческим способностям человека, и каждый день применяются новые способы незаконного проникновения в сеть, разрабатываются новые средства мониторинга сетевого трафика, появляются новые вирусы, находятся новые изъяны в существующих программных н аппаратных сетевых продуктах.
Неумышленные угрозы вызываются ошибочными действиями лояльных сотрудников, становятся следствием их низкой квалификации или безответственности. Кроме того, к такому роду угроз относятся последствия ненадежной работы программных и аппаратных средств системы.
Умышленные угрозы могут ограничиваться либо пассивным чтением данных или мониторингом системы, либо включать в себя активные действия, например нарушение целостности и доступности информации, приведение в нерабочее со-стояние приложений и устройств.
Незаконное проникновение может быть реализовано через уязвимые места в системе безопасности с использованием недокументированных возможностей операционной системы. Эти возможности могут позволить злоумышленнику «обойти» стандартную процедуру, контролирующую вход в сеть.
Нелегальные действия легального пользователя — этот тип угроз исходит от легальных пользователей сети, которые, используя свои полномочия, пытаются выполнять действия, выходящие за рамки их должностных обязанностей.
«Подслушивание» внутрисетевого трафика — это незаконный мониторинг сети, захват и анализ сетевых сообщений. Существует много доступных программных и аппаратных анализаторов трафика, которые делают эту задачу достаточно тривиальной.
Построение и поддержка безопасной системы требует системного подхода. В соответствии с этим подходом прежде всего необходимо осознать весь спектр возможных угроз для конкретной сети и для каждой из этих угроз продумать тактику ее отражения. В этой борьбе можно использовать самые разноплановые средства и приемы — морально-этические и законодательные, административные и психологические, защитные возможности программных и аппаратных средств сети.
К морально-этическим средствам защиты можно отнести всевозможные нормы, которые сложились по мере распространения вычислительных средств в той или иной стране.
Законодательные средства защиты — это законы, постановления правительства и указы президента, нормативные акты и стандарты, которыми регламентируются правила использования и обработки информации ограниченного доступа, а также вводятся меры ответственности за нарушения этих правил.
Административные меры — это действия, предпринимаемые руководством пред-приятия или организации для обеспечения информационной безопасности.
Психологические меры безопасности могут играть значительную роль в укреплении безопасности системы. Пренебрежение учетом психологических моментов в неформальных процедурах, связанных с безопасностью, может привести к нарушениям защиты.
К физическим средствам защиты относятся экранирование помещений для защиты от излучения, проверка поставляемой аппаратуры на соответствие ее спецификациям и отсутствие аппаратных «жучков», средства наружного наблюдения, устройства, блокирующие физический доступ к отдельным блокам компьютера, различные замки и другое оборудование, защищающие помещения, где находятся носители информации, от незаконного проникновения и т. д. и т. п.
Технические средства информационной безопасности реализуются программным и аппаратным обеспечением вычислительных сетей.
Источник
Безопасности на хабре посвящен целый хаб, и, пожалуй, никто особенно не задумывается, что именно вкладывается в понятие «безопасность», и так все ясно: информационная безопасность (security). Однако, есть еще и другая сторона безопасности, safety, связанная с рисками для здоровья и жизни людей, а также окружающей среды. Поскольку информационные технологии сами по себе опасности не представляют, то обычно говорят о функциональной составляющей, то есть о безопасности, связанной с правильным функционированием компьютерной системы. Если информационная безопасность стала критична с появлением интернета, то функциональная безопасность рассматривалась и до появления цифрового управления, ведь аварии происходили всегда.
Данная статья начинает серию публикаций на тему функциональной безопасности.
Информационной безопасности АСУ ТП посвящено немало статей на хабре. Функциональной безопасности авторы тоже касались, как в хабе по SCADA, так и в хабе по промышленному программированию АСУ ТП, но, как мне показалось, несколько вскользь. Поэтому я предлагаю короткую информацию об этом важном свойстве, от которого напрямую зависит, получит ли SkyNET контроль над человечеством.
В статье сделаны некоторые обобщения для АСУ ТП, а также для встроенных и кибер-физических систем.
Заслуживает ли внимания функциональная безопасность?
Важна ли функциональная безопасность на сегодняшний день? Ведь фокус внимания в основном направлен на информационную безопасность.
С одной стороны, функциональная безопасность напрямую связана с надежностью аппаратной составляющей, и здесь осталось немного нерешенных задач, электроника безотказно работает годами, а если и этого недостаточно, то всегда есть возможность резервирования. Но ведь есть еще программная составляющая, на которую как раз и возлагается управление функциями безопасности. Недавно на хабре была опубликована статья «Самые дорогие и судьбоносные ошибки в ИТ-индустрии». В ней дается описание нескольких кейсов, когда ошибка в софте систем управления космическими системами обходилась в миллионы долларов, и это далеко не все известные случаи. А еще есть системные проекты, включающие механическую, электронную и электрическую составляющие, и здесь, к сожалению, тоже есть место для ошибок.
В статье «Интернет вещей (IoT) – вызовы новой реальности» проведен анализ киберугроз и методов обеспечения информационной безопасности для интернета вещей (Internet of Things, IoT). Одним из потенциальных рисков является перехват управления на уровне физических устройств. Тогда злоумышленник может заставить систему управления выполнять опасные функции. В этом случае информационная и функциональная безопасность являются двумя сторонами одного и того же явления. Свойство информационной безопасности должно обеспечить доступность, целостность и конфиденциальность данных системы управления. Свойство функциональной безопасности должно обеспечить корректное выполнение функций системы управления, а при возникновении отказов перевести объект управления в так называемое безопасное состояние.
Еще одним мотивом знакомства с функциональной безопасностью является понимание процесса сертификации и лицензирования. Объекты, которыми управляют компьютерные системы, зачастую создают риски для окружающей среды и людей (химическое производство, газовая и нефтяная промышленность, медицинские устройства, атомные и другие электростанции, железнодорожный, автомобильный, авиационный транспорт и т.д.). Компьютерные системы управления такими объектами должны выполнять функции безопасности и обладать определенными характеристиками (резервирование, отказоустойчивость, самодиагностика, устойчивость к внешним экстремальным воздействиям и т.п.). Контроль за разработкой, внедрением и эксплуатацией компьютерных систем управления, важных для безопасности, осуществляется государственными органами сертификации и лицензирования. Таким образом, разработчикам систем приходится знакомиться с требованиями к функциональной безопасности.
Архитектура систем управления
К какому классу компьютерных систем может быть применено понятие функциональной безопасности? Очевидно, что это системы контроля и управления. Контроль или мониторинг может быть отнесен к частному случаю управления (сбор данных с выдачей управляющего воздействия только в случае обнаружения критического отказа), поэтому будем называть такие системы просто системами управления.
Для обобщения взглянем на очевидную структуру идеального контура управления.
В реальном мире в этом контуре имеем: управляемый процесс, датчик, контроллер и исполнительный механизм. Необязательной с точки зрения управления, но, тем не менее, неотъемлемой частью сегодняшних систем управления являются человеко-машинный интерфейс и обработчики данных, полученных в результате мониторинга.
Подобная архитектура реализуется для встроенных систем (Embedded Systems), широко применяемых в промышленной автоматизации, бытовых устройствах, автомобильных системах, медицинских устройствах, коммуникационных сетях, роботах, дронах и т.п.
В АСУ ТП (Industrial Control Systems) применяется более разветвленная архитектура, включающая объединенные в сеть датчики, программируемые логические контроллеры (ПЛК), исполнительные механизмы, хранилища данных, сервера и рабочие станции.
Schneider Electric – Modicon Quantum PLC
Наиболее сложной является типовая архитектура IoT, я вкратце о ней рассказал в статье на Хабре.
Управляющая система реализуется на уровне Device Layer. Ее программно-аппаратная реализация может быть аналогична встроенной системе. С точки зрения информационной безопасности критическими являются интерфейсы DL-NL & DL-AL доступа к уровню Device Layer.
Таким образом, к системам управления, для которых важно рассматривать свойство функциональной безопасности, относятся АСУ ТП, встроенные системы и IoT.
Стандарты, относящиеся к функциональной безопасности
В области стандартизации существует такое понятие, как “umbrella standard”, т.е. основополагающий «вертикальный» стандарт верхнего уровня. Для функциональной безопасности таковым является МЭК 61508 «Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью» (IEC 61508 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems), включающий семь частей. Данный стандарт переведен на русский язык и внедрен в Российской Федерации в виде ГОСТа.
Дальше я постарался кратко интерпретировать основные положения МЭК 61508. Они, скажем так, неидеальны, однако, здравый смысл в них имеется. Ниже следует авторская обработка с учетом личного опыта в сфере функциональной безопасности.
Согласно положениям МЭК 61508, под функциональной безопасностью (functional safety) подразумевается корректное функционирование, как системы управления, так и управляемого ею оборудования. Таким образом, для обеспечения функциональной безопасности необходимо сначала определить функции безопасности (safety functions), необходимые для снижения риска управляемого оборудования, а также для достижения и сохранения этим оборудованием безопасного состояния (например, функции противоаварийной защиты). Далее, система управления должна обладать свойством так называемой полноты безопасности (safety integrity), под которым МЭК 61508 подразумевает вероятность того, что система будет корректно выполнять функции безопасности при всех заданных условиях в течение заданного интервала времени.
При обеспечении полноты безопасности (safety integrity) учитываются два типа отказов: случайные (random failures) и систематические (systematic failures).
Случайные отказы вызваны выходом из строя аппаратных компонентов и парируются такими методами, как резервирование, самодиагностика, физическое и электрическое разделение компонентов, повышение устойчивости к внешним воздействиям и т.п.
Систематические отказы вызваны ошибками проектирования, в том числе, и ошибками программного обеспечения. Устранение систематических отказов возможно путем совершенствования процессов проектирования и разработки, тестирования, управления конфигурацией, проектного менеджмента и т.п. Кроме того, поскольку классическое резервирование не позволяет избежать систематических отказов, применяется так называемое диверсное (diversity) резервирование, когда резервные каналы разработаны с применением различного программного и аппаратного обеспечения. Дорого, неудобно, но иногда помогает.
Положения МЭК 61508 детализированы для потенциально опасных областей. Существуют, например, следующие стандарты:
— IEC 61511, Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector;
— IEC 62061, Safety of machinery – Functional safety of electrical, electronic and programmable electronic control systems;
— IEC 61513, Nuclear power plants – Instrumentation and control for systems important to safety;
— ISO 26262, Road vehicles – Functional safety;
— EN 50129, Railway Industry Specific – System Safety in Electronic Systems;
— IEC 62304, Medical Device Software.
В аэрокосмической отрасли на МЭК 61508 не ссылаются, тем не менее, подход похожий:
— для авионики разработан стандарт RTCA DO-178C, Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification;
— в космической отрасли стандарты разрабатываются космическими агентствами, например NASA использует стандарт STD 8719.13, Software Safety Standard.
Выводы
В дружной, но непредсказуемой семье «безопасность», борющейся за свободу информационных технологий от неприемлемых рисков, живут себе две сестры: старшая, функциональная безопасность (safety), и младшая, информационная безопасность (security).
Для управляющих систем, к которым относятся такие архитектуры, как АСУ ТП, встроенные системы и интернет вещей (Device Layer), основополагающим свойством является функциональная безопасность.
Под функциональной безопасностью подразумевается корректное функционирование, как системы управления, так и управляемого ею оборудования.
Информационная безопасность в таких системах носит дополнительный характер и должна предотвращать доступ злоумышленников к контролю над системой управления и управляемым оборудованием.
P.S. Для объяснения основных аспектов функциональной безопасности разрабатывается следующий цикл статей:
— Введение в тематику функциональной безопасности;
— Стандарт МЭК 61508: терминология;
— Стандарт МЭК 61508: структура требований;
— Взаимосвязь между информационной и функциональной безопасностью АСУ ТП;
— Процессы управления и оценивания функциональной безопасности;
— Жизненный цикл информационной и функциональной безопасности;
— Теория надежности и функциональная безопасность: основные термины и показатели;
— Методы обеспечения функциональной безопасности.
Здесь можно посмотреть видеолекции по теме публикации
Источник
Лекция 14. Основы защиты информации. Правовые аспекты Интернет ВведениеПод защитой информации в широком смысле понимают наличие совокупности методов и средств, обеспечивающих целостность, конфиденциальность, достоверность и доступность информации в условиях воздействия на нее угроз естественного или искусственного характера. Защищенность информации – поддержание на заданном уровне тех параметров находящейся в автоматизированной системе информации, которые характеризуют установленный статус ее хранения, обработки и использования. Комплексная защита информации – это целенаправленное регулярное применение в автоматизированных системах средств и методов, а также осуществление мероприятий с целью поддержания заданного уровня защищенности информации по всей совокупности показателей и условий, являющихся существенно значимыми, с точки зрения обеспечения безопасности информации. Основными направлениями информационной безопасности компьютеров в сети являются: организационные меры; антивирусные программы; защита от нежелательной корреспонденции; персональные сетевые фильтры. Организационные меры информационной безопасности рядового пользователя включают в себя:
В последние годы на рынке средств защиты информации появилось большое количество пакетных фильтров, так называемых брандмауэров, или файрволов (fire-wall), – межсетевых экранов. Файрвол (брандмауэр) – это программный или аппаратный барьер между двумя сетями, позволяющий установить только авторизованные соединения. Брандмауэр защищает соединенную с Интернетом локальную сеть или отдельный персональный компьютер от проникновения извне и исключает возможность доступа к конфиденциальной информации. В настоящее время Интернет является носителем недостоверной, некачественной информации, которая может привести к моральным и материальным потерям. Чтобы оценить достоверность получаемой информации, желательно убедиться в надежности источника. Для этого желательно знать: рейтинг создателей узла; компетентность автора материала; частоту использования материала. При рассмотрении безопасности информационных систем выделяют две группы проблем: безопасность компьютера и сетевая безопасность. К безопасности компьютера относят все проблемы защиты данных, хранящихся и обрабатывающихся компьютером, который рассматривается как автономная система. Под сетевой безопасностью понимают все вопросы, связанные с взаимодействием устройств в сети, это прежде всего защита данных в момент их передачи по линиям связи и защита от несанкционированного удаленного доступа в сеть. Безопасность информации – это состояние защищенности информации, хранимой и обрабатываемой в автоматизированной системе, от негативного воздействия на нее с точки зрения нарушения ее физической и логической целостности (уничтожения, искажения) или несанкционированного использования. Угрозы безопасности информации – это события или действия, которые могут вызвать нарушение функционирования автоматизированной системы, связанное с уничтожением или несанкционированным использованием обрабатываемой в ней информации. Уязвимость информации – это возможность возникновения на каком-либо этапе жизненного цикла автоматизированной системы такого ее состояния, при котором создаются условия для реализации угроз безопасности информации. Безопасная информационная система – это система, которая защищает данные от несанкционированного доступа. Такая система характеризуется тем что:
Безопасность информационной системы складывается из компьютерной безопасности, связанной с хранением и обработкой данных в компьютере, и сетевой безопасности, связанной с работой компьютера в сети. Сетевая безопасность базируется на 2-х компонентах: защите данных в момент их передачи по линиям связи и защите от несанкционированного удаленного доступа в сети. Конфиденциальность – это гарантия того, что секретные данные будут доступны только тем пользователям, которым этот доступ разрешен. Такие пользователи называются авторизованными. Доступность – это гарантия того, что авторизованные пользователи всегда получат доступ к данным. Целостность – это гарантия сохранности данными правильных значений, которая обеспечивается запретом для неавторизованных пользователей каким-либо образом изменять, модифицировать, разрушать, создавать данные. Любое действие, которое направлено на нарушение конфиденциальности, целостности, доступности информации, на нелегальное использование других ресурсов сети, называется угрозой. Реализованная угроза называется атакой. Риск – это вероятностная оценка величины возможного ущерба, который может понести владелец информационного ресурса в результате успешно проведенной атаки. |
|
Источник