Ақпарат алмасу қауіпсіздігі туралы ғылыми жоба, 11 сынып

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Жоба тақырыбы: Аса маңызды компьютерлік жүйелер арасында ақпарат алмасу қауіпсіздігін қамтамасыз ететін программалық жүйесін жобалау

Орындаған: Әлі Расул Балтабайұлы, Қызылорда облысы, Жаңақорған ауданының №110 мектеп-лицейінің 11 сынып оқушысы

Пән мұғалімі: Шадибекова Айнур

Ғылыми жетекшісі: Мырзаев Раматилла Сулейменович

Жаңақорған, 2020ж

Мазмұны

Кіріспе

Компьютерлік желілердегі шабуыл

Программадағы ақпаратты шифрлеу әдістері

Желілік программалық қамтамасыздандыру барысындағы шабуыл

Аса маңызды компьютерлік жүйелер арасында алмасуын қорғау жұмысына талдау жасау

Жобаланған программалық қамтаманың сипаттамасы

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер ТІЗІМІ

КІРІСПЕ

Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Internet ауқымды желісінің жоғары деңгейде өсуі және ақпараттық технологиялардың дамуы адам қызметтерінің барлық сферасына әсерін тигізетін ақпараттық ортаның пайда болуына әкелді. Аса маңызды компьютерлік жүйелерде ақпараттың кейбір түрлерін құпия сақтау қажеттілігі пайда болған кезден ақпаратты қорғау мәселелері өзекті мәселелердің бірі болып келеді. Техниканың дамып күрделенуіне байланысты ақпаратты қорғау мен оған зиян келтіруші факторларда жоғары дәрежеде дамып келеді. Оған ақпарат мөлшерінің көбеюі, ЭЕМ электронды берілгендер базасының пайда болуы, компьютерлендіру көптеп септігін тигізуде. Қазіргі қоғамның компьютерлік техникасына байланысты ақпаратты қорғау, ақпараттық қауіпсіздік мәселелері өзекті мәселенің біріне айналып отыр. Сондықтан, ақпараттық қауіпсіздікті қамтамасыз ету проблемалары компьютерлік жүйелер мен желіліерді қолданушылардың, сонымен қатар көптеген компьютер қолданушыларының назарын аударып отыр.

Аса маңызды компьютерлік жүйелер арасында ақпарат алмасуын қорғау – бұл ақпараттарды кез-келген кездейсоқ құртылуынан, әдейлеп бұзудан және заңсыз пайдаланудан сақтау[1]. Сондықтан, негізгі мақсат жүйе құндылықтарын қорғау, ақпарат дәлдігімен, бүтіндігін сақтау және бұзылуларды азайту болып табылады.

Жобаның мақсаты. Аса маңызды компьютерлік жүйелер арасында ақпарат алмасуын қорғау үшін программасын құру болып табылады. Жобада компьютерлік жүйелер арасында ақпараттты рұқсатсыз қолданудан қорғау үшін криптографикалық әдісті қолдану жолы қарастырылған. Мысалы ретінде, әскери құрылымдар арасында ақпарат алмасу қауіпсіздігі қарастырылған.

Криптографиялық түрлену үшін кейбір алгоритм кең ауқымды тұлғаларға айқын берілген алгоримді жүзеге асыратын құрылғы қолданылады. Шифрлеу процесімен басқару бір алгоритмде немесе құрылғыны қолдану кезінде ақпараттың саны көбейген сайын қамтамасыз ететін кілттің кодын периодты өзгеруі көмегімен орындайды [2,3].

Кілт мәні мәтінді тез қарапайым және сенімді шифрден алуға мүмкіндік береді. Бірақ кілтті білмей бұл процедура компьютерді қолданғанда да орындалмайтын болып шығады.

Программадағы криптографиялық түрлену әдісне келесі талаптар қойылады:

Шифрланған кезде жазылып жатқан мәтінді ашуға болмайды, тәуекел етушілерге тиянақты және шыдамды болуы керек.

Қорғану түрленулер шығындары ақпарат сақтаудың берілген дәрежесінде қолайлы болуы керек.

Шифрдегі қателер ақпараттың жоғалмауына әкелу керек. Шифрленген мәтін ұзындығы жазылып жатқан мәтін ұзындығынан жоғары болуы керек.

Қайта ауыстыру мен алмастыру әдістеріне кілттің ұзындығы сай. Ал қорғау сенімділігі түрлену алгоритмдерінің күрделігімен сипатталады.

Программа жұмыс істеу үшін Яндекс-дискіні орнату қажет. Программа 2 базадан тұрады. Біріншісі-анықтамалықтар, пайдаланушылар бар негізгі база ол негізгі машинада және бағынышты машиналарға таралады. Екіншісі-жөнелтілетін және шифрленіп қабылданған хабарламалардан тұратын база. Программа дискідегі орынға байланысты емес және оның көшірмесін әр компьютерде жасап тұтынушаларға бір-бірімен қорғалған ақпаратпен алмасуға мүмкіндік береді.

Жоба тақырыбының теориялық және практикалық деңгейін анықтау барысында шетелдік және қазақстандық авторлардың ақпаратты қорғауда криптографикалық әдістерді қолдану методикасын негізге ала отырып жасалынды және қазіргі заманғы ақпараттық технологиялардың мүмкіншіліктері ескерілді.

1. Аса маңызды компьютерлік желілердегі шабуыл

Компьютерлік желілерді кез-келген анализ негізгісі ондағы қауіптерді білу болып табылады. Ең қауіпті деп алынатын зиян келтіру мөлшері операторлар, жүйелік администраторлар және ақпараттық жүйеде қызмет етушілердің ойластырылмаған қателері алынады. Кейде осындай қателіктер қауіпті болып табылады. Дұрыс емес енгізілген мәліметтер программадағы қателіктер әлсіздікті тудырады да қауіп келтірушілер пайдалануы мүмкін. Статистика бойынша 65% жоғалуы ойластырылмаған қателіктің әсері. Ойластырылмаған қателермен кұресудің әдісі максимум түрде автоматтандыру және орындалатын іс-әрекеттерді қатаң қадағалау. 2-ші орындағы қауіптің мөлшері ұрлау мен әдейі құртудан пайда болады. Із кесу жұмыстары бойынша көбінесе кінәлерінің қатарына сол ұжымның қызметкерлері жатады. Өйткені олар жұмыс режимдерінің қауіпсіздігі жақсы таныс. Сондықтан бұл мәселе жағы да ішкі қауіптің сыртқы қауіптен маңызды екенін дәлеледейді. Сыртқы ортадан келтін қауіптер әртүрлілігімен айрықшаланады. 1-ші кезекте инфраструктураның бұзылуы. Яғни ток көзінің авариясы, байланыстың уақытша болмауы және т.б. тұрады. Қауіпті деп – стихиялық жағдайлар, өрт шығу, су алып кету, жер сілкінісі, урагандар алынады. Статистикалық мәліметтер

Алыстатылған шабуыл жүйедегі кез келген сырттағы машинаға қарсы кейбір істің орындалып жіберілген жабдығы болып табылыды[4,5]. Алыстатылған машина сол мезетте сіздің жұмыс істеп отырған машинадан басқа интернет арқылы немесе басқа желі арқылы көріп отырады. Алыстатылған шабуыл бастапқы қадамдары тікелей, тікелей емес, аздап қана мақсатпен контакт құрады. Шабуыл жасаушы немесе бұзушы ең бірінші тапсырмасы жинау, яғни мынадай ақпарат желі неге ұқсайды. Маңызды деген нүктелері жерге орнатылған желіні кім басқарады, желіге қосылу қалай жүзеге асырылады.

2. Аса маңызды компьютерлік желілердегі ақпаратты шифрлеу әдістері

Аса маңызды компьютерлік желілердегі ақпаратты шифрлеу әдістеріне (криптографиялық әдістер) келесі талаптар қойылады[6]:

шифрланған кезде жазылып жатқан мәтінді ашуға, тәуекел етушілерге тиянақты және шыдамды болуы керек.

кілттен алмасу есте сақтауға қиын болмауы керек. Қорғану түрленулер шығындары ақпарат сақтаудың берілген дәрежесінде қолайлы болуы керек.

Шифрдегі қателер ақпараттың жоғалмауына әкелу керек. Шифрленген мәтін ұзындығы жазылып жатқан мәтін ұзындығынан жоғары болуы керек.

Қорғаудың түрлену әдістері 4 негізгі топқа бөлінеді:

Алмасу.

Аддетифті.

Аралас.

Ауыстыру.

Қайта ауыстыру мен орын ауыстыру әдістеріне кілттің ұзындығы сай. Ал қорғау сенімділігі түрлену алгоритмдерінің күрделігімен сипатталады.

Киптографиялық түрленудің аталған 4 әдісі симметриялы шифрлеу әдістеріне қатысты. Ал криптографиялық түрленудің негізгі әдістері деп орын ауыстыру мен қайта ауыстыру әдістері алынады. 1 әдістің мәні жазылып жатқан мәтінді блоктарға бөлу, содан кейін осы блоктарды жазу және шифрленген мәтінде геометриялық фигураның түрлі жолдарымен оқу. Мысалы жазылып жатқан мәтінді жол бойынша жазу, ал оқылу қатар бойынша.

Орын ауыстыру әдісімен шифрлеу бір алфавитті жазылған мәтіннің символдары түрленудің берілген кілтіне сәйкес басқа алфавиттің символдарымен алмастырылады. Осы әдістердің қорытындысы күшті криптографиялық мүмкіндіктерге ие болатын туынды шифр пайда болады. Бұл қорғанудың аралас әдісі АҚШ – та деректерді шифрлеуге арналған стандарт ретінде қабылданды. Әдіс алгоритмі ақпараттық та, программалық та жүзеге асады, бірақ қорды алгоритм ақпаратты өндеудің жоғары өнімділігімен қарапайым ұйымдастырылуын қамтамасыз ететін арнайы тағайындалған электронды құрылғылар көмегімен жүзеге асыруға негізделген. Батыс елдері қатарындағы криптографиялық шифрлеуде аппаратураның өндірістік өнімі қаупсіздікті күрт көтереді.

Симметриялы криптография – осы жүйенің маңызды бөлігі деп қорғалған канал арқылы құпия кілт, мысалы Z= [ Z1, Z2…Zn ]

Криптоаналитиктік кез –келген кезде сақтау үшін осы кілт арқылы алушыға ақпарат жіберіледі. Шифрдағы жіберу үшін де, алу үшін де пайдаланатын кілттің бар болуы бір кілттің немесе симметриялы жүйе дегенге әкледі.

Кілттің таңбалары алфавиттің символдары ретінде пайдаланатын екілік алфавит.

Ашық текстті хабарлау кезінде Х =[ X1, X2…Xn] алынатын болса, оның рандомезаторы R= [ R1,R2…Rj]

Мұнда шифратор мынадай криптограмманы құрайды:

Y= [ y1, y2…yn]

Функциялар : y,x,k,z.

Бұл түрлендіруді мынадай түрде жазуға болады:

Y= Fzr (x)

Мұндағы криптограмма Y, Z құпия кілті арқылы Х ашық текстке тәуелді.

Мұндағы R – рандомезаторлық тізбек.

Алғашқы сатыда ақпараттың қорғалуы программалық әдіспен шешіледі. Тәжірибе көрсеткендей ақпараттың қорғалуына программалық құралдар кепіл бола алмайды. Сондықтан программалық құралдар ақпаратқа қол жеткізуді, сақтау ережесін анықтайтын ұйымдастыру шараларымен толықтырылды.

Сұрау салу арқылы ақпаратты қорғау 1- суретте көрсетілген.

Пароль

Дербес деректер

Шартты

сөз эл.

Бір жолғы блокнот

Шифр

Алгоритм

Кілттер

Деректерді шифрлеу стандарты

Ашық кілт

Сигнатура

Каталогтар

Көшірмелеу

Аппаратурааа

ТЕҚ

Ақпаратты қайта жасақтаушы

Қорғаудың электронды құрылғасы

Интелект құрылғысы

МП

Оптикалық құрылғы

МП басқару

Баяу

Белсенді

N құрылғы

Басты диск

Тікелей қорғау құралдары

Чипті пайдалану

Маман архитектор

Троян аттары

Соңғы нөмірлер

ПСЧ

Пароль

Дербес деректер

Шартты

сөз эл.

Бір жолғы блокнот

Шифр

Алгоритм

Кілттер

Деректерді шифрлеу стандарты

Ашық кілт

Сигнатура

Каталогтар

Көшірмелеу

Аппаратурааа

ТЕҚ

Ақпаратты қайта жасақтаушы

Қорғаудың электронды құрылғасы

Интелект құрылғысы

МП

Оптикалық құрылғы

МП басқару

Баяу

Белсенді

N құрылғы

Басты диск

Тікелей қорғау құралдары

Чипті пайдалану

Маман архитектор

Троян аттары

Соңғы нөмірлер

ПСЧ

Сурет 1.- Ақпаратты сұрау салу арқылы қорғау

Шифрлер - ақпаратты түрлендіруге арналған криптографиялық әдістерді пайдалану. Шифрлер криптоаналитиктер үшін қарапайым болу керек, бірақ кәдімгі пайдаланушылар үшін файлға қол жеткізуді қиындатады. Программаларды, идентификациялық белгілерді шифрлеуге болады. Программаны қорғауға арналған шифрдың негізгі сипаттамасы - кілттік шифрдың үзындығы болып саналады.

3. Желілік программалық қамтамасыздандыру барысындағы шабуыл

Желілік программалық қамтамасыздандыру өте әлсіз, өйткені хаттама берілісінің желілік каналы қорғалғанмен, яғни осы канал бойынша кімде кім кіріп берілген хаттаманы алып өзінің хаттамасына жібереді. Сондықтан, желілік программалық қамтамасыздандыру барысында хакерлік шабуыл келесідей болады:

Локальдық желі сегментін тыңдау (кез-келген локальдықжелідегі сигментке қосылған компьютерлер басқа компьютерлер сегментіне жіберген хаттаманы алуға мүмкіндігі бар,егер хакердің компьютерлері бірнеше локальдық желідегі сигментке қосылса, онда оған осы сигментке қосылған компьютерлер арасындағы барлық ақпараттарға кіру мүмкіндігі бар)

Маршрутталған хаттаманы ұстау (егер хакер желілік маршруттарға пұрсатты кіруге мүмкіндігі болса, онда ол осы маршрут өтетін барлық хаттамаларды ұстауға мүмкіндігі бар, егер тотальдық ұстау үлкен…