Что понимается под целостностью информации
Целостность информации
В криптографии и информационной безопасности целостность данных в общем — это данные в том виде, в каком они были созданы, например, изменение номер аккаунта в банковской транзакции, подделка документа, случайное изменение при передаче информации или при неисправной работе жесткого диска.
Проверка целостности данных может быть осуществлена использованием хеш-функции, к примеру MD5. Такая функция преобразует совокупность данных в последовательность чисел. Если данные изменятся, то и последовательность чисел, генерируемая хеш-функцией тоже изменится.
В теории баз данных целостность данных означает корректность данных и их непротиворечивость. Обычно она также включает целостность связей, которая исключает ошибки связей между первичным и вторичным ключом. К примеру, когда существуют дочерние записи-сироты, которые не имеют связи с родительскими записями.
Главная особенность SQL-технологий наличие у сервера СУБД специальных средств контроля целостности данных, не зависящих от клиентских программ и привязанных непосредственно к таблицам. Т.е. принципиально не важно, каким образом осуществляется доступ к базе данных: через SQL-консоль, через ODBC-драйвера из приложения Windows, через WWW-connector из Internet-браузера или через DBI-интерфейс Perl. В любом из этих случаев, за контролем целостности данных следит сервер, и при нарушении правил целостности данных сервер известит клиента об ошибке.
Обеспечение целостности данных гарантирует качество данных в таблице. Например, если уникальной записи присвоен идентификатор 123, база данных не должна позволять другим записям иметь такое же значение идентификатора. Если существует столбец, в котором значения должны находиться в диапазоне от 1 до 5, база данных не должна сохранять в нем значения, лежащие вне этого диапазона. Если в таблице есть столбец, в котором хранятся номера, то база данных должна воспринимать только те значения, которые допустимы в качестве номеров.
Целостность данных подразделяется на следующие категории.
Сущностная целостность определяет строку как уникальную сущность в конкретной таблице. Она обеспечивает целостность столбцов идентификаторов или первичного ключа таблицы с помощью индексов и ограничений UNIQUE или PRIMARY KEY.
Доменная целостность — это достоверность записей в конкретном столбце. Она включает ограничения типа данных, ограничения формата при помощи ограничений CHECK и правил, а также ограничения диапазона возможных значений при помощи ограничений FOREIGN KEY, CHECK, DEFAULT, определений NOT NULL и правил.
Ссылочная целостность сохраняет определенные связи между таблицами при добавлении или удалении строк. В SQL Server ссылочная целостность основана на связи первичных и внешних ключей (либо внешних и уникальных ключей) и обеспечивается с помощью ограничений FOREIGN KEY и CHECK. Ссылочная целостность гарантирует согласованность значений ключей во всех таблицах. Этот вид целостности требует отсутствия ссылок на несуществующие значения, а также обеспечивает согласованное изменение ссылок во всей базе данных при изменении значения ключа.
При обеспечении ссылочной целостности SQL Server не допускает следующих действий пользователей:
Целостность информации
Целостность информации (также целостность данных) — термин в информатике и теории телекоммуникаций, который означает, что данные полны, условие того, что данные не были изменены при выполнении любой операции над ними, будь то передача, хранение или представление.
В телекоммуникации целостность данных часто проверяют, используя MAC-код сообщения (Message authentication code).
В криптографии и информационной безопасности целостность данных в общем — это данные в том виде, в каком они были созданы. Примеры нарушения целостности данных:
В теории баз данных целостность данных означает корректность данных и их непротиворечивость. Обычно она также включает целостность связей, которая исключает ошибки связей между первичным и вторичным ключом. К примеру, когда существуют дочерние записи-сироты, которые не имеют связи с родительскими записями.
Пример проверки целостности данных в криптографии — это использование хеш-функции, к примеру MD5. Такая функция преобразует совокупность данных в последовательность чисел. Если данные изменятся, то и последовательность чисел, генерируемая хеш-функцией тоже изменится.
Целостность данных — свойство, при выполнении которого данные сохраняют заранее определённый вид и качество.
Содержание
Область использования
Понятие «целостность объекта» (англ. integrity ) используется в контексте терминологии информационной безопасности (объектом может быть информация, специализированные данные, ресурсы автоматизированной системы). В частности, свойство целостности информации (ресурсов автоматизированной системы) — является одним из трех основных критериев информационной безопасности объекта.
Обычно свойство целостности требуется наряду с конфиденциальностью (confidentiality) и доступностью (availability). Иногда к списку необходимых свойств информационной безопасности объекта добавляют неотказуемость (non-repudiation), подотчётность (accountability), аутентичность или подлинность (authenticity), достоверность (reliability).
Определения понятия
В Рекомендациях по стандартизации Р 50.1.053-2005 [1] дается следующее определение:
Целостность информации (ресурсов автоматизированной информационной системы) — состояние информации (ресурсов автоматизированной информационной системы), при котором ее (их) изменение осуществляется только преднамеренно субъектами, имеющими на него право.
В Рекомендациях по стандартизации Р 50.1.056-2005 [2] определения уточнены и разнесены по объектам приложения:
Целостность информации — состояние информации, при котором отсутствует любое ее изменение либо изменение осуществляется только преднамеренно субъектами, имеющими на него право.
Целостность ресурсов информационной системы — состояние ресурсов информационной системы, при котором их изменение осуществляется только преднамеренно субъектами, имеющими на него право, при этом сохраняются их состав, содержание и организация взаимодействия.
В некоторых специализированных стандартах используются собственные определения данного понятия:
Целостность (integrity) [3] — свойство сохранения правильности и полноты активов.
Целостность информации [4] — обеспечение достоверности и полноты информации и методов ее обработки.
Целостность документа [5] — cвойство документа, состоящее в том, что при любой демонстрации документа заданные значения параметров демонстрируемого представления документа соответствуют специфицированным требованиям.
Использование термина
Реализация содержания
Методы и способы реализации требований, изложенных в определении термина, подробно описываются в рамках единой схемы обеспечения информационной безопасности объекта (защиты информации).
Основными методами обеспечения целостности информации (данных) при хранении в автоматизированных системах являются:
Одним из действенных методов реализации требований целостности информации при ее передаче по линиям связи является криптографическая защита информации (шифрование, хеширование, электронная цифровая подпись).
Целостность данных в криптографии
Шифрование данных само по себе, не гарантирует, что целостность данных не будет нарушена, поэтому в криптографии используются дополнительные методы для гарантирования целостности данных. Под нарушениями целостности данных понимается следующее: инверсия битов, добавление новых битов (в частности совершенно новых данных) третьей стороной, удаление каких-либо битов данных, изменение порядка следования бит или групп бит.
В криптографии решение задачи целостности информации предполагает применение мер, позволяющих обнаруживать не столько случайные искажения информации, так как для этой цели вполне подходят методы теории кодирования с обнаружением и исправлением ошибок, сколько целенаправленное изменение информации активным криптоаналитиком.
Процесс контроля целостности обеспечивается введением в передаваемую информацию избыточности. Это достигается добавлением к сообщению некоторой проверочной комбинации. Такая комбинация вычисляется согласно определенным алгоритмам и играет роль индикатора, с помощью которого проверяется целостность сообщения. Именно этот момент дает возможность проверить, были ли изменены данные третьей стороной. Вероятность того, что данные были изменены, служит мерой имитостойкости шифра.
Дополнительную избыточную информацию, вносимую в сообщение, называют имитовставкой. Вырабатываться имитовставка может как до начала, так и одновременно с шифрованием сообщения.
Имитовставки
Имитовставка, является функцией сообщения x, 
=f(x). Она может служить для целей аутентификации сообщения и проверки его целостности. Поэтому имитовставки можно разделить на два класса:
Хэш-функции для вычисления кода проверки целостности сообщений принадлежат к подклассу бесключевых хэш-функций. В реально существующих криптосистемах эти хэш-функции являются криптографическими, то есть кроме минимальных свойств хэш-функций(сжатие данных, простота вычисления дайджеста от сообщения) удовлетворяют следующим свойствам:
В зависимости от того, каким из этих свойств удовлетворяют MDC хэш-функции, можно выделить два их подкласса:
Существует три основных типа MDC алгоритмов хэш-функций, по способу их построения:
К MAC хэш-функциям для вычислений кодов аутентификации сообщений, подсемейству ключевых хэш-функций, относят семейство функций удовлетворяющих следующим свойствам:
Если не выполняется последнее свойство, то MAC может быть подделан. Также последнее свойство подразумевает, что ключ невозможно вычислить, то есть, имея одну или более пар (x[i], h(x[i])) с ключом k, вычислительно невозможно получить этот ключ.
Алгоритмы получения кода аутентификации сообщения могут быть разделены на следующие группы по их типу:
Получение MAC на основе MDC
Существуют методы получения из MDC кодов аутентификации сообщений включением секретного ключа во входные данные алгоритма MDC. Недостатком такого подхода является то, что фактически на практике большинство алгоритмов MDC разработано так, что они являются либо OWHF, либо CRHF, требования к которым отличаются от требований к MAC алгоритмам.
Схемы использования
Фактически, в общем виде, процесс передачи данных и их проверки на целостность выглядит следующим образом: пользователь A добавляет к своему сообщению дайджест. Эта пара будет передана второй стороне B. Там выделяется сообщение, вычисляется для него дайджест и дайджесты сравниваются. В случае совпадения значений сообщение будет считаться достоверным. Несовпадение будет говорить о том, что данные были изменены.
Обеспечение целостности данных с использованием шифрования и MDC
От исходного сообщения вычисляется MDC, =h(x). Этот дайджест добавляется к сообщению С=(x||h(x)). Затем расширенное таким образом сообщение шифруется каким-то криптоалгоритмом E с общим ключом k. После шифрования полученное сообщение Cencripted передается второй стороне, которая используя ключ, выделяет из шифрованного сообщения данные x’ вычисляет для него значение дайджеста ’. Если он совпадает с полученным , то считается, что целостность сообщения была сохранена. Целью этого шифрования является защита добавленного MDC, чтобы третья сторона не могла изменить сообщение без нарушения соответствия между расшифрованным текстом и восстановленным кодом проверки целостности данных. Если при передаче данных конфиденциальность не является существенной, кроме как для обеспечения целостности данных, то возможны схемы, в которых будут зашифрованы только либо сообщение x, либо MDC.
Обеспечение целостности данных с использованием шифрации и MAC
По сравнению с предыдущим случаем в канал посылается сообщение следующего вида: Ek(x||hk1(x)). Такая схема обеспечения целостности имеет преимущество над предыдущей схемой с MDC: если шифр будет взломан, MAC все равно будет обеспечивать целостность данных. Недостатком является то, что используется два различных ключа, для криптоалгоритма и для MAC. При использовании подобной схемы, следует быть уверенным, что какие-либо зависимости между алгоритмом MAC и алгоритмом шифрации не приведут к уязвимости системы. Рекомендуется, чтобы эти два алгоритма были независимыми (например, такой недостаток системы может проявляться, когда в качестве алгоритма MAC используется CBC-MAC, и в качестве схемы шифрования CBC).
Вообще говоря, шифрация всего сообщения при использовании кодов аутентификации сообщений не обязательно с точки зрения обеспечения целостности данных, поэтому в простейших случаях в схеме может не происходить шифрация сообщения (x||hk(x)).
Неумышленные нарушения целостности
С точки зрения криптографии основной интерес представляют задачи обеспечения целостности данных, в которых осуществляются их умышленные изменения. Однако методы обеспечения проверки случайных изменений тоже применяются. К таким методам относят использование кодов обнаружения и исправления ошибок. К таковым, например, относятся: коды Хемминга, коды CRC, коды БЧХ и прочие.
Аутентификация и целостность
Проблема целостности данных плотно связанно и с проблемой аутентификации данных, то есть установлением источника данных. Эти проблемы не могут быть отделены одна от другой. Данные, которые были изменены, имеют фактически новый источник. Также если не известен источник данных, то вопрос об их изменении не может быть разрешен (без ссылки на источник). Таким образом, механизмы проверки целостности данных обеспечивают аутентификацию данных, и наоборот.
Использование ГОСТ 28147-89
ГОСТ 28147-89 может использоваться в качестве одного из методов по вычислению кодов аутентификации сообщений. Для ГОСТ 28147-89 режим выработки имитовставки выглядит следующим образом:
Целостность информации
В телекоммуникации целостность данных часто проверяют, используя хеш-сумму сообщения, вычисленную алгоритмом MAC (англ. message authentication code).
В криптографии и информационной безопасности целостность данных (в широком смысле) — это сохранение данных в том виде, в каком они были созданы. Примеры нарушений целостности данных:
* попытка злоумышленника изменить номер аккаунта в банковской транзакции, или попытка подделки документа;
* случайное изменение информации при передаче или при неисправной работе жёсткого диска;
искажение фактов средствами массовой информации с целью манипуляции общественным мнением.В теории баз данных целостность данных означает корректность данных и их непротиворечивость. Обычно она также включает целостность связей, которая исключает ошибки связей между первичным и вторичным ключом. Примеры нарушений целостности данных:
* существование записей-сирот (дочерних записей, не имеющих связи с родительскими записями);
существование одинаковых первичных ключей.Для проверки целостности данных в криптографии используются хеш-функции, например, MD5. Хеш-функция преобразует последовательность байт произвольного размера в последовательность байт фиксированного размера (число). Если данные изменятся, то и число, генерируемое хеш-функцией, тоже изменится.
Целостность данных — свойство, при выполнении которого данные сохраняют заранее определённый вид и качество.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
В компьютерной безопасности термин «уязвимость» (англ. vulnerability) используется для обозначения недостатка в системе, используя который, можно намеренно нарушить её целостность и вызвать неправильную работу. Уязвимость может быть результатом ошибок программирования, недостатков, допущенных при проектировании системы, ненадежных паролей, вирусов и других вредоносных программ, скриптовых и SQL-инъекций. Некоторые уязвимости известны только теоретически, другие же активно используются и имеют известные.
Информационная безопасность для самых маленьких. Часть 1
Вступление.
Многие слышали про взломы различных платежных систем, про новые стандарты в области информационной безопасности, про то, что государство разрабатывает новые нормативы в области персональных данных. Некоторые даже слышали три таинственных слова «конфиденциальность, целостность и доступность», но не многие понимают, что все это означает и зачем все это нужно. Сюда относятся и многие ИТ — специалисты не говоря уже про людей далеких от ИТ.
Хотя в мире, где все основано на информационных технологиях, должны понимать что такое «информационная безопасность». Информационная безопасность – это не только антивирус и файрвол, информационная безопасность это целый комплекс мер.
На Хабре начинается серия публикаций по информационной безопасности, в этих публикациях будут рассмотрены многие важные аспекты ИБ, такие как:
• конфиденциальность, целостность и доступность;
• уязвимости в программных продуктах (также обсудим черный рынок 0-day уязвимостей и эксплоитов);
• технические меры защиты;
• организационные меры (политики, процедуры, инструкции);
• модели доступа;
• стандарты и законы в области ИБ.
А также обсудим другие очень интересные вещи. Как и любой другой предмет начнем с самых основ, то есть теории.
Недавно в Твитере развернулись нешуточные страсти по «бумажной» и «практической» безопасности. Здесь будут рассмотрены как «бумажная» так и «практическая» безопасность, хотя, по моему мнению, эти две составляющие нельзя делить. Если речь идет о серьезном подходе «практика» не может существовать без «бумаги», так как для начальства, аудиторов в первую очередь важны бумажные отчеты Вашей работы. Не говоря уже про такие стандарты ISO и PCI DSS, которые требуют утвержденные руководством «бумажной безопасности».
Конфиденциальность, целостность и доступность. 
Именно эти три слова служат прочным фундаментом информационной безопасности. Хотя многие считают что эта «триада» уже устарела, но об этом позже. Чтобы лучше понять значение этих слов необходимо представить следующую картину: три человека обхватили друг друга руками, и каждый сильно откинулся назад, если один из них отпустит руку другого то все упадут. Информационная безопасность достигается соотношением именно этих трех свойств, если у информации нету, хотя бы одной из этих свойств о безопасности говорить не приходиться.
Каждая из этих свойств «триады» обеспечивается рядом мер, причем для обеспечения одного свойства необходимо использовать не одно, а несколько мер. Любая информация обладает, так или иначе, всеми тремя свойствами, давайте разберем каждое значение их этой триады.
Конфиденциальность – свойство информации, гарантирующее, что доступ к информации имеет доступ только определенные лица.
Например. В фирме «Рога и копыта» есть информация, а именно отчет о продажах. Доступ имеют только сотрудники отдела продаж и бухгалтерии. Причем сотрудники отдела продаж имеют ко всей информации (более подробно будет описано ниже), а бухгалтерия только к окончательным расчетам (чтобы рассчитать налоги с продаж.).
Таким образом, конфиденциальность означает не только доступ к информации, но и разграничение доступа к информации, то Петров имеет доступ к одной части информации, Сидоров ко второй, а Иванов ко всей информации.
Целостность – свойство информации, гарантирующее, что только определенные лица могут менять информацию.
Например. Продолжим пример с фирмой «Рога и Копыта» и с их отчетом по продажам. Как было ранее сказано Отдел продаж имеет доступ ко всей информации, а бухгалтерия только к определенной части. Но для безопасности это еще мало. Необходимо еще и разграничить доступ среди Отдела продаж. В отделе есть два специалиста Сидоров и Петров, у каждого свой отчет. Необходимо чтобы каждый мог иметь право записи только в свой отчет. Вдруг Петров занизит продажи Сидорова.
Еще хороший пример.
Фирма «Рога и Копыта» создала и отправила платеж по ДБО в свой банка, однако хакер Вася перехватил платеж и в поле получателя вставил номер своего счета. Это прямое нарушение целостности. Чтобы такого не произошло необходимо предпринимать ряд мер, к примеру, ЭЦП.
Доступность – свойство информации, гарантирующее, что лица имеющие доступ к информации в нужный момент смогут получить доступ.
Например. Генеральный директор фирмы «Рога и Копыта» в понедельник утром пришел на работу, включил компьютер и с удивлением обнаружил, что не может открыть базу отдела продаж по продажам. Так что же произошло? Элементарно, Ватсон! В воскресенье ночью в потолке прорвало трубу, вода попала в компьютер, где хранилась база, и жесткий диск благополучно сгорел. Так как директор никогда не слышал про информационную безопасность, а локальная сеть была создана студентом, не было ни резервной копии, ни избыточности в виде RAID. Это самый простой пример, можно привести кучу примеров, сайт компании не был доступен и клиент не смог открыть сайт одной компании, но открыл сайт другой и естественно купил продукт второй компании.
Это было первым выпуском серии «Информационная безопасность для маленьких».
Продолжение следует.
Основы информационной безопасности. Часть 1: Виды угроз
Безопасность виртуального сервера может быть рассмотрена только непосредственно как «информационная безопасность». Многие слышали это словосочетание, но не все понимают, что же это такое?
«Информационная безопасность» — это процесс обеспечения доступности, целостности и конфиденциальности информации.
Под «доступностью» понимается соответственно обеспечение доступа к информации. «Целостность» — это обеспечение достоверности и полноты информации. «Конфиденциальность» подразумевает под собой обеспечение доступа к информации только авторизованным пользователям.
Исходя из Ваших целей и выполняемых задач на виртуальном сервере, необходимы будут и различные меры и степени защиты, применимые по каждому из этих трех пунктов.
Для примера, если Вы используете виртуальный сервер, только как средство для серфинга в интернете, то из необходимых средств для обеспечения безопасности, в первую очередь будет использование средств антивирусной защиты, а так же соблюдение элементарных правил безопасности при работе в сети интернет.
В другом случае если у Вас размещен на сервере продающий сайт или игровой сервер, то и необходимые меры защиты будут совершенно различными.
Знание возможных угроз, а также уязвимых мест защиты, которые эти угрозы обычно эксплуатируют, необходимо для того, чтобы выбирать наиболее оптимальные средства обеспечения безопасности, для этого рассмотрим основные моменты.
Под «Угрозой» понимается потенциальная возможность тем или иным способом нарушить информационную безопасность. Попытка реализации угрозы называется «атакой», а тот, кто реализует данную попытку, называется «злоумышленником». Чаще всего угроза является следствием наличия уязвимых мест в защите информационных систем.
Рассмотрим наиболее распространенные угрозы, которым подвержены современные информационные системы.
Угрозы информационной безопасности, которые наносят наибольший ущерб
Рассмотрим ниже классификацию видов угроз по различным критериям:
Применимо к виртуальным серверам, угрозы, которые Вам как администратору сервера, необходимо принимать во внимание это — угроза доступности, конфиденциальности и целостность данных. За возможность осуществления угроз направленных на конфиденциальность и целостность данных, не связанные с аппаратной или инфраструктурной составляющей, Вы несете прямую и самостоятельную ответственность. В том числе как и применение необходимых мер защиты, это Ваша непосредственная задача.
На угрозы направленные на уязвимости используемых Вами программ, зачастую Вы как пользователь не сможете повлиять, кроме как не использовать данные программы. Допускается использование данных программ только в случае если реализация угроз используя уязвимости этих программ, либо не целесообразна с точки зрения злоумышленника, либо не имеет для Вас как для пользователя существенных потерь.
Обеспечением необходимых мер безопасности от угроз направленных на аппаратуру, инфраструктуру или угрозы техногенного и природного характера, занимается напрямую та хостинг компания, которую Вы выбрали и в которой арендуете свои сервера. В данном случае необходимо наиболее тщательно подходить к выбору, правильно выбранная хостинг компания на должном уровне обеспечит Вам надежность аппаратной и инфраструктурной составляющей.
Вам как администратору виртуального сервера, данные виды угроз нужно принимать во внимание только в случаях при которых даже кратковременная потеря доступа или частичная или полная остановка в работоспособности сервера по вине хостинг компании могут привести к не соизмеримым проблемам или убыткам. Это случается достаточно редко, но по объективным причинам ни одна хостинг компания не может обеспечить Uptime 100%.
Угрозы непосредственно информационной безопасности
К основным угрозам доступности можно отнести
Основные угрозы целостности
Можно разделить на угрозы статической целостности и угрозы динамической целостности.
Так же стоит разделять на угрозы целостности служебной информации и содержательных данных. Под служебной информацией понимаются пароли для доступа, маршруты передачи данных в локальной сети и подобная информация. Чаще всего и практически во всех случаях злоумышленником осозхнанно или нет, оказывается сотрудник организации, который знаком с режимом работы и мерами защиты.
С целью нарушения статической целостности злоумышленник может:
Основные угрозы конфиденциальности
Конфиденциальную информацию можно разделить на предметную и служебную. Служебная информация (например, пароли пользователей) не относится к определенной предметной области, в информационной системе она играет техническую роль, но ее раскрытие особенно опасно, поскольку оно чревато получением несанкционированного доступа ко всей информации, в том числе предметной.
Даже если информация хранится в компьютере или предназначена для компьютерного использования, угрозы ее конфиденциальности могут носить некомпьютерный и вообще нетехнический характер.
К неприятным угрозам, от которых трудно защищаться, можно отнести злоупотребление полномочиями. На многих типах систем привилегированный пользователь (например системный администратор) способен прочитать любой (незашифрованный) файл, получить доступ к почте любого пользователя и т.д. Другой пример — нанесение ущерба при сервисном обслуживании. Обычно сервисный инженер получает неограниченный доступ к оборудованию и имеет возможность действовать в обход программных защитных механизмов.
Для наглядности данные виды угроз так же схематично представлены ниже на рис 1. 
Рис. 1. Классификация видов угроз информационной безопасности
Для применения наиболее оптимальных мер по защите, необходимо провести оценку не только угроз информационной безопасности но и возможного ущерба, для этого используют характеристику приемлемости, таким образом, возможный ущерб определяется как приемлемый или неприемлемым. Для этого полезно утвердить собственные критерии допустимости ущерба в денежной или иной форме.
Каждый кто приступает к организации информационной безопасности, должен ответить на три основных вопроса:
Основные методы и средства защиты, а так же минимальные и необходимые меры безопасности применяемые на виртуальных серверах в зависимости от основных целей их использования и видов угроз, нами будут рассмотрены в следующих статьях под заголовком «Основы информационной безопасности».