Post on 18-Mar-2016
description
Ιόνιο ΠανεπιστήμιοΤμήμα ΠληροφορικήςΑκαδημαϊκό Έτος 2012-2013Εξάμηνο: Δ’
Ασφάλεια Υπολογιστών και Προστασία Δεδομένων
Ενότητα 1: Εισαγωγικά Θέματα στην Ασφάλεια
Εμμανουήλ Μάγκος
Syllabus
A. Λίγα λόγια για το μάθημαB. Κίνητρα για την ΑσφάλειαC. Η έννοια της Ασφάλειας Συστημάτων και
ΔικτύωνD. Το γνωστικό αντικείμενο της Ασφάλειας
Ιστορία της Ασφάλειας (1/3)
1940s: Πρώτοι Η/Υ (Colossus, EDVAC, ENIAC) 1960’s Πολυχρηστικά συστήματα (multi-user). Ανάγκη
προστασίας:1. Του συστήματος από τους χρήστες2. Των χρηστών (μεταξύ τους)
1970’s: H εποχή των Mainframes: RAND Report , Anderson Report Μοντέλο Bell-Lapadula Multics project Data Encryption Standard (DES) Public Key Cryptography
(Graham, 1968)
(Ware, 1970)
(Anderson, 1972)
(Bell and LaPadula, 1973)
(Organick, 1972)
(USDoC, 1977)
(Diffie-Hellmann, 1976)
Ιστορία της Ασφάλειας (2/3)
1980’s: Η εποχή των PC’s Single-user systems… (more or less security?) Orange Book MLS, Information Flow,… Internet Worm (1988)
1990’s: Η Εποχή του Internet Internet security ≡ Communications Security (?) Buffer Overflow , Mail Worms, DOS attacks Digital Rights Management (DRM)
(DoD 1985)
(Clark & Wilson 1987, Brewer & Nash, 1989)
(Shoch and Hupp 1980, Cohen, 1985)
(Phrack, 1996)
(Grover, 1992)
Β. Μα, γιατί μιλάμε για την ασφάλεια;
Κακόβουλο λογισμικό (botnets, trojans, rootkits),…. Παράνομη εισβολή σε συστήματα, (Hacking, cracking…), Μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε πληροφορία (read, write) Επιθέσεις Άρνησης Εξυπηρέτησης (DOS, DDOS). Επιθέσεις Πλαστοπροσωπίας (Spoofing / Masquerading),
Κλοπή Ταυτότητας (Identity Theft) Υποκλοπές Επικοινωνιών, Πρόσβαση σε προσωπικά δεδομένα Μη ζητηθείσα επικοινωνία (spam), «Ηλ. Ψάρεμα» (Phishing) Ηλεκτρονικό έγκλημα (cyber-crime), παιδική πορνογραφία,… Παραβίαση δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας …
Spoofing / Masquerading
Μα, γιατί μιλάμε για την ασφάλεια;
Cisco, Annual Security Report, 2011
Phishing -Kοινωνική μηχανική (social engineering)
Social engineering
Facebook clickjacking
Panda Labs, Quarterly Report, April-June 2010
Cisco 2011 Annual Sec. Report
Quarterly Report, Panda Labs, July-September 2011
Cisco 2011 Annual Sec. Report
Cisco 2011 Annual Sec. Report
C. Ασφάλεια – Ορισμοί
Security: (Oxford Dictionary) Freedom from danger or anxiety
Ασφάλεια: (Μπαμπινιώτης) Η κατάσταση στην οποία … αισθάνεται κανείς ότι δεν απειλείται. Η αποτροπή κινδύνου ή απειλής…
Ασφάλεια (Security) & Ασφάλεια (Safety) Security: Προστασία έναντι εχθρού Safety: Προστασία έναντι σφαλμάτων, λαθών, ατυχημάτων,
παραλείψεων
Η “ασφάλεια” στα ελληνικά: Ένα σημαίνον για δύο σημαινόμενα
Τι σημαίνει «Ασφαλές Σύστημα»;Θεώρηση από τη σκοπιά της «Ανάλυσης και Διαχείρισης Κινδύνων»
http://www.ptatechnologies.com/PTA3.htm
Τι σημαίνει «Ασφαλές Σύστημα»;
Δρ. Π. Κοτζανικολάου, «Τεχνολογία και Πολιτικές Ασφάλειας», Πανεπιστήμιο Πειραιώς, 2009
Computer Security - The CIA Triad(NIST, 1995)
The protection afforded to an automated information system in order to attain the applicable objectives of preserving the integrity, availability and confidentiality of information system resources includes hardware, software, firmware, information/data, and telecommunications
The CIA Security Requirements Triad
CIA Security Triad (FIPS PUB 199)
CIA Security Triad (NIST FIPS Standard, 2004)
Αγαθά, Αξία Αγαθών (Σχετ: Συνέπεια) & Κατηγοριοποίηση Αγαθών
3 Levels of Impact (from a security breach)1. Low2. Moderate3. High
A. Security Categorization applied to Information Τypes
(FIPS PUB 199)
Αγαθά, Αξία Αγαθών (Σχετ: Συνέπεια) & Κατηγοριοποίηση Αγαθών
3 Levels of Impact (from a security breach)1. Low2. Moderate3. High
B. Security Categorization applied to Information Systems
(FIPS PUB 199)
Απειλές στην Ασφάλεια
(RFC 2828, 2000) – Internet Security Glossary
Απειλές στην Ασφάλεια – 1η Θεώρηση
1. Παθητικές επιθέσεις: τις κάνει η Eve (eavesdrop) Packet sniffing Traffic analysis Αλλά και: Password cracking / breaking a crypto key …
2. Ενεργητικές επιθέσεις: τις κάνει ο Mallory Πλαστοπροσωπία: Masquerading, Spoofing, MIM Επιθέσεις επανάληψης (replay) Επιθέσεις άρνησης εξυπηρέτησης (Denial Of Service – DOS) Επιθέσεις Τροποποίησης (modification) …
Απειλές στην Ασφάλεια – 2η Θεώρηση (Pfleeger, 2003)
A Taxonomy of Attacks
Passive
Interception(confidentiality)
Release ofMessage contents
Trafficanalysis
Active
Modification(integrity)
Fabrication(integrity)
Interruption(availability)
(Pfleeger, 2003)
Απειλές στην Ασφάλεια – Άλλες Θεωρήσεις (1/2)
1. Εξωτερικές Απειλές: Χρήστες εκτός Επιχείρησης / Οργανισμού Outsiders: Hackers / Crackers / Vandals / Hacktivists Outsiders: Κοινωνικοί Μηχανικοί (Social Engineers)
2. Εσωτερικές Απειλές: - Χρήστες εντός Επιχείρησης/Οργανισμού Insiders: Παράκαμψη ελέγχου πρόσβασης «εκ των έσω» π.χ. Δυσαρεστημένοι υπάλληλοι, λάθη & απροσεξίες
Απειλές στην Ασφάλεια – Άλλες Θεωρήσεις (2/2)
Τυχαίες ή Εσκεμμένες
Φυσικέςπ.χ. φωτιά
Διακοπή ρεύματος;
Εξοπλισμόςπ.χ. CPU,
Δίκτυο, Σκληρός δίσκος,- Σφάλμα εφαρμογής,
- Buffer overflow attacks
Ανθρώπινεςe.g. Λάθη χρήστη,
hackers, Ιοί.
Ενδεικτικός Πίνακας Απειλών
Παράδειγμα
Availability Confidentiality IntegrityHardware Equipment is stolen
or disabled, thus denying service.
Software Programs are deleted, denaying access to users.
An unauthorized copy of software is made.
A working program is modified to cause it to fail or to cause it to do some unintended task.
Data Files are deleted, denying access to users.
An unauthorized read of data is performed. An analysis of statistical data reveals underlaying data.
Existing files are modified or new files are fabricated.
Communication Lines
Messages are destroyed or deleted.
Messages are read. Traffic patterns are observed.
Messages are modified, destroyed, reordered, duplicated. False messages are injected.
Threats (attacks) and assets (Stallings & Brown, 2008)
Ευπάθειες (Vulnerabilities)
Ευπάθεια ή Αδυναμία (Vulnerability)a) Οποιαδήποτε χαρακτηριστικά κάνουν ευάλωτο ένα αγαθό σε
κάποια απειλή, δηλαδή αυξάνουν την πιθανότητα εκδήλωσης της απειλής
Π.χ: εάν η πρόσβαση σε ένα απόρρητο αρχείο δεν προστατεύεται, το αρχείο έχει μεγάλη αδυναμία στην απειλή της κλοπής
b) Οτιδήποτε μεγιστοποιεί τις συνέπειες από την εκδήλωση μίας απειλής
Π.χ: εάν δεν υπάρχει σύστημα αυτόματης πυρόσβεσης σε ένα χώρο, η συνέπειες από μία πιθανή πυρκαγιά θα είναι πολύ μεγάλες
http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-12/800-12-html/images/figure5.jpg
Ανάλυση Κινδύνου (Risk Analysis)
Risk = Threat x Vulnerability x Impact (Asset value)
Διαχείριση Κινδύνου
Μια θεώρηση από τη σκοπιά των Οικονομικών της Ασφάλειας (Security Economics)
Στόχος της ασφάλειας (Infosec goal) Ο σκοπός του ιδιοκτήτη ή χρήστη ενός αγαθού: επιθυμητή
ισορροπία μεταξύ του κόστους και της συνέπειας από την επίθεση σε αγαθά, π.χ.
Κόστος Μηχανισμών Ασφάλειας << Κόστος Αγαθών
Κόστος Επίθεσης >> Ενδεχόμενο Όφελος
Απόκριση Back-up, Digital forensics, malware removal, hot sites,…
ΠρόληψηΦυσική ασφάλεια, access control, replication, Firewalls, Κρυπτογράφηση, Ψηφ. Υπογραφή, Προγράμματα antivirus,Ασφαλής Προγραμματισμός,Πολιτική κωδικών ασφάλειας,…
Ανίχνευση Συστήματα Ανίχνευσης Εισβολών (IDS), Αρχεία καταγραφής, penetration testing,…
Μηχανισμοί Ασφάλειας - 1η Θεώρηση
Μηχανισμοί Ασφάλειας - 2η ΘεώρησηNIST 800-100 I.S. Handbook: A Guide for Managers *
Κατηγορία Ελέγχου` Πρόληψη Ανίχνευση Αντιμετώπιση
Φυσικής πρόσβασης (παραδείγματα)
Φράχτες X X
Προσωπικό Ασφαλείας X X Χ Έξυπνες Κάρτες (smartcards), Βιομετρία XΔιαχειριστικός (παραδείγματα)
Πολιτικές Ασφάλειας X X Χ Έλεγχος και Εποπτεία X X
Εκπαίδευση υπαλλήλων X X ΧΛογικής Πρόσβασης (παραδείγματα)
Λίστες Ελέγχου Πρόσβασης (ACLs), MAC, RBAC,… X
Passwords, CAPTCHAs X Λογισμικό Antivirus, Anti-spam, Anti-Spyware,.. X X X
Κρυπτογράφηση Δεδομένων και Επικοινωνιών X X Firewalls (Packet Filters, Application Gateways) X X
Συστήματα Ανίχνευσης & Αποτροπής Εισβολών (IDS/IPS) X X X
http://www.cs.uwf.edu/~rdavid/CEN4540/sec3.ppt
D. To Γνωστικό Αντικείμενο – 1η Θεώρηση
ΑΣΦΑΛΕΙΑ
ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ
ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ
ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΥΠΟΔΟΜΩΝ
ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩ
Ν
ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ
ΕΜΠΙΣΤΕΥΤΙΚΟΤΗΤΑ
ΑΚΕΡΑΙΟΤΗΤΑ
ΦΥΣΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ
ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΥ
ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ
ΑΥΘΕΝΤΙΚΟΤΗΤΑ
Model A for Security (Stallings, 2010)
Model B for Security (Stallings, 2010)
To Γνωστικό Αντικείμενο – 3η ΘεώρησηΠού γίνεται έρευνα;
To Γνωστικό Αντικείμενο – 2η ΘεώρησηΠού γίνεται έρευνα;
To Γνωστικό Αντικείμενο – 2η ΘεώρησηΠού γίνεται έρευνα;
To Γνωστικό Αντικείμενο – 2η ΘεώρησηΠού γίνεται έρευνα;
To Γνωστικό Αντικείμενο – 2η ΘεώρησηΠού γίνεται έρευνα;
To Γνωστικό Αντικείμενο – 2η ΘεώρησηΠού γίνεται έρευνα;
Το Γνωστικό Αντικείμενο – 3η θεώρησηΕνοποίηση Θεμάτων Ασφάλειας (Τμήμα Πληροφορικής)
1. Έλεγχος Πρόσβασης (Access Control)
Έλεγχος Λογικής Πρόσβασης: Αυθεντικοποίηση Οντότητας
Passwords, CAPTCHA’s, τεχνικές πρόκλησης – απάντησης, συστήματα ενιαίας πρόσβασης (single sign-on),…
Έλεγχος Φυσικής Πρόσβασης Αυθεντικοποίηση Οντότητας
Βιομετρία, smartcards, tokens… Έλεγχος Φυσικής Πρόσβασης σε υποδομές και αγαθά
2. Μοντέλα Εξουσιοδότησης και Ασφάλεια Συστήματος
ACLs, Ασφάλεια MLS and information flow Sandboxing & Virtualization Application Security Memory security File system Security Digital Forensics Database Security OS Kernel Security Trusted Computing Hardware Security Tempest and Side Channel Attacks Assurance and Evaluation
3. Κακόβουλο Λογισμικό
Bots, Botnets Worms & Trojans Rootkits Spam, Phishing & Fraud Intrusion Detection Wireless & Cellular Malware …
4. Ασφάλεια στο Web
Web browser security Web app & web server security Web privacy Web-based malware …
5. Η Κρυπτογραφία στην Υπηρεσία της Ασφάλειας
Κρυπτογραφικές τεχνικές στην Ασφάλεια Επικοινωνιών & Δικτύων
Προηγμένες τεχνικές αυθεντικοποίησης οντότητας και δεδομένων
Κρυπτογραφικές τεχνολογίες εμπιστευτικότητας και ακεραιότητας
Κρυπτογραφικές τεχνικές για την προστασία της ιδιωτικότητας
Ασφάλεια και Ιδιωτικότητα σε Κατανεμημένες Εφαρμογές …
6. Ασφάλεια Δικτύων
TCP/IP Security (Application, Transport, IP, MAC layers,…) Personal and Network Firewalls Penetration testing Network Authentication Network intrusion Detection Security in Wireless networks Network security policies …
7. Ασφάλεια Κατανεμημένων Συστημάτων
Security Domains E-commerce transactions E-voting/ e-auctions Distributed Databases Security Distributed applications Security Distributed File Systems Security Web Services (WS) Security Security and Privacy in Pervasive Computing Environments Security and Privacy in Location-based Services (LBS) Security in banking/health sector
8. Κοινωνικά και Θεσμικά Ζητήματα της Ασφάλειας
User anonymity & Privacy Freedom-of-Speech & Censorship Security and Usability Security Psychology Security Economics
… Αλλά και: Νομικά και Θεσμικά Ζητήματα Κυβερνο-έγκλημα (Cyber crime) Πνευματικά Δικαιώματα Δεοντολογία & Κυβερνο-ηθική (Cyber-ethics) …
9. Διαχείριση Ασφάλειας Δικτύων και Πληροφοριακών Συστημάτων
Βιβλιογραφία
D. Gollmann. Computer Security. 3rd Edition, Wiley, 2011 W. Stallings. Cryptography and Network Security, Principles and
Practice. 5th Edition, Pearson, 2010 R. J. Anderson. Security Engineering. 2nd Edition, Wiley, 2008 S. L. Pfleeger. Security in Computing. 3rd Edition. Prentice Hall, 2003