Bezpieczeństwo systemów komputerowych

Forma zajęć

Wykład (30 godzin) + laboratorium (30 godzin)

Opis

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi problemami bezpieczeństwa systemów informatycznych. Omawiane będą m.in. zagrożenia systemów informatycznych w kontekście poufności, integralności i dostępności informacji, modele bezpieczeństwa i klasy bezpieczeństwa systemów informatycznych (TCSEC, ITSEC, EAL), problematyka tworzenia polityki bezpieczeństwa systemu informatycznego, elementy kryptografii, zagadnienia dotyczące podpisu elektronicznego i infrastruktury klucza publicznego, podstawowe modele uwierzytelniania, strategie kontroli dostępu, bezpieczeństwo protokołów komunikacyjnych i usług aplikacyjnych. Przedstawiona zostanie problematyka bezpiecznego programowania, narzędzia analizy zabezpieczeń i monitoringu, lokalne i sieciowe systemy wykrywania ataków i ochrony przed nimi, środowiska o podwyższonym bezpieczeństwie i usługi narzędziowe (np. Kerberos, bezpieczne usługi katalogowe).

Sylabus

Autor

• Michał Szychowiak — Politechnika Poznańska

Wymagania wstępne

Podstawowe wiadomości z zakresu przedmiotów:

• Systemy operacyjne
• Technologie sieciowe

Zawartość

Wykłady

• Podstawowe problemy bezpieczeństwa:
  • przestępstwa komputerowe
  • polityka bezpieczeństwa
  • normy i zalecenia
  • klasy bezpieczeństwa systemów komputerowych
  • podstawowe środki ostrożności i mechanizmy ochrony
  • mechanizmy uwierzytelniania (m.in. uwierzytelnianie jednostronne, dwustronne, z zaufaną stroną trzecią, single sign-on, one-time passwords)
  • uwierzytelnianie biometryczne
  • strategie autoryzacji i kontroli dostępu (m.in. uznaniowa i ścisła kontrola dostępu, listy ACL)
  • ograniczanie podsłuchu
  • mechanizmy podnoszenia stopnia dostępności informacji (redundancja komponentów, archiwizacja i kopie zapasowe)
• Elementy kryptografii:
  • szyfry symetryczne
  • szyfry asymetryczne
  • zarządzanie kluczami (PKI)
  • funkcje skrótu i podpis cyfrowy
  • uwierzytelnianie kryptograficzne
  • narzędzia
  • prawne aspekty wykorzystania kryptografii
• Bezpieczeństwo systemów operacyjnych:
  • typowe naruszenia bezpieczeństwa
  • problemy uwierzytelniania i kontroli dostępu współczesnych systemów operacyjnych
  • wirusy, konie trojańskie i in.
  • zamaskowane kanały komunikacyjne
  • ograniczone środowiska wykonania
  • delegacja uprawnień administracyjnych
• Bezpieczeństwo infrastruktury sieciowej:
  • bezpieczeństwo podstawowych protokołów i urządzeń sieciowych w poszczególnych warstwach modelu OSI
  • narzędzia podnoszące poziom bezpieczeństwa sieci
  • tunele VPN i protokół IPsec
  • zapory sieciowe (firewall)
  • bezpieczeństwo infrastruktury sieci bezprzewodowych i urządzeń mobilnych (WiFi, Bluetooth)
  • bezpieczeństwo usług VoIP
• Bezpieczeństwo aplikacji użytkowych i usług:
  • bezpieczne środowisko aplikacyjne
  • problemy ochrony popularnych usług aplikacyjnych (WWW, poczta elektroniczna, komunikatory internetowe)
  • ochrona na poziomie warstwy sesji (protokół SSL/TLS)
  • zagrożenia technologii aplikacji internetowych
  • bezpieczne protokoły aplikacyjne (X.400, PEM, PGP)
• Bezpieczne programowanie:
  • krytyczne błędy programistyczne (np. przepełnienie bufora)
  • ochrona przed błędami
  • bezpieczna kompilacja
  • bezpieczne biblioteki
  • sztuka tworzenia bezpiecznego kodu
• Środowiska o podwyższonym bezpieczeństwie:
  • interfejs usług bezpieczeństwa
  • kerberos
  • GSSAPI
  • SASL
  • PAM
  • bazy danych o podwyższonym bezpieczeństwie
• Zarządzanie bezpieczeństwem:
  • monitorowanie zabezpieczeń, przynęty i pułapki, kamuflaż, detekcja intruzów (IDS/IPS)
  • narzędzia analizy zabezpieczeń (dzienniki zdarzeń, gromadzenie statystyk, rejestry lokalne i centralne)
  • procedury reagowania, dokumentowanie incydentów
  • aktualizacja systemów operacyjnych i aplikacji

Laboratoria

Laboratoria obejmują zakresem następujące ćwiczenia:

• Modularne systemy uwierzytelniania i kontroli dostępu do systemu operacyjnego
• Konstrukcja urzędów certyfikacji standardu OpenSSL, zarządzanie certyfikatami
• Ograniczone środowiska wykonania aplikacji, ograniczone powłoki systemu operacyjnego środowisk serwerowych, delegacja uprawnień administracyjnych
• Umacnianie ochrony systemu operacyjnego (hardening) środowisk MS Windows
• Utwardzanie ochrony systemu operacyjnego środowisk Linuksowych
• Zabezpieczanie usług aplikacyjnych i usług narzędziowych, przykłady ataków i sposoby obrony
• Realizacja sieci VPN w środowisku homogenicznym oraz wieloplatformowym
• Systemy programowych i sprzętowych zapór sieciowych (firewall), osobiste zapory (personal firewall)
• Systemy wykrywania włamań IDS (snort), reakcje na włamania, dokumentowanie incydentów

Literatura

• W. Stallings, Network Security Essentials. Prentice Hall, 2003
• J. Stokłosa, T. Bliski, T. Pankowski, Bezpieczeństwo danych w systemach informatycznych. PWN, 2001
• N. Ferguson, B. Schneier, Kryptografia w praktyce., Helion, 2004
• S. Garfinkel, G. Spafford, Bezpieczeństwo w Unixie i Internecie. Wyd. RM, 1997
• W. R. Cheswick. Firewalle i bezpieczeństwo w sieci. Helion, 2003

Wykłady

1. Wprowadzenie do problematyki bezpieczeństwa systemów komputerowych - bsi_01_wykl.pdf
2. Podstawowe definicje i problemy - bsi_02_wykl.pdf
3. Ogólne własności bezpieczeństwa informacji - bsi_03_wykl.pdf
4. Podstawowe elementy kryptografii - bsi_04_wykl.pdf
5. Wykorzystanie kryptografii - bsi_05_wykl.pdf
6. Podstawowe problemy bezpieczeństwa sieci komputerowych - bsi_06_wykl.pdf
7. Podstawowe problemy bezpieczeństwa systemów operacyjnych - bsi_07_wykl.pdf
8. Tunele wirtualne VPN - bsi_08_wykl.pdf
9. Zapory sieciowe (firewall) i translacja adresów - bsi_09_wykl.pdf
10. Bezpieczeństwo aplikacji i usług sieciowych - bsi_10_wykl.pdf

Laboratorium

1. Mechanizmy lokalnej kontroli dostępu - bsi_01_lab.pdf
2. Domeny zaufania, mechanizmy kontroli zdalnego dostępu - bsi_02_lab.pdf
3. Umacnianie ochrony systemu opearacyjnego serwerowych środowisk MS Windows - bsi_03_lab.pdf
4. Utwardzanie ochrony systemu operacyjnego serwerowych środowisk Linuksowych: RSBAC - bsi_04_lab.pdf
5. Modularne systemy uwierzytelniania i kontroli dostępu do systemu operacyjnego - bsi_05_lab.pdf
6. Ograniczone środowiska wykonywania aplikacji, ograniczone powłoki systemu operacyjnego środowisk serwerowych, delegacja uprawnień administracyjnych - bsi_06_lab.pdf
7. Systemy kryptograficznej ochrony komunikacji warstwy aplikacyjnej - bsi_07_lab.pdf
8. Zabezpieczanie komunikacji pocztowej, integracja mechanizmów kryptograficznych z usługami pocztowymi - bsi_08_lab.pdf
9. Zabezpieczanie serwerów usług aplikacyjnych na przykładzie WWW (uwięzienie w piaskownicy) - bsi_09_lab.pdf
10. Konstrukcja urzędów certyfikacji standardu OpenSSL, zarządzanie certyfikatami - bsi_10_lab.pdf
11. Tworzenie sieci VPN w środowisku Linux i Windows - bsi_11_lab.pdf
12. Systemy programowych zapór sieciowych - bsi_12_lab.pdf
13. Systemy wykrywania włamań IDS (snort) - bsi_13_lab.pdf