Средства обеспечения информационной безопасности в ос windows 2000

Общие понятия и терминология

Рассмотрим сначала некоторые общие понятия и термины, относящиеся к защите данных и методам шифрования, без которых невозможно описывать средства безопасности Windows 2000.

Характеристики безопасности

Шифрование с открытым ключом

Криптография — это наука о защите данных. Алгоритмы криптографии с помощью математических методов комбинируют входной открытый текст и ключ шифрования, в результате чего получаются зашифрованные данные. Применение криптографии обеспечивает надежную передачу данных и предотвращение их получения несанкционированной стороной. Применяя хороший алгоритм шифрования, можно сделать практически невозможным, с точки зрения необходимых вычислительных и временных ресурсов, взлом защиты и получения открытого текста подбором ключа. Для быстрого выполнения подобного преобразования необходим расшифровывающий ключ.

В традиционном шифровании с секретным ключом (secret key) (симметричное шифрование) зашифровывающий и расшифровывающий ключи, совпадают. Стороны, обменивающиеся зашифрованными данными, должны знать общий секретный ключ. Процесс обмена информацией о секретном ключе представляет собой брешь в безопасности вычислительной системы.

Фундаментальное отличие шифрования с открытым ключом (асимметричное шифрование) заключается в том, что зашифровывающий и расшифровывающий ключи не совпадают. Шифрование информации является односторонним процессом: открытые данные шифруются с помощью зашифровывающего ключа, однако с помощью того же ключа нельзя осуществить обратное преобразование и получить открытые данные. Для этого необходим расшифровывающий ключ, который связан с зашифровывающим ключом, но не совпадает с ним. Подобная технология шифрования предполагает, что каждый пользователь имеет в своем распоряжении пару ключей — открытый ключ (public key) и личный или закрытый ключ (private key). Свободно распространяя открытый ключ, вы даете возможность другим пользователям посылать вам зашифрованные данные, которые могут быть расшифрованы с помощью известного только вам личного ключа. Аналогично, с помощью личного ключа вы можете преобразовать данные так, чтобы другая сторона убедилась в том, что информация пришла именно от вас. Эта возможность применяется при работе с цифровыми или электронными подписями. Шифрование с открытым ключом имеет все возможности шифрования с закрытым ключом, но может проходить медленнее из-за необходимости генерировать два ключа. Однако этот метод безопаснее.

Появление пары «личный ключ/открытый ключ» привело к возникновению нескольких новых технологий, наиболее важными из которых являются цифровые подписи, распределенная аутентификация, соглашение о секретном ключе, достигаемое с применением открытого ключа, и шифрование больших объемов данных без предварительного соглашения о секретном ключе. Существует несколько хорошо известных алгоритмов шифрования с открытым ключом. Некоторые из них, например RSA (Rivest-Shamir-Adelman) и шифрование с помощью эллиптической кривой (Elliptic Curve Criptography, ECC), являются алгоритмами общего употребления в том смысле, что они поддерживают все упомянутые выше операции. Другие алгоритмы поддерживают только некоторые операции. К ним относятся: алгоритм цифровой подписи (Digital Signature Algorithm, DSA), используемый только для работы с цифровыми подписями, и алгоритм DiJfie-Hetlman (D-H), применяемый только для соглашений о секретных ключах. Алгоритмы шифрования, используемые безопасностью IP (IP Security), подробнее описаны в данной главе в разделе «Безопасность IP».

Ниже кратко рассмотрены основные области применения шифрования с открытым ключом.

Цифровые (электронные) подписи

Наверное, наиболее ярким проявлением всех преимуществ шифрования с открытым ключом является технология цифровых или электронных подписей. Она основана на математическом преобразовании, комбинирующем данные с секретным ключом таким образом, что:

Цифровые подписи гарантируют целостность (integrity) и подлинность (nonrepudiation) данных. Когда данные распространяются открытым текстом (без шифрования), получатели должны иметь возможность проверки, что данные в сообщении не были изменены.

Добавление подписи не изменяет содержания данных: в этом случае генерируется цифровая подпись, которая может быть связана с данными или передаваться отдельно.

Для выполнения этой операции клиентская программа создает дайджест, снимок данных, используя метод хэширования (например, MDS). Программа использует ваш личный ключ для шифрования дайджеста и подписывает данные или сообщение с помощью вашего сертификата, добавляя ваш открытый ключ. Соответствующая программа адресата сообщения использует открытый ключ для расшифровки дайджеста, затем использует тот же алгоритм хэширования для создания другого дайджеста данных. Данная программа затем сравнивает два дайджеста сообщений. Если они идентичны, то подтверждаются целостность и подлинность данных сообщения.

Распределенная аутентификация

Шифрование с открытым ключом применяется для создания надежной службы распределенной аутентификации, гарантирующей, что данные пришли получателю от истинного корреспондента.

Соглашение о секретном ключе, достигаемое с помощью открытого ключа

Шифрование с открытым ключом позволяет двум сторонам, используя открытый ключ в незащищенной сети, договориться о секретном ключе. Обе стороны посылают друг другу половины секретного ключа, зашифрованного соответствующими открытыми ключами. Каждая из сторон получает возможность расшифровать полученную половину секретного ключа и на ее основе, с учетом своей половины ключа, получить весь секретный ключ.

Шифрование больших объемов данных

Поскольку алгоритмы шифрования с открытым ключом требуют значительно больших, по сравнению с алгоритмами секретного ключа, вычислительных ресурсов, они плохо подходят для шифрования больших объемов данных. Поэтому существует технология, комбинирующая оба алгоритма. В соответствии с ней весь объем данных шифруется с помощью секретного ключа (например, по стандарту Data Encryption Standard, DES), который в свою очередь шифруется с открытым ключом и посылается корреспонденту вместе с зашифрованными данными. Приемная сторона расшифровывает секретный ключ с помощью своего личного ключа, а затем расшифровывает данные с помощью полученного секретного ключа.

Обеспечение истинности открытых ключей

При шифровании с открытым ключом жизненно важна абсолютно достоверная ассоциация открытого ключа и передавшей его стороны, поскольку в обратном случае возможна подмена открытого ключа и осуществление несанкционированного доступа к передаваемым зашифрованным данным. Необходим механизм, гарантирующий достоверность корреспондента, например, применение сертификата, созданного авторизованным генератором сертификатов.

Что такое сертификат

Сертификат — это средство, позволяющее гарантированно установить связь между переданным открытым ключом и передавшей его стороной, владеющей соответствующим личным ключом. Сертификат представляет собой набор данных, зашифрованных с помощью цифровой, или электронной, подписи. Информация сертификата подтверждает истинность открытого ключа и владельца соответствующего личного ключа.

Обычно сертификаты содержат дополнительную информацию, позволяющую идентифицировать владельца личного ключа, соответствующего данному открытому ключу. Сертификат должен быть подписан авторизованным генератором сертификатов.

Наиболее распространенным на данный момент стандартом сертификатов является ITU-T Х.509. Эта фундаментальная технология применяется в Windows 2000. Однако это не единственная форма сертификатов.

Центр сертификации

Центр сертификации (ЦС), или поставщик сертификатов (Certificate Authority, СА), — это организация или служба, создающая сертификаты. ЦС выступает в качестве гаранта истинности связи между открытым ключом субъекта и идентифицирующей этот субъект информацией, содержащейся в сертификате. Различные ЦС могут применять для проверки связи различные средства, поэтому перед выбором достойного доверия ЦС важно хорошо понять политику данного ЦС и применяемые им процедуры проверки.

Доверие и проверка

Получив подписанное сообщение, следует решить: насколько можно доверять данной подписи? Действительно ли подпись была поставлена тем, кого она представляет? Математическую верность подписи можно проверить по получении подписанного сообщения. Для этого применяется открытый ключ. Но при этом нет полной уверенности в том, что используемый открытый ключ действительно принадлежит корреспонденту, от которого получено подписанное сообщение. Возникает необходимость проверки принадлежности открытого ключа. Она может быть проведена с помощью сертификата, созданного центром авторизации, пользующимся доверием у стороны, получившей подписанное сообщение. В сертификате должна содержаться следующая информация:

Истинность полученного сертификата может быть проверена с помощью открытого ключа, принадлежащего создавшему этот сертификат ЦС. Однако здесь возникает еще одна проблема. А действительно ли открытый ключ принадлежит данному ЦС? Для получения ответа на этот вопрос необходимо применить еще один сертификат. В результате возникает цепочка сертификатов, начинающаяся с сертификата открытого ключа стороны, передавшей подписанное сообщение, и заканчивающаяся сертификатом ЦС, которому приемная сторона безоговорочно доверяет. Такой сертификат называется корневым сертификатом доверия (trusted root certificate), поскольку он формирует корень (верхний узел) иерархии открытых ключей к идентификаторов связи, которую приемная сторона рассматривает как достойную доверия. Если приемная сторона определила ЦС, которому она будет безоговорочно доверять, то полным доверием будут пользоваться и все дочерние (подчиненные) ЦС, идентифицированные корневым сертификатом доверия.

Применение алгоритмов шифрования с открытым ключом в Windows 2000

Операционная система Windows 2000 обладает развитыми средствами шифрования данных с открытым ключом, представляющими собой дальнейшее развитие служб шифрования информации Windows NT. На данный момент Windows 2000 располагает интегрированным набором служб и инструментов администрирования, предназначенных для создания, реализации и управления приложениями, использующими алгоритмы шифрования с открытым ключом. Это позволит независимым разработчикам программного обеспечения интенсивно применять в своих продуктах технологию общего ключа (shared key). В то же время предприятия получают возможность создавать и поддерживать эффективные защищенные вычислительные среды, применяя для этого хорошо развитый и легкий в работе набор инструментов и механизмов обеспечения соблюдения политик безопасности.

Компоненты Windows 2000, обеспечивающие шифрование

На рис. 26.1 схематично показана логическая взаимосвязь средств Windows 2000, позволяющих применять шифрование с открытым ключом.

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.1. Взаимосвязь средств Windows 2000, предназначенных для работы с открытым ключом

Средства работы с открытым ключом не заменяют существующих механизмов доверительных отношений между доменами и аутентификации, реализованных с помощью контроллеров доменов и центров распространения: ключей Kerberos (Key Distribution Center, KDC). Напротив, данные средства взаимодействуют с этими службами, что позволяет приложениям безопасно передавать конфиденциальную информацию через Интернет и корпоративным глобальным каналам.

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.2. Службы средств шифрования информации с открытым ключом, поддерживающие прикладные программы

Остальные службы используют CryptoAPI для придания дополнительной функциональности прикладным программам. Защищенный канал (Secure Channel) поддерживает сетевую аутентификацию и шифрование в соответствии со стандартными протоколами TLS и SSL, обращение к которым может быть выполнено с помощью интерфейсов Microsoft Winlnet и SSPI. Служба Authenticode предназначена для проверки и подписи объектов и в основном используется при получении информации через Интернет.

В состав программного обеспечения служб поддержки прикладных средств шифрования входит поддержка интерфейса, предназначенного для работы со смарт-картами. Они используются для регистрации на компьютере и в сети Windows 2000.

26.1.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

26.2.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Политики безопасности

Политики безопасности действуют в рамках сайта, домена или контейнера (подразделения, организационной единицы, OU) и распространяются на группы, компьютеры и пользователей — то есть на все объекты администрирования. Безопасность шифрования с открытым ключом является одним из аспектов общей политики безопасности Windows 2000 и интегрирована в ее структуру. Это механизм, с помощью которого можно посредством объектов политики безопасности централизованно осуществлять настройку и управление глобальной политикой работы с открытым ключом.

С помощью политики открытого ключа можно определять следующие аспекты безопасности Windows 2000:

Kerberos представляет собой набор методов идентификации и проверки истинности партнеров по обмену информацией (рабочих станций, пользователей или серверов) в открытой (незащищенной) сети. Процесс идентификации не зависит от аутентификации, выполняемой сетевой операционной системой, не основывается в принятии решений на адресах хостов и не предполагает обязательную организацию физической безопасности всех хостов сети. Кроме того, допускается, что пакеты информации, передаваемые по сети, могут быть изменены, прочитаны и переданы в любой момент времени. Следует, однако, отметить, что большинство приложений использует функции протокола Kerberos только при создании сеансов передачи потоков информации. При этом предполагается, что последующее несанкционированное разрушение потока данных невозможно. Поэтому применяется прямое доверие, основанное на адресе хоста. Kerberos выполняет аутентификацию как доверенная служба третьей стороны, используя шифрование с помощью общего секретного ключа (shared secret key).

Аутентификация выполняется следующим образом:

Протокол Kerberos функционирует на одном или нескольких серверах аутентификации, работающих на физически защищенном хосте. Серверы аутентификации ведут базы данных партнеров по обмену информацией в сети (пользователей, серверов и т. д.) и их секретных ключей. Программный код, обеспечивающий функционирование самого протокола и шифрование данных, находится в специальных библиотеках. Для того чтобы выполнять аутентификацию Kerberos для своих транзакций, приложения должны сделать несколько обращений к библиотекам Kerberos. Процесс аутентификации состоит из обмена необходимыми сообщениями с сервером аутентификации Kerberos.

Протокол Kerberos состоит из нескольких субпротоколов (или протоколов обмена сообщениями). Существует два метода, которыми клиент может запросить у сервера Kerberos информацию, идентифицирующую определенный сервер. Первый способ предполагает, что клиент посылает AS простой текстовый запрос билета для конкретного сервера, а в ответ получает данные, зашифрованные с помощью своего секретного ключа. Как правило, в данном случае клиент посылает запрос на билет, позволяющий получить билет (Ticket Granting Ticket, TGT), который в дальнейшем используется для работы с выдающим билеты сервером (Ticket Granting Server, TGS). Второй способ предполагает, что клиент посылает TGT-билеты на TGS-сервер так же, как будто он обменивается информацией с другим сервером приложений, требующим аутентификации Kerberos.

Информация, идентифицирующая сервер, может быть использована для идентификации партнеров по транзакции, что позволит гарантировать целостность Передаваемых между ними сообщений или сохранить в секрете передаваемую информацию.

Для идентификации партнеров по транзакции клиент посылает билет на сервер. Поскольку посылаемый билет «открыт» (некоторые его части зашифрованы, но они не помешают выполнить посылку копии) и может быть перехвачен и использован злоумышленником, для подтверждения истинности партнера, пославшего билет, передается дополнительная информация, называемая аутентификатором. Она зашифрована с помощью ключа сеанса и содержит отсчет времени, подтверждающий, что сообщение было сгенерировано недавно и не является копией оригинальной посылки, Шифрование аутентификатора с помощью ключа сеанса доказывает, что информация была передана истинным партнером по обмену данными. Поскольку, кроме запрашивающего партнера и сервера, никто не знает ключ сеанса (он никогда не посылается по сети в открытом виде), с его помощью можно полностью гарантировать истинность партнера.

Целостность сообщений, которыми обмениваются партнеры, гарантируется с помощью ключа сеанса (передается в билете и содержится в информации идентификации партнера). Этот подход позволяет обнаружить атаки типа посылки злоумышленником перехваченной копии запроса и модификации потока данных. Это достигается генерированием и пересылкой контрольной суммы (хэш-функции) сообщения клиента, зашифрованной с помощью ключа сеанса. Безопасность и целостность сообщений, которыми обмениваются партнеры, может быть обеспечена шифрованием передаваемых данных с помощью ключа сеанса, передаваемого в билете и содержащегося в информации идентификации партнера.

Описанная выше аутентификация требует доступа на чтение к базе данных Kerberos. Однако иногда записи базы данных могут быть модифицированы. Это происходит, например, при добавлении новых партнеров по обмену информацией или при изменении секретного ключа партнера. Изменения базы данных выполняются с помощью специального протокола обмена между клиентом и сервером Kerberos, применяющимся и при поддержке нескольких копий баз данных Kerberos.

Взаимодействие с удаленными владениями

Протокол Kerberos может работать вне пределов одной компании. Клиент данной организации может быть аутентифицирован на сервере, находящемся в другой организации. Каждое предприятие, желающее применять в своей сети Kerberos, должно установить границы своего владения (realm; используется также термин сфера). Имя владения, в котором зарегистрирован данный пользователь, составляет часть его имени и может быть использовано конечной службой для принятия решения об удовлетворении данного запроса.

Установив общие ключи для владений, администраторы могут позволить клиентам различных владений выполнять удаленную аутентификацию. Конечно, обладая необходимыми разрешениями, клиент может зарегистрировать партнера, имеющего не связанное с данным владением имя, и установить нормальный обмен сообщениями. Однако даже при незначительном количестве удаленных регистрации такой подход создает большие неудобства, поэтому рекомендуются более автоматизированные методы. При обмене общими во владениях ключами (inter realm keys) (при передаче информации в каждом направлении может быть использован отдельный ключ) службы выдачи билетов регистрируются в противоположном владении в качестве партнера по обмену данными. После этого клиент может получать ТОТ от локальной службы выдачи билетов для такой же службы, находящейся в удаленном владении. При использовании этого TGT для его дешифрования удаленная служба выдачи билетов применяет общий для владений ключ, который, как правило, отличается от ключа TGS-сервера. Это гарантирует, что данный TGT был передан собственным TGS-сервером клиента. Билеты,

посланные удаленной службой выдачи билетов, укажут конечной службе, что аутентификация клиента была выполнена в удаленном владении.

Одно владение может обмениваться информацией с другим владением, если оба они обладают общим ключом, или если локальная служба выдачи билетов обладает общим ключом с промежуточным владением, в свою очередь обладающим общим ключом с целевым владением. Путь аутентификации — это последовательность промежуточных владений, каждое из которых может обмениваться информацией со своими соседями.

Как правило, владения организованы в иерархическую структуру. Каждое владение обладает общим ключом со своим родителем и отдельным общим ключом с каждым дочерним владением. Если между двумя владениями не существует общего ключа, иерархическая структура позволяет легко установить путь аутентификации. Если иерархическая структура владений не используется, для обнаружения пути аутентификации следует применять базу данных.

Иерархическая организация владений делает возможным альтернативный путь аутентификации — минуя промежуточные владения. Это может оптимизировать обмен данными между двумя владениями. Конечной службе важно знать, через какие владения проходит путь аутентификации, поскольку от этого зависит достоверность всего процесса аутентификации. Для облегчения принятия такого решения каждый билет содержит поле, где хранятся имена всех владений, которые составляют путь аутентификации.

Требования к рабочему окружению

Протокол Kerberos налагает несколько требований на рабочее окружение, в котором он может эффективно работать:

Флаги, используемые в запросах

Протоколы обмена сообщениями

Далее описаны протоколы взаимодействия клиента и сервера и используемые при этом типы сообщений.

Протокол службы аутентификации. Протокол службы аутентификации предназначен для обмена информацией между клиентом и сервером аутентификации (AS) Kerberos. Обычно обмен инициируется клиентом при попытке получения на сервере некоторой информации для идентификации. Для шифрования и дешифрования используется секретный ключ клиента! Этот протокол обычно применяется при инициализации сеанса входа в систему для получения информации идентификаций на TGS-сервере, который впоследствии будет использован для получения идентификационной информации других серверов без применения секретного ключа клиента. Также протокол службы аутентификации может быть использован для запроса идентификационной информации у служб, доступ к которым не может быть получен с помощью службы выдачи билетов, а требует применения секретного ключа партнера по обмену данными. К таким службам относится, например, служба изменения пароля. Запрос на изменение пароля не может быть удовлетворен до тех пор, пока клиент не сообщит свой старый пароль — текущий секретный пароль пользователя, — иначе любой пользователь мог бы сменить чужой пароль.

Протокол службы аутентификации по сути никак не идентифицирует пользователя. Для аутентификации пользователя, входящего в локальную систему, идентификационная информация, полученная по протоколу службы аутентификации, сначала может быть использована при обмене с TGS-сервером для получения идентификационной информации локального сервера, о достоверности которой говорит успешное установление соединения между клиентом и локальным сервером.

Протокол службы аутентификации состоит из двух сообщений: KRB_, AS_REQ, отправляемого от клиента серверу Keiberos, и KRB_AS_REP или KRB_ERROR, приходящего в ответ.

Запрос, посылаемый клиентом в открытом текстовом формате, содержит свой собственный идентификатор и идентификатор сервера, для которого необходимо получить идентификационную информацию. Сообщение ответа, KRB_AS_REP, содержит билет, предназначенный для клиента, который необходимо представить серверу, и ключ сеанса, который является общим для клиента и сервера. Ключ сеанса и дополнительная информация зашифровываются с помощью секретного ключа клиента. Сообщение KRB_AS_REP содержит информацию, которая может быть использована для обнаружения отправки заранее перехваченных копий и ассоциирования ее с сообщением, в ответ на которое она была послана. При возникновении ошибок вместо KRB_AS_REP посылается сообщение KRB_ERROR. Сообщение об ошибке не шифруется. Информация сообщения позволяет ассоциировать его с соответствующим запросом, но отсутствие шифрования не позволяет обнаружить факт подмены таких сообщений.

Как правило, сервер аутентификации не знает, является ли клиент, приславший запрос, тем партнером по обмену данными, имя которого указано в запросе. Сервер просто посылает ответ. Его не интересует, кому он передает информацию. Это допускается, поскольку никто, кроме партнера по обмену данными, идентификатор которого указан в запросе, не сможет использовать ответ, т. к. вся информация зашифрована с помощью секретного ключа партнера, пославшего запрос. Первоначальный запрос содержит необязательное поле, которое может служить для передачи дополнительной информации, необходимой при инициировании обмена информацией.

Протокол аутентификации клиента и сервера. Протокол аутентификации клиента и сервера используется сетевыми приложениями для аутентификации клиента на сервере и наоборот. Для успешного выполнения аутентификации клиент должен заранее получить с помощью службы выдачи билетов или TGS информацию идентификации сервера.

Протокол выдачи билетов. Протокол выдачи билетов предназначен для обмена информацией между клиентом и сервером Kerberos, выдающим билеты (TGS). Он инициируется клиентом При необходимости получить информацию идентификации для определенного сервера (который может быть зарегистрирован в удаленном владении). С помощью полученной информации клиент сможет проверить или обновить существующий билет или получить proxy-билет. В первом случае клиент должен заранее получить билет с помощью службы выдачи билетов ТОТ. Обычно такой билет клиент получает при первоначальной аутентификации в системе, например при входе в систему. Формат сообщения протокола выдачи билетов практически совпадает с форматом сообщений протокола службы аутентификации. Основное различие в том, что шифрование и дешифрование информации в протоколе выдачи билетов выполняются без использования ключа клиента. Вместо него используется ключ сеанса, находящийся в билете на получение билета, или ключ субсеанса, находящийся в аутентификаторе. Как в случае серверов приложений, билеты, срок действия которых истек, не принимаются в TGS. Поэтому после того как время работы обновляемого билета или билета на получение билета истекло, клиент должен с использованием специального протокола получить работоспособный билет.

Протокол выдачи билетов состоит из двух сообщений: запрос от клиента к серверу Kerberos, выдающему билеты, — KRB_TGS_REQ — и ответ на этот запрос — KRB_TGS_REP или KRB_ERROR. Сообщение KRB_TGS_REQ несет информацию, аутентифицирующую пользователя, а также запрос на идентификационную информацию. Информация аутентификации содержит заголовок аутентификации (KRB_AP_REQ), включающий предварительно полученный клиентом билет на получение билета, обновляемый или неработоспособный билет. Если передается билет на получение билета, запрос может включать следующую дополнительную информацию: список сетевых адресов, набор типизированных данных авторизации, которые должны быть помещены в билет для дальнейшего использования в процессе авторизации сервером приложения, или дополнительные билеты. Сообщение KRB_TGS_REP содержит запрошенную информацию идентификации, зашифрованную с помощью ключа сеанса, находящегося в билете на получение билета или в обновляемом билете, или с помощью ключа субсеанса, находящегося в аутентификаторе. Сообщение KRB_ERROR содержит код ошибки и текстовое объяснение причины ее возникновения. Это сообщение не шифруется. В сообщении KRB_TGS_REP находится информация, позволяющая обнаружить факт посылки заранее перехваченной копии данных, а также ассоциировать ответ с вызвавшим его запросом. Информация сообщения KRB_ERROR тоже позволяет ассоциировать его с соответствующим запросом, но отсутствие шифрования не позволяет обнаружить факт подмены таких сообщений.

Протокол KRB_SAFE. Сообщение KRB_SAFE используется клиентами при необходимости обнаружения несанкционированной модификации сообщений, которыми они обмениваются. Модификация сообщений обнаруживается с помощью подсчета контрольной суммы данных пользователя и дополнительной контрольной информации. Контрольная сумма шифруется с помощью специального ключа, который выбирается в результате переговоров, или с помощью ключа сеанса.

Протокол KRB_PRIV. При помощи сообщения KRB_PRIV клиенты при необходимости передают чрезвычайно конфиденциальные данные и обнаруживают несанкционированную модификацию сообщений. Это делается с помощью подсчета контрольной суммы данных пользователя и дополнительной контрольной информации.

Протокол KRB_CRED. Сообщение KRB_CRED используется клиентами при необходимости отправки информации идентификации Kerberos от одного хоста другому хосту. Этот протокол предполагает отправку билетов вместе с зашифрованными данными, содержащими ключи сеанса и другую информацию, ассоциированную с билетами.

База данных Kerberos

Сервер Kerberos должен иметь доступ к базе данных Kerberos, где хранится информация об идентификаторах партнеров по обмену данными и секретные ключи аутентифицируемых партнеров. Реализация сервера Kerberos не предполагает обязательное расположение сервера и баз данных на одной машине. Существует возможность хранения базы данных партнеров по обмену данными в пространстве имен сети, если записи этой базы защищены от несанкционированного доступа. Однако, с точки зрения целостности и безопасности данных, это не рекомендуется.

Аутентификация Kerberos в доменах Windows 2000

По мере роста и усложнения компьютерных сетей предприятия, построенных на основе Windows NT, становится необходимым применение протокола, обеспечивающего более совершённую и надежную аутентификацию пользователей при доступе к распределённым ресурсам. В операционной системе Windows 2000 для этих целей применяется протокол аутентификации Kerberos версии 5, входящий в систему безопасности доменов Windows 2000, тесно интегрированную с Active Directory. Реализация протокола Kerberos версии 5 в Windows 2000 основана на RFC 1510. Этот документ широко обсуждался и корректировался многими организациями, работающими в области создания и применения защищенных средств передачи информации по компьютерным сетям. Аутентификация Kerberos полностью отвечает требованиям к протоколам подобного назначения и позволяет создать высокопроизводительную и защищенную сеть предприятия. Программное обеспечение Kerberos, созданное Microsoft, поддерживает всех клиентов, удовлетворяющих RFC 1510. Однако полную поддержку сетей Windows 2000 осуществляет только клиент JCerberos, разработанный Microsoft, поскольку версия Kerberos Microsoft обладает рядом расширений.

Протокол Kerberos интегрирован в существующую модель распределенной безопасности Windows 2000. В Windows 2000 используются расширения протокола Kerberos — так же, как и другие архитектуры безопасности, например DCE и SESAME. Протокол Kerberos — один из протоколов безопасности, поддерживаемых Windows 2000. Кроме него эта операционная система поддерживает протоколы NTML для совместимости с предыдущими версиями, SSL и стандарт IETF безопасности транспортного уровня. В качестве механизма безопасности Windows 2000 использует протокол защищенных переговоров (Simple Protected Negotiation, SPNEGO). Для обеспечения безопасности передачи данных на сетевом уровне применяется технология IP Security (IPSec).

Модель распределенной безопасности Windows 2000

Модель распределенной безопасности Windows 2000 основана на трех основных концепциях:

Интегрированная аутентификация Kerberos

В Windows 2000 аутентификация Kerberos реализована на уровне доменов, что позволяет выполнять одну регистрацию в системе при доступе ко всем ресурсам сети и поддерживать модель распределенной безопасности Windows 2000. На любом участке дерева доменов Windows 2000 протокол Kerberos обеспечивает взаимную аутентификацию, ускоренную аутентификацию и транзитное доверие на аутентификацию. Аутентификация Kerberos в Windows 2000 используется для выполнения интерактивной регистрации пользователя в домене. Расширение стандартной аутентификации Kerberos для применения открытого ключа позволяет применять регистрацию в Windows 2000 с помощью смарт-карты. Протокол Kerberos реализован в виде поставщика безопасности, доступ к которому осуществляется с применением интерфейса поддержки поставщика безопасности (Security Support Provider Interface, SSPI).

Поставщик безопасности Kerberos используется клиентом и сервером 8MB (Server Message Block). Он также доступен для DCOM, авторизованного RPC и любого протокола, использующего SSPI для обеспечения безопасности информации, передаваемой по сети. SSPI — это интерфейс безопасности Win32, который существует в составе Windows NT, начиная с версии 3.5. Он также поддерживается в Windows 95/98. В SSPI применяются те же архитектурные концепции, что и в наборе программных вызовов общих служб безопасности (Generic Security Services API, GSS-API), соответствующих RFC 1964; SSPI позволяет освободить приложения от непосредственного взаимодействия с протоколами сетевой безопасности.

В Windows 2000 реализован Центр распространения ключей Kerberos (Kerberos Key Distribution Center, KDC). На каждом контроллере домена Windows 2000 помимо службы Active Directory имеется служба KDC, выполняющаяся вместе с Active Directory как процесс в привилегированном режиме. Оба процесса осуществляют управление жизненно важной информацией, включая пароли учетных записей пользователей. Active Directory выполняет автоматическую репликацию служебной информации на всех контроллерах домена. Поэтому создавать новые учетные записи пользователей, настраивать членство пользователей в группах или переустанавливать пароли можно на любом контроллере домена. Это означает, что в отличие от Windows NT 4.0, где изменить административную информацию можно было только на Главном контроллере домена (Primary Domain Controller, PDC) с последующим обновлением доступных только для чтения реплик на Резервных контроллерах домена (Backup Domain Controller, BDC), в Windows 2000 можно изменять любую реплику Active Directory, хранящуюся на некотором контроллере домена.

Клиенты и серверы используют протокол Kerberos для взаимной аутентификации. Запрос Kerberos содержит билет сеанса и аутентификатор, получаемый в KDC и позволяющий исключить возможность подмены билета сеанса. Поставщик безопасности Kerberos на стороне клиента интегрируется с локальным администратором безопасности), поддерживающим локальный кэш билетов. При инициализации клиентом контекста безопасности, поставщик безопасности Kerberos считывает билет сеанса, соответствующий целевой службе, или запрашивает новый билет сеанса в KDC. Сообщение запроса Kerberos, созданного поставщиком безопасности Kerberos, соответствует форматам маркера механизма GSS KerbS, описанным в RFC 1964. Клиенты могут аутентифицироваться для любой службы домена или доверенного владения, поддерживающего механизм GSS. Поставщик безопасности Kerberos может воспринять запрос Kerberos, который сгенерирован любым клиентом, поддерживающим форматы маркера в стандарте GSS, RFC 1964.

Такой уровень взаимодействия позволяет осуществлять поддержку традиционной аутентификации Kerberos, основанной на именах, в многоплатформных средах. Для имперсонализации и управления доступом в рамках модели распределенной безопасности Windows 2000 службам Windows 2000 достаточно данных авторизации, находящихся в билете сеанса.

Протокол Kerberos и авторизация Windows 2000

Имперсонализация Windows 2000 требует, чтобы локальный администратор безопасности (LSA) сервера мог безопасно получать SID пользователя и список идентификаторов безопасности членов групп. Идентификаторы безопасности генерируются системой безопасности домена и используются в LSA при создании маркеров доступа для имперсонализации. После создания соединения связанный с ним поток имперсонализирует зарегистрировавшегося пользователя, после чего Windows 2000 сравнивает маркер доступа клиента с ACL объекта, к которому пользователь пытается получить доступ. При аутентификации NTLM идентификаторы безопасности пользователя и группы передаются с помощью защищенного канала NetLogon прямо с контроллера домена или любого доверенного домена. При использовании протокола Kerberos идентификаторы безопасности пользователей и групп передаются в составе данных авторизации билета сеанса Kerberos.

Данные авторизации, находящиеся в билете Kerberos, полученном из KDC, содержат список идентификаторов безопасности пользователей и идентификаторов, определяющих членство в группах. Локальному администратору безопасности данные авторизации нужны для поддержки имперсонализации поставщика безопасности Kerberos.

Протокол Kerberos позволяет обращаться к данным авторизации билета Keiberos, которые определяются приложением. Они полностью соответствуют RFC 1510. Кроме того, их структура преобразована для уменьшения проблем, возникающих при совместной работе с другими операционными системами.

При первоначальной регистрации пользователя в домене КОС помещает в ТОТ данные авторизации, включающие идентификаторы безопасности пользователей или групп домена учетных записей (account domain). Членство в группах также определяется при первоначальной регистрации. После этого КОС копирует данные авторизации из ТОТ в билеты сеанса, применяемые для аутентификации серверов приложений. В сети с несколькими доменами КОС, управляющий запросами на получение билетов сеанса, может добавлять в данные авторизации дополнительные группы целевого домена, к которым может принадлежать пользователь.

По мере развития ОС Windows 2000 формат данных авторизации может изменяться. Но в любом случае эти данные будут содержать список идентификаторов безопасности, предназначенных для поддержки аутентификации Kerberos в многоплатформных системах, а также подпись, обеспечивающую целостность данных и устанавливаемую КОС.

Применение Kerberos в сетях Windows 2000

Аутентификация Kerberos используется многими службами домена Windows 2000. SSPI применяется для аутентификации в большинстве системных служб, поэтому их перевод с аутентификации NTLM на Kerberos требует минимальных усилий. Более сложные изменения необходимы на сервере 8MB, который не использовал SSPI до версии Windows 2000. Многие новые распределенные службы Windows 2000 уже используют аутентификацию Kerberos. Примеры областей применения аутентификации Kerberos в Windows 2000:

Это первый шаг к основной цели, поставленной в Windows 2000, — полному исключению аутентификации NTLM в компьютерных сетях, основанных на этой операционной системе.

Совместная работа средств обеспечения безопасности сети

Домены Windows 2000 должны иметь возможность одновременно поддерживать клиентские компьютеры .и серверы, на которых работает программное обеспечение Windows NT 3.*—4,0, Windows 95/98, а, также Windows 2000 Professional/Server. Для этого в Windows 2000 остается поддержка аутентификации NTLM, обеспечивающей совместимость с операционными системами более ранних версий (однако, обновленный клиент имеется только Для систем Windows NT 4.0). Кроме того, в состав Windows 2000 входит обновленная версия (client extension) клиента распределенных систем (Distributed Systems Client) для Windows 9x. Эта версия реализует, в частности, некоторые преимущества от использования Active Directory и поддерживает расширенные возможности аутентификации по протоколу NTLM v.2; протокол Kerberos не поддерживается.

Совместная работа протокола Kerberos с ОС UNIX тестируется с помощью MIT КегЬ5 1.0 и дополнительных пакетов обновления. Компания CyberSafe и другие производители программного обеспечения, работающего с протоколом Kerberos, проводят независимое тестирование взаимодействия ОС UNIX и Windows 2000 с помощью протокола Keiberos; Основная цель такого взаимодействия — позволить клиентам, использующим SSPI и GSS-APIна UNIX, аутентифицироваться в серверах приложений Windows 2000,х поддерживающих Kerberos. Эта возможность зависит, в основном, от поддержки имен Windows 2000 службами Kerberos, а не от самого протокола.

Взаимодействие Windows 2000 КDС и UNIX

Часто возникает вопрос: как Windows 2000 будет работать с существующими серверами Kerberos, функционирующими в ОС UNIX? Windows 2000 взаимодействует с КОС, работающими на MIT Kerberos, двумя способами:

Может ли UNIX KDC быть сервером авторизации для служб Windows 2000? Модель распределенной безопасности Windows 2000 зависит не только от списка идентификаторов безопасности, хранящихся в данных авторизации билетов Kerberos. Например, Редактору ACL, используемому для управления безопасностью файлов, расположенных в NTFS, требуется для работы сервер домена, предназначенный для поиска соответствия имени и SID, в процессе которого посредством защищенного канала NetLogon выполняется RFC-вызов к контроллеру домена. Без трансляции идентификаторов, выполняемой интерфейсом RPC, Редактор ACL отображает права доступа к файлам NTFS для учетной записи, имя которой неизвестно (account unknown), поскольку идентификатор безопасности не может быть распознан.

Интерфейс пользователя должен позволять выбирать учетные записи, которым следует предоставить права доступа. Эта функция позволит администратору выбрать пользователя или группу из списка, являющегося результатом запроса LDAP к Active Directory. В нем установлены все соответствия между именами учетных записей и их идентификаторами безопасности.

Для успешной работы UNIX KDC в качестве сервера авторизации служб Windows 2000 необходимо, чтобы KDC обеспечивал поддержку имен NetBIOS. Пользователи Windows NT хорошо знакомы с именами компьютеров для NetBIOS. Кроме того, приложения должны иметь возможность аутентифицироваться в серверах с помощью имен типа \\project1\projectshare. Наконец, поставщик безопасности Kerberos проверяет данные авторизации, находящиеся в билетах Kerberos и присланные не обладающими доверием приложениями, с помощью RPC к контроллеру домена. Защищенный RPC используется, чтобы проверить подпись KDC для предотвращения несанкционированного использования привилегий членства в группах.

Замена контроллера домена на UNIX KDC потребует от MIT Kerberos возможности выполнения дополнительных функций, связанных с поддержкой защищенного канала NetLogon, аутентифицированного RPC, имен NetBIOS и протокола LDAP.

На данный момент компания Microsoft интенсивно работает над созданием сетевой системы безопасности, обладающей возможностью работы на различных платформах и основанной на протоколах, являющихся отраслевыми стандартами, например SSL, TLS, ISAKMP/Oakley и Kerberos версии 5. Следует отметить, что возможности взаимодействия со средствами обеспечения безопасности, работающими на других платформах, демонстрируемые Windows 2000, открывают новые перспективы построения защищенных распределенных компьютерных систем на базе гетерогенных сетей предприятий. Управление инфраструктурой системы безопасности сети предприятия требует целого набора протоколов, позволяющих поддерживать модель распределенной безопасности. Важнейшими элементами инфраструктуры распределенных систем на основе Windows 2000 являются аутентификация с использованием Active Directory и протокол Kerberos 5.

Шифрующая файловая система EPS

На персональном компьютере операционную систему можно загрузить не с жесткого, а с гибкого диска. Это позволяет обойти проблемы, связанные с отказом жесткого диска и разрушением загрузочных разделов. Однако, поскольку с помощью гибкого диска можно загружать различные операционные системы, любой пользователь, получивший физический доступ к компьютеру, может обойти встроенную систему управления доступом файловой системы Windows 2000 (NTFS) и с помощью определенных инструментов прочесть информацию жесткого диска. Многие конфигурации оборудования позволяют применять пароли, регулирующие доступ при загрузке. Однако такие средства не имеют широкого распространения. Кроме того, если на компьютере работает несколько пользователей, подобный подход не дает хороших результатов, да и сама защита с помощью пароля недостаточно надежна. Вот типичные примеры несанкционированного доступа к данным:

Из приведенных выше соображений следует вывод: единственный надежный способ защиты информации — это шифрующая файловая система. На рынке программного обеспечения существует целый набор продуктов, обеспечивающих шифрование данных с помощью образованного от пароля ключа на уровне приложений. Однако такой подход имеет ряд ограничений:

Все перечисленные выше проблемы позволяет решить шифрующая файловая система (Encrypting File System, EPS), реализованная в Windows 2000 и работающая только на NTFS 5.O. В следующих разделах подробно описаны технология шифрования, место шифрования в операционной системе, взаимодействие с пользователями и способ восстановления данных.

Архитектура EFS

EFS содержит следующие компоненты операционной системы Windows 2000 (рис. 26.3):

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.3. Архитектура EFS

26.3.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Технологии шифрования EFS

EFS основана на шифровании с открытым ключом и использует все возможности архитектуры CryptoAPI в Windows 2000. Каждый файл шифруется с помощью случайно сгенерированного ключа, зависящего от пары открытого (public) и личного, закрытого (private) ключей пользователя. Подобный подход в значительной степени затрудняет осуществление большого набора атак, основанных на криптоанализе. При криптозащите файлов может быть применен любой алгоритм симметричного шифрования. Текущая версия EFS использует алгоритм DESX (расширенный DES) с длиной ключа 56 бит. EFS позволяет осуществлять шифрование и дешифрование файлов, находящихся на удаленных файловых серверах.

Принципы шифрования

В EFS для шифрования и дешифрования информации используются открытые ключи. Данные зашифровываются с помощью симметричного алгоритма с применением ключа шифрования файла (File Encryption Key, FEK). FEK — это сгенерированный случайным образом ключ, имеющий определенную длину.

В свою очередь, FEK шифруется с помощью одного или нескольких открытых ключей, предназначенных для криптозащиты ключа. В этом случае создается список зашифрованных ключей FEK, что позволяет организовать доступ к файлу со стороны нескольких пользователей. Для шифрования набора FEK используется открытая часть пары ключей каждого пользователя. Список зашифрованных ключей FEK хранится вместе с зашифрованным файлом в специальном атрибуте EFS, называемом полем дешифрования данных (Data Decryption Field, DDF). Информация, требуемая для дешифрования, привязывается к самому файлу. Секретная часть ключа пользователя используется при дешифровании FEK. Она хранится в безопасном месте, например на смарт-карте или другом устройстве, обладающем высокой степенью защищенности.

FEK применяется для создания ключей восстановления. Для этого FEK шифруется с помощью одного или нескольких открытых ключей восстановления. Список РЕК, зашифрованных для целей восстановления, хранится вместе с зашифрованным файлом в специальном атрибуте EFS, называемом полем восстановления данных (Data Recovery Field, DRF). Благодаря существованию набора зашифрованных FEK файл может восстановить несколько агентов восстановления данных (см. ниже). Для шифрования РЕК в DRF

необходима только общая часть пары ключей восстановления, ее присутствие в системе необходимо в любой момент времени для нормального функционирования файловой системы. Сама процедура восстановления выполняется довольно редко, когда пользователь увольняется из организации или забывает секретную часть ключа. Поэтому агенты восстановления могут хранить секретную часть ключей восстановления в безопасном месте, например на смарт-картах или других хорошо защищенных устройствах.

Операция шифрования

Шифрование данных производится в следующем порядке:

Операция дешифрования

Дешифрование данных производится следующим образом:

При работе с большими файлами дешифруются только отдельные блоки, что значительно ускоряет выполнение операций чтения.

Процесс восстановления файла после утраты секретной части ключа

Для восстановления данных выполняются следующие операции:

Описанная выше общая система криптозащиты позволяет применять максимально надежную технологию шифрования и дает возможность многим пользователям и агентам восстановления получать общий доступ к зашифрованным файлам. Она полностью независима от применяемого алгоритма шифрования, что очень важно, поскольку позволит в будущем легко перейти на новые, более эффективные алгоритмы.

Место EFS в Windows 2000

EPS тесно взаимодействует с NTFS 5.0. Временные файлы, создаваемые приложениями, наследуют атрибуты оригинальных файлов (если файлы находятся в разделе NTFS). Вместе с файлом шифруются также и его временные копии. EPS находится в ядре Windows 2000 и использует для хранения ключей специальный пул, не выгружаемый на жесткий диск. Поэтому ключи никогда не попадают в файл подкачки.

Конфигурация EFS, устанавливаемая по умолчанию, позволяет пользователю шифровать свои файлы без всякого вмешательства со стороны администратора. В этом случае EFS автоматически генерирует для пользователя пару ключей (открытый и личный), применяемую для криптозащиты данных. Шифрование и дешифрование файлов может быть выполнено как для определенных файлов, так и для целого каталога. Криптозащита каталога прозрачна для пользователя. При шифровании каталога автоматически шифруются и все входящие в него файлы и подкаталоги. Каждый файл обладает уникальным ключом, позволяющим легко выполнять операцию переименования. Если вы переименовываете файл, находящийся в зашифрованном каталоге, и переносите его в незашифрованный каталог, сам файл остается зашифрованным (при условии, что целевой каталог находится на томе NTFS 5.0). Средства шифрования и дешифрования доступны через Проводник. Кроме того, можно использовать все возможности криптозащиты данных с помощью набора утилит командной строки и интерфейсов администрирования.

EFS исключает необходимость предварительного расшифровывания данных при доступе к ним. Операции шифрования и Дешифрования выполняются автоматически при записи или считывании информации. EFS автоматически распознает зашифрованный файл и найдет соответствующий ключ пользователя в системном хранилище ключей. Поскольку механизм хранения ключей основан на использовании CryptoAPI, пользователи получают возможность хранить ключи на защищенных устройствах, например, смарт-картах. Если зашифрованные файлы хранятся на общих ресурсах, то для работы с ними пользователи должны иметь сертификат и личный ключ того, кто установил шифрование этих файлов. Впоследствии каждый пользователь может при необходимости независимо расшифровать файл при помощи своего личного ключа.

Пользователи могут запрашивать, экспортировать, импортировать сертификаты, служащие в EFS для идентификации пользователей, а также управлять ими. Эта возможность предназначена для опытных пользователей, которые хотят иметь средство управления собственными сертификатами. Обычно пользователям не приходится самостоятельно управлять сертификатами, поскольку EFS автоматически генерирует для них пару ключей при первом обращении к ней — т. е. при попытке зашифровать файл или каталог (при этом открытый ключ сертифицируется в центре сертификации, а если таковой недоступен, то EFS сама подписывает открытый ключ).

Управление сертификатами, их импорт и экспорт осуществляется с помощью контекстных меню оснастки Сертификаты (Certificates) (см. ниже раздел «Сертификаты» и рис. 26.13). Пользователи имеют возможность управлять только своими собственными сертификатами.

Утилита cipher

Эта утилита командной строки позволяет шифровать и дешифровать файлы. Ниже приведен ее синтаксис, описание ключей дано в табл. 26.1.

cipher [/Е | D] [t/S:каталог] [/A] [/I] [/F] [/Q] [/Н] [/К] [путь […]]

Таблица 26.1. Ключи утилиты cipher

Параметр путь может быть маской, файлом или каталогом. Команда cipher без параметров выдает информацию о том, зашифрован ли данный каталог или файлы, находящиеся в нем. Если параметр путь присутствует, то имен файлов может быть несколько. Между собой параметры должны быть разделены пробелом.

Для того чтобы зашифровать каталог Мои документы, введите команду:

c:\cipher /Е «Мои документы»

Для того чтобы зашифровать все файлы с расширением doc, введите команду:

c:\cipher /В /A *.doc

Шифрование файлов и каталогов

Поскольку шифрование и дешифрование выполняется автоматически, пользователь может работать с файлом так же, как и до установки его криптозащиты. Например, можно так же открыть текстовый процессор Word, загрузить документ и отредактировать его, как и прежде. Все остальные пользователи, которые попытаются получить доступ к зашифрованному файлу, получат сообщение об ошибке доступа, поскольку они не владеют необходимым личным ключом, позволяющим им расшифровать файл.

Следует отметить, что пользователи (в данном случае администраторы) не должны шифровать файлы, находящиеся в системном каталоге, поскольку они необходимы для загрузки системы, в процессе которой ключи пользователя недоступны. Это сделает невозможным дешифрование загрузочных файлов, и система потеряет работоспособность. Проводник предотвращает возможность возникновения такой ситуации, не позволяя шифровать файлы с атрибутом системный.

Шифрование информации задается в окне свойств файла или папки:

При шифровании папки можно указать следующие режимы применения нового атрибута:

26.4.gif

Дешифрование файлов и каталогов

Копирование, перемещение, переименование и уничтожение зашифрованных файлов и папок

Операции копирования, перемещения, переименования и уничтожения зашифрованных файлов и папок выполняются точно так же, как и с незашифрованными объектами. Однако следует помнить, что пункт назначения зашифрованной информации должен поддерживать шифрование (должен иметь файловую систему NTFS 5.0). В противном случае при копировании данные будут расшифрованы, и копия будет содержать открытую информацию.

Архивация зашифрованных файлов

Резервную копию зашифрованного файла можно создать с помощью простого копирования его на другой жесткий диск или с использованием утилиты архивации. Однако, как сказано в предыдущем разделе, простое копирование, например, на дискету или оптический диск может привести к тому, что резервная копия будет содержать открытые данные. То есть, если скопировать зашифрованный файл на раздел FAT или на дискету, копия будет не зашифрована и, следовательно, доступна для чтения любому пользователю. Специализированная операция архивации не требует для ее выполнения доступа к открытым ключам пользователя — только к архивируемой информации. Поэтому для обеспечения безопасности конфиденциальных данных при создании резервных копий рекомендуется применять специальные утилиты архивации. В Windows 2000 для этих целей предназначена стандартная утилита архивации данных NTBackup (см. главу 8).

В процессе архивации зашифрованные данные будут скопированы на указанный носитель без дешифрования. Целевой носитель может не поддерживать NTFS 5.O. Например, резервная копия зашифрованных файлов может быть создана на гибком диске.

Восстановление зашифрованных файлов на другом компьютере

Часто возникает необходимость восстановить зашифрованную информацию не на том компьютере, на котором она была заархивирована. Это можно выполнить с помощью утилиты архивации. Однако необходимо позаботиться о переносе на новый компьютер соответствующего сертификата и личного ключа пользователя с помощью перемещаемого профиля либо вручную.

На любом компьютере, где зарегистрировался пользователь, обладающий перемещаемым профилем, будут применяться одни и те же ключи шифрования.

Ручной перенос личного ключа и сертификата выполняется в два этапа: сначала следует создать резервную копию сертификата и личного ключа, а затем восстановить созданную копию на другом компьютере. Создание резервной копии сертификата состоит из следующих шагов:

В результате сертификат и секретный ключ будут экспортированы в файл с расширением pfx, который может быть скопирован на гибкий диск и перенесен на другой компьютер.

Для восстановления сертификата из резервной копии:

В результате текущий пользователь получит возможность работать с зашифрованными данными на этом компьютере.

Восстановление данных, зашифрованных с помощью неизвестного личного ключа

EFS располагает встроенными средствами восстановления зашифрованных данных в условиях, когда Неизвестен личный ключ пользователя. Необходимость подобной операции может возникнуть в следующих случаях:

Windows 2000 позволяет создать необходимые ключи для восстановления зашифрованных данных в описанных ситуациях. Пользователи, которые могут восстанавливать зашифрованные данные в условиях утраты личного ключа, называются агентами восстановления данных. Агенты восстановления данных обладают сертификатом (Х509 version 3) на восстановление файлов и личным ключом, с помощью которых выполняется операция восстановления зашифрованных файлов. Используя ключ восстановления, можно получить только сгенерированный случайным образом ключ, с помощью которого был зашифрован конкретный файл. Поэтому агенту восстановления не может случайно стать доступной другая конфиденциальная информация. Средство восстановления данных предназначено для применения в разнообразных конфигурациях вычислительных сред. Параметры процедуры восстановления зашифрованных данных в условиях утраты личного ключа задаются политикой восстановления. Она представляет собой одну из политик открытого ключа. При установке Windows 2000 Server политика восстановления автоматически создается на первом контроллере домена. Администратор домена одновременно является и агентом восстановления. Могут быть добавлены и другие агенты. Это делается с помощью оснастки Групповая политика (Group Policy), в которой нужно раскрыть узел Конфигурация компьютера | Конфигурация Windows | Параметры безопасности | Политики открытого ключа | Агенты восстановления шифрованных данных (Computer Settings | Security Settings I Public Key Policies | Encrypted Data Recovery Agents) и выполнить в контекстном меню команду Добавить (Add) или Создать (Сгеа1е)(в первом случае выбирается пользователь с имеющимся сертификатом агента восстановления, во втором — запрашивается и устанавливается новый сертификат для текущей учетной записи). Политика восстановления существует и на одиночном компьютере. В этом случае агентом восстановления автоматически становится администратор компьютера.

Политика восстановления, применяемая по умолчанию, создается на каждом компьютере при инсталляции системы. Если компьютер подключается к сети, для него политика восстановления может быть определена также на уровне его домена или подразделения, причем она должна быть установлена до того, как начнет применяться шифрование, и имеет приоритет над политиками восстановления, задаваемыми локальными администраторами.

Существует три «типа» политик восстановления:

Настройка параметров политики восстановления выполняется с помощью оснастки Групповая политика (узел Политики открытых ключей ).

Безопасность IP

Средства безопасности протокола IP позволяют управлять защитой всего IP-трафика от источника информации до ее получателя. Возможности Управления безопасностью IP (IP Security Management) в системе Windows 2000 позволяют назначать и применять политику безопасности IP , которая гарантирует защищенный обмен информацией для всей сети. Механизм безопасности IP представляет собой реализацию протокола безопасности IP (IP Security, IPSec), прозрачную для пользователя, администрирование безопасности централизовано и совмещает гарантии безопасного обмена информацией с легкостью применения.

Потребность в защите сетей, основанных на протоколе IP, уже достаточно велика и растет с каждым годом. В настоящее время в тесно взаимосвязанном деловом мире сетей Интернет, интранет, экстранет (extranet — корпоративная сеть, части которой связаны через открытые сети, например, через Интернет), филиалов и удаленного доступа по сетям передается важная информация, конфиденциальность которой нельзя нарушать. Одним из основных требований, предъявляемых к сети со стороны сетевых администраторов и прочих профессионалов, обслуживающих и использующих сети, является требование гарантии, что этот трафик будет защищен от:

Эти проблемы характеризуются такими показателями, как целостность данных, конфиденциальность и подлинность. Кроме того, зашита от повторного использования (replay protection) предотвращает принятие повторно посланного пакета.

Достоинства безопасности IP

Сетевые атаки могут привести к неработоспособности системы, считыванию конфиденциальных данных и другим дорогостоящим нарушениям. Для защиты информации требуются методы «сильного» шифрования и сертификации, основанные на криптографических алгоритмах. Однако высокий уровень безопасности не должен ухудшать производительность труда пользователей или увеличивать затраты на администрирование.

Безопасность IP в Windows 2000 обеспечивает следующие преимущества, которые помогают достичь высокого уровня безопасности взаимодействия при низких затратах:

Возможности стандарта IPSec и подробности реализации очень сложны и описаны подробно в ряде RFC и проектов IETF, а также в документах Microsoft. IPSec использует криптографическую защиту для обеспечения управления доступом, целостности без установления логического соединения, удостоверения подлинности данных, защиты от повторного использования, полной и ограниченной конфиденциальности потока данных. Поскольку протокол IPSec работает на уровне IP, его услуги доступны протоколам верхнего уровня в стеке и, очевидно, существующим приложениям. IPSec дает системе возможность выбрать протоколы защиты, решить, какой (какие) алгоритм(ы) использовать для служб(ы), а также устанавливать и поддерживать криптографические ключи для каждой защищенной связи.

IPSec может защищать пути между компьютерами, между шлюзами защиты или между шлюзами защиты и компьютерами. Услуги, доступные и требуемые для трафика, настраиваются с использованием политики IPSec. Политика IPSec может быть настроена локально на отдельном компьютере. или может быть назначена через механизмы групповой политики Windows 2000 в Active Directory. Политика IPSec определяет, как компьютеры доверяют друг другу. Самое простое — полагаться на применение доменов доверия Windows 2000, основанных на протоколе Kerberos. Для того чтобы доверять компьютерам в том же самом или в другом доверенном домене Windows 2000, задается предопределенная политика IPSec.

Каждая датаграмма на уровне протокола IP сравнивается с набором фильтров, предоставляемых политикой безопасности, которая поддерживается администратором для компьютера, пользователя, организационной единицы (OU) или всего домена. С любой датаграммой службы IP могут выполнить одно из трех действий:

Установка IPSec включает описание характеристик трафика для фильтрации (IP-адрес источника/адресата, протокол, порт и т. д.) и определение того, какие механизмы требуется применить для трафика, соответствующего фильтру (фильтрам). Например, в очень простом случае два автономных компьютера могут быть сконфигурированы для использования IPSec между ними в одном и том же домене Windows 2000 и активизации политики «закрытости» (lockdown). Если два компьютера — не элементы одного и того же или доверенного домена, то доверие должно быть сконфигурировано с использованием пароля или ключа pre-shared в режиме «закрытый»:

Применение политики «закрытости» также ограничит все другие типы трафика от достижимых адресатов, которые не понимают IPSec или не являются частью той же самой доверенной группы. Безопасная политика инициатора обеспечивает установки, применяемые лучше всего к тем серверам, для которых предпринята защита трафика, но если клиент «не понимает» IPSec, то результатом переговоров будет возобновление посылки «чистых» текстовых пакетов.

Когда IPSec применяется для шифрования данных, производительность сети понижается из-за непроизводительных затрат на обработку и шифрование. Один из возможных методов уменьшения воздействия этих непроизводительных затрат — обработка на аппаратном уровне. Поскольку NDIS 5.0 поддерживает такую функцию, можно включить аппаратные средства шифрования в сетевой адаптер. Адаптер, обеспечивающий перегрузку IPSec на аппаратные средства, скоро представят на рынке несколько поставщиков аппаратного обеспечения.

Протокол IPSec обещает быть очень популярным для защиты и корпоративного трафика, и внутреннего общего трафика, который требует конфиденциальности. Одним из вариантов реализации может быть применение политики «закрытости» протокола IPSec только к специфическим серверам, которые предназначены для сохранения и/или обслуживания конфиденциальной информации.

Для защиты данных применяются математические алгоритмы шифрования. Безопасность IP в Windows 2000 использует следующие стандартные криптографические алгоритмы:

Ключи

Для обеспечения безопасности данных в криптографии совместно с алгоритмами используются ключи. Ключ — это некоторое значение, применяемое для шифрования или дешифрования информации. Для шифрования в системах безопасности могут использоваться как закрытые, так и открытые ключи. Даже если алгоритм известен, без ключа данные нельзя просмотреть или изменить. Возьмем, например, замок с секретом. Алгоритм открывания замка с секретом общеизвестен — чтобы открыть замок, необходимо установить диски в заданном порядке. Однако ключ к замку, число комбинаторного кода, является секретным и известно только хозяину замка. Безопасность IP в Windows 2000 использует ключи большой длины, чтобы обеспечить повышенную безопасность. Если длину ключа увеличить на один бит, число возможных комбинаций удваивается. Безопасность IP в Windows 2000 также применяет динамическое обновление ключей; это означает, что после определенного интервала для продолжения обмена данными генерируется новый ключ. Такое решение позволяет защититься от злоумышленника, который получил доступ к части информации во время ее передачи.

Протоколы безопасности

На базе протоколов безопасности реализуются различные службы, обеспечивающие безопасный обмен информацией по сети. Windows 2000 использует следующие протоколы безопасности:

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.5. Заголовок аутентификации АН

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.6. Протокол инкапсуляции безопасности ESP

26.5.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

26.6.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Архитектура безопасности IP

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.7. Архитектура безопасности IP в Windows 2000

Безопасность IP в Windows 2000 объединяет методы шифрования с открытыми и закрытыми ключами для повышения уровня безопасности и большей производительности.

Управление безопасностью IP в Windows 2000 допускает создание политики, определяющей тип и уровень безопасности, необходимые во время обмена информации:

Для поддержки обмена информацией с использованием безопасности IP на каждом компьютере с Windows 2000 устанавливаются локальные службы и драйверы:

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.8. Функционирование агента политики безопасности

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.9. Функционирование службы ISAKMP/Oakley

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.10. Функционирование драйвера IPSec

Все три перечисленные компонента установлены в Windows 2000 по умолчанию и запускаются автоматически.

Рассмотрим пример, в котором пользователь Компьютера А (Пользователь 1) посылает данные пользователю Компьютера В (Пользователю 2). Безопасность IP установлена на обоих компьютерах.

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.11. Пример реализации безопасности IP

26.10.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

26.11.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

26.7.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

26.8.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

26.9.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Разработка плана безопасности

Перед тем как реализовать безопасность IP в Windows 2000, полезно разработать и задокументировать план безопасности, охватывающий всю корпоративную сеть. Необходимо:

Необходимо создать и сконфигурировать политику безопасности для каждого сценария, который был указан в плане.

Например, в компании может быть юридический отдел, которому требуется собственная политика безопасности для любых данных, посланных с использованием IP-протокола. Пользователи в юридическом отделе должны иметь высокий, обеспечивающий конфиденциальность, уровень безопасности для любых данных, посылаемых за пределы отдела. Однако в плане безопасности компании может быть определено, что пользователи в юридическом отделе не требуют конфиденциальности при посылке данных друг другу.

Чтобы реализовать план безопасности для юридического отдела, администратор может выполнить следующие шаги:

Когда пользователь в юридическом отделе посылает информацию любому другому пользователю, адреса источника и получателя IP-пакетов вверяются с IP-фильтрами политики безопасности Legal. Если адреса соответствуют одному из фильтров, связанная политика переговоров определяет уровень IP-безопасности для поддержания взаимодействия.

Например, если пользователь в юридическом отделе с адресом IP 157.55.2.1 посылает данные пользователю с адресом 147.20.4.5, это соответствует Legal IP Filter 1. Это означает, что связь будет организована на уровне безопасности, определенном политикой переговоров Legal NP 1, которая обеспечивает установление подлинности, защиту от изменений и конфиденциальность связи.

Администрирование безопасности IP

Управление безопасностью IP в Windows 2000 позволяет администраторам создавать настраиваемую политику безопасности с уникальной политикой переговоров и IP-фильтрами. Не требуются никакие изменения приклад ных программ. Также не требуется обучать конечных пользователей, поскольку администраторы конфигурируют всю политику безопасности в службе Active Directory, а действия шифрования прозрачны на уровне конечного пользователя.

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.12. Оснастка Локальные параметры безопасности (Local Security Policy), узел Политики безопасности IP на «Локальном компьютере» (IP Security Policies on Local Machine)

26-12.jpg

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Поиск неисправностей

Если сетевое взаимодействие с использованием безопасности IP не функционирует должным образом или невозможно создавать и конфигурировать политики:

Взаимодействие безопасности IP с различными программными продуктами

Следующие замечания относятся к текущей версии Windows 2000 Server:

Сертификаты

Сертификаты с открытым ключом (public key certificate) представляют собой средство идентификации пользователей в незащищенных сетях (таких как Интернет), а также предоставляют информацию, необходимую для проведения защищенных частных коммуникаций.

Под незащищенными сетями понимаются компьютерные сети, к которым пользователи могут получить доступ без разрешений. Коммуникации в таких сетях открыты для просмотра другими пользователями. Также существует определенная опасность возникновения ложных коммуникаций, когда отправителями сообщений являются ложные пользователи.

Даже частные локальные сети подвержены нападениям взломщиков с целью получения физического доступа к сети. Совершенно защищенные сети практически невозможны. Тем не менее, в защищенных сетях большие бреши в системе безопасности возникают крайне редко. Поэтому, поскольку пользователи доверяют друг другу, в таких сетях можно обмениваться данными, не применяя средств безопасности.

В открытых сетях, таких как Интернет, информация может попасть в руки пользователей, намерения которых никому не известны. Информация, не представляющая особой ценности, не нуждается и в безопасности. Однако, если информация является ценной или конфиденциальной, необходимо предпринять соответствующие меры безопасности для ее защиты.

Использование сертификатов для обеспечения безопасности

Сертификаты можно использовать для решения различных задач безопасности. В их число входят:

Аутентификация

Конфиденциальность

Центры сертификации

Центр сертификации (также встречается термин поставщик сертификатов) (Certification Authority, CA) представляет собой службу, которой доверен выпуск сертификатов, если индивидуальный пользователь или организация, которые запрашивают сертификат, удовлетворяют условиям установленной политики. Это осуществляется путем принятия запроса на получение сертификата, проверки и регистрации имени запрашивающего сертификат пользователя и открытого ключа в соответствии с политикой. Каждый ЦС должен получить от запрашивающей сертификат стороны подтверждение ее идентичности, такое как удостоверение личности или физический адрес. Затем производится подписание и назначение сертификата, подтверждающего выполнение пользователем критериев политики, которые были установлены для авторизации. Большинство используемых на сегодня сертификатов основаны на стандарте Х.509, эта фундаментальная технология применяется в инфраструктуре открытых ключей Windows 2000.

Центром сертификации может быть удаленная организация, такая как VeriSign, или локальная служба, созданная в вашей организации путем инсталляции Служб сертификации (Microsoft Certificate Services). Выбор ЦС основывается на доверительном отношении (trust). Вы доверяете, что ЦС использует правильную политику при рассмотрении запросов на подписание сертификатов. Кроме того, вы доверяете, что ЦС отзывает сертификаты с истекшим сроком действия путем публикации списка отозванных сертификатов (certificate revocation list).

Центры сертификации также имеют собственные сертификаты. Причем вышестоящий центр подписывает сертификаты для нижестоящих центров. Таким образом, формируется иерархия сертификатов (certificate hierarchy).

В системе Windows 2000 доверие центру сертификации устанавливается при наличии копии корневого сертификата в хранилище доверяемых корневых центров сертификации, а также действительного пути к сертификату. Это означает, что ни один из сертификатов иерархии (пути сертификатов) не был отозван и не имеет истекшего срока действия.

Если в вашей организации используется Active Directory, то доверие к центрам сертификации вашей организации устанавливается автоматически на основе решений и установок, выполненных системным администратором.

Сертификат удостоверяет, что индивидуальный пользователь или ЦС, представляющий сертификат, был авторизован в соответствии с политикой, которая была установлена для ЦС, выпустившего сертификат. Обычно сертификаты содержат следующую информацию:

Все сертификаты имеют ограниченный срок действия. Даты начала и окончания срока действия сертификата указываются в сертификате. Для каждого ЦС устанавливается политика обновления сертификатов с истекшим сроком действия.

Если в вашей организации для запуска центра сертификации на Windows 2000 Server установлены службы сертификации, то используется один из двух типов ЦС:

Использование сертификатов в Интернете

При работе в Интернете браузер Internet Explorer использует два типа сертификатов: персональный сертификат (personal certificate) и сертификат веб-узла (Web site certificate). Персональный сертификат удостоверяет личность пользователя. Информация сертификата используется при передаче личной информации через Интернет на веб-узел, который требует проверки пользователя посредством сертификата. Сертификат веб-узла подтверждает, что данный узел является безопасным и подлинным. При этом гарантируется, что никакой другой веб-узел не является идентичным оригинальному веб-узлу. Internet Explorer при подключении к веб-узлу проверяет, что Интернет-адрес в сертификате совпадает с действительным адресом и срок действия сертификата еще не истек

Для получения персонального сертификата зайдите на узел Microsoft Certification Authorities (http://www.microsoft.com/ca/ca.htm) и следуйте приведенным там инструкциям. Сертификат веб-узла можно получить при подключении к данному узлу или из базы данных центра сертификации узла. Использование сертификатов при работе с Internet Explorer и Outlook Express описано в главе 21.

Хранилища сертификатов

Windows 2000 сохраняет сертификаты локально на том компьютере, с которого запрашивался сертификат для данного компьютера или для пользователя, работающего за данным компьютером. Место хранения сертификатов называется хранилищем сертификатов (certificate store). С помощью оснастки Сертификаты (Certificates) (рис. 26.13) можно просматривать хранилища сертификатов для пользователя, компьютера или сервиса, в которых сертификаты можно сортировать (переключатели в окне Параметры просмотра (View Options)) — вызывается из меню Вид (View)) по назначению (Purpose) или по логическим хранилищам (Logical Store) (табл. 26.2). При сортировке сертификатов по логическим хранилищам можно также отобразить физические хранилища с указанием их иерархии.

При наличии соответствующих прав вы можете импортировать или экспортировать сертификаты из любой папки в хранилище сертификатов. Если личный ключ, связанный с сертификатом, доступен для экспорта, то вы можете экспортировать сертификат и личный ключ в файл, соответствующий стандарту PKCS #12.

Оснастка Сертификаты также позволяет публиковать выпущенные сертификаты в Active Directory. Публикация сертификата в Active Directory дает возможность всем группам, которые имеют необходимые разрешения, извлекать сертификат при необходимости.

При наличии соответствующих прав можно запрашивать или импортировать сертификаты из любой папки в хранилище сертификатов. Однако вы можете экспортировать сертификаты из хранилищ сертификатов только при отображении физическогр хранилища.

Таблица 26.2. Папки хранилища сертификатов

26.12a.gif

26.12b.gif

Запрос сертификата

Если ваш администратор создал политику открытого ключа для автоматизации запросов на получение сертификатов, то вам, возможно, никогда не придется запрашивать сертификаты самостоятельно, если только вы не работаете со смарт-картами. Пользователи смарт-карт должны запрашивать свои сертификаты.

Если вы пользуетесь смарт-картами, или в вашей организации не применяются автоматические запросы на получение сертификатов, то вы можете запросить новые сертификаты. Запросить новый сертификат можно с помощью Мастера запроса сертификата (Certificate Request Wizard) или на веб-страницах служб сертификации. При запросе сертификатов в центре сертификации предприятия Windows 2000 используется, как правило, Мастер запроса сертификата, вызываемый из оснастки Сертификаты. Кроме того, центр сертификации, установленный на Windows 2000 Server, имеет веб-страницу, на которой можно запрашивать базовые и расширенные сертификаты. По умолчанию эти сертификаты находятся по адресу http://servemame/certsrv, где servername — имя сервера Windows 2000, на котором находится ЦС.

Для того чтобы запросить сертификат в оснастке Сертификаты :

Просмотр сертификатов

С помощью оснастки Сертификаты можно просматривать информацию о выпущенных сертификатах. Для этого дважды щелкните на названии сертификата.

Откроется диалоговое окно Сертификат (Certificate) с тремя вкладками: Общие (General), Состав (Details) и Путь сертификации (Certification Path). На вкладке Общие приведена обзорная информация о сертификате: тип сертификата, выдавший сертификат ЦС, пользователь или ЦС, для которого выдан сертификат, и период действия сертификата.

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.14. Полная информация о сертификате

Вкладка Путь сертификации содержит путь выпустившего сертификат ЦС.

26-14.jpg

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Импорт и экспорт сертификатов

При импорте или экспорте сертификатов сертификат копируется в хранилище или из хранилища. Импорт или экспорт сертификата проводится при выполнении следующих задач:

Передавать сертификаты можно в следующих форматах:

Обновление сертификатов

Каждый выпущенный сертификат имеет определенный срок действия, по истечении которого сертификат становится недействительным. В общем случае вы можете обновить сертификат с истекшим сроком действия. Если ваш администратор создал политику открытых ключей для автоматических запросов на получение сертификатов, то сертификаты будут обновляться автоматически.

Если вы пользуетесь смарт-картой, или в вашей организации не применяется политика автоматических запросов на получение сертификатов, то оснастка Сертификаты уведомит вас об истечении срока действия сертификата и при этом:

Установка центра сертификации

Центр сертификации (ЦС, СА) — важный элемент в системе безопасности организации, поэтому в большинстве организаций имеется собственный ЦС. В системе Windows 2000 есть два модуля политик, которые обеспечивают следующие два класса ЦС: ЦС предприятия (Enterprise СА) и изолированный ЦС (Stand-alone СА). Внутри каждого класса могут быть два типа ЦС: корневой (root) и подчиненный (subordinate). Модули политик определяют действия, которые должен выполнить ЦС при поступлении запроса на получение сертификата.

В большинстве случаев центры сертификации организованы в иерархическом порядке, где наиболее доверяемый или корневой центр находится на вершине иерархии. В корпоративной сети все остальные ЦС в иерархии являются подчиненными. В корпоративной сети ЦС предприятия имеет максимальное доверие. ЦС предприятия имеют специальный модуль политик, который определяет, как обрабатываются и выпускаются сертификаты. Информация политики из данного модуля хранится в Active Directory, поэтому для инсталляции ЦС предприятия сперва следует установить Active Directory и сервер DNS. Изолированные ЦС имеют очень простой модуль политик и не хранят никакой информации на удаленном сервере, поэтому для инсталляции данного центра не требуется наличие Active Directory.

Для инсталляции собственного ЦС:

Запуск оснастки Центр сертификации (Certification Authority)

Картинка с сайта: lib.qrz.ru

Рис 26.15. Окно оснастки Центр сертификации (Certification Authority)

26.13.gif

Изображение: 

Картинка с сайта: lib.qrz.ru