Tietoturvallisuuden perusteet - Tietojenkäsittelytieteiden laitos ...
Tietoturvallisuuden perusteet - Tietojenkäsittelytieteiden laitos ...
Tietoturvallisuuden perusteet - Tietojenkäsittelytieteiden laitos ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Tietoturvallisuuden</strong> <strong>perusteet</strong><br />
Introduction to Information Security<br />
Luentomoniste 2003<br />
Tampereen yliopisto<br />
Tietojenkäsittelytieteiden <strong>laitos</strong><br />
© Juhani Paavilainen & Marko Helenius<br />
© Juhani Paavilainen<br />
1. Johdatus tietoturvaan<br />
© Juhani Paavilainen<br />
<strong>Tietoturvallisuuden</strong> tarkoitus<br />
• ”Hyvään tiedonhallintatapaan kuluu erottamattomasti<br />
tietoturvallisuus”<br />
• Tietoturvallisuudella tarkoitetaan<br />
• Asiaintila, jossa tietojen, tietojärjestelmien ja<br />
tietoliikenteen luottamuksellisuuteen, eheyteen ja<br />
käytettävyyteen kohdistuvat uhat eivät aiheuta merkittävää<br />
riskiä.<br />
• Keinojen ja toimenpiteiden kokonaisuus, joiden avulla<br />
pyritään varmistamaan tietoturvallisuus niin normaali- kuin<br />
poikkeusoloissa.<br />
Tietoturvasanasto VM<br />
© Juhani Paavilainen
Käsitteitä<br />
• Luottamuksellisuus<br />
• Eheys<br />
• Käytettävyys<br />
• Kiistämättömyys<br />
• Todentaminen<br />
• Yksityisyys<br />
Kts :http://www.vn.fi/vm/kehittaminen/tietoturvallisuus/vahti/sanasto<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Luottamuksellisuus<br />
• Tietojen säilyminen luottamuksellisina ja tietoihin,<br />
tietojenkäsittelyyn ja tietoliikenteeseen kohdistuvien<br />
oikeuksien säilyminen vaarantumiselta ja<br />
loukkaukselta.<br />
• Se, missä määrin luottamuksellisuutta pidetään<br />
tärkeänä.<br />
Onko mikään toiminta mahdollista ilman jonkin asteista<br />
luottamuksellisuutta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Eheys<br />
• Tietojen tai tietojärjestelmän<br />
– aitous<br />
– väärentämättömyys,<br />
– sisäinen ristiriidattomuus<br />
– kattavuus<br />
– ajantasaisuus<br />
– oikeellisuus<br />
– käyttökelpoisuus.<br />
• Tietoa tai viestiä ei ole valtuudettomasti muutettu, ja että<br />
mahdolliset muutokset voidaan todentaa kirjausketjusta.<br />
• Miten eheyden menetys vaikuttaa<br />
© Juhani Paavilainen
Käytettävyys<br />
• Ominaisuus, että tieto, tietojärjestelmä tai palvelu on<br />
siihen oikeutetuille saatavilla ja hyödynnettävissä<br />
haluttuna aikana ja vaaditulla tavalla.<br />
• Helppokäyttöisyys<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Käytettävyys/Helppokäyttöisyys<br />
Jakob Nielsen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Kiistämättömyys<br />
• Tietoverkossa eri menetelmin saatava varmuus siitä, että<br />
– tietty henkilö on lähettänyt tietyn viestin (alkuperän<br />
kiistämättömyys),<br />
– vastaanottanut tietyn viestin (luovutuksen<br />
kiistämättömyys)<br />
– tai että tietty viesti tai tapahtuma on jätetty<br />
käsiteltäväksi<br />
© Juhani Paavilainen
Todentaminen<br />
• Järjestelmän käyttäjän (henkilön, organisaation tai<br />
laitteen) tai viestinnässä toisen osapuolen tunnistuksen<br />
varmistaminen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Yksityisyys ja tietosuoja<br />
• Oikeus tai käytännön mahdollisuus määrätä itseään<br />
koskevan tiedon käytöstä.<br />
• Tietosuoja:<br />
– Tietojen valtuudettoman saannin estäminen ja<br />
tietojen luottamuksellisuuden säilyttäminen.<br />
– Henkilötietojen suojaaminen valtuudettomalta tai<br />
henkilöä vahingoittavalta käytöltä.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvan osa-alueita<br />
© Juhani Paavilainen
Miksi tietoturvan taso ei ole riittävä<br />
5,0<br />
4,0<br />
Ei ole tehty riskikartoitusta<br />
Operatiivinen johto ei koe tietoturvaa<br />
ongelmana<br />
Operatiivisen johon ja IT-johdon<br />
näkemykset eroavat liiaksi toisistaan<br />
Oman osaamisen puute<br />
Sopivien teknisten ratkaisuiden puute<br />
3,0<br />
2,0<br />
2,6 2,6<br />
2,1<br />
2,7<br />
1,9<br />
2,3<br />
2,7<br />
2,3<br />
2,7<br />
2,4<br />
2,2<br />
Sopivien toimintatapojen puute<br />
Ohjeistuksen puute<br />
Ohjeistusta ei noudateta<br />
Henkilökunnan puute<br />
Riittämätön IT-budjetti<br />
1,0<br />
1<br />
Muu syy<br />
Lähde: Tietoturva 2000 tutkimus, Juhani Paavilainen, Tampereen yliopisto ja Tietoturva ry<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Hallinnollinen tietoturva<br />
• <strong>Tietoturvallisuuden</strong> osa-alue, joka käsittää<br />
– toimintalinjaukset, periaatteet,<br />
– organisaatiojärjestelyt,<br />
– henkilöstön tehtävien ja vastuiden määrittelyn<br />
– tietoturvallisuuteen tähtäävän ohjeistuksen,<br />
koulutuksen ja valvonnan<br />
• Tietoturvallisuus on osa yrityksen riskienhallintaa<br />
• Hallinnollisen turvallisuuden tehtävänä on luoda<br />
toimintaan soveltuva tietoturvapolitiikka ja sen<br />
mukainen ohjeistus<br />
© Juhani Paavilainen<br />
JTO:n mukaisesti<br />
• Rikosturvallisuus<br />
• Tuotannon ja toiminnan<br />
turvallisuus<br />
• Työturvallisuus<br />
• Ympäristöturvallisuus<br />
• Pelastustoiminta<br />
• Valmiussuunnittelu<br />
• Tietoturvallisuus<br />
• Henkilöturvallisuus<br />
• Toimitilaturvallisuus<br />
• Ulkomaantoimintojen turvallisuus<br />
http://www.jto.fi/i<br />
OVATKO KATTAVIA<br />
Yritysturvallisuus <br />
© Juhani Paavilainen<br />
Vakuutusyhtiö Pohjolan<br />
mukaisesti<br />
– Kiinteistöturvallisuus<br />
– Paloturvallisuus<br />
– Tietoturvallisuus<br />
– Tuoteturvallisuus<br />
– Työturvallisuus<br />
– Ympäristöturvallisuus<br />
• http://www.pohjola.fi/Turvatori/Yritysturvallisuus/default.htm<br />
Mikä on luokittelun näkökanta
Mitä tietoturvaohjeita on käytössä<br />
90 %<br />
80 %<br />
70 %<br />
60 %<br />
50 %<br />
40 %<br />
30 %<br />
20 %<br />
10 %<br />
0 %<br />
85 %<br />
77 %<br />
61 %<br />
28 %<br />
77 % 82 % 57 %<br />
42 %<br />
15 %<br />
8 % 7 %<br />
Käyttäjätunnukset<br />
Sähköpostin käyttö<br />
WWW-selaimen käyttöperiaatteet<br />
Yksityisyyden suoja<br />
Virustartunnan jälkeiset toimen...<br />
Varmuuskopiointi<br />
Normaalit ylläpitotoimenpiteet<br />
Toipumissuunnitelmat<br />
Tietoturvaluokittelun ohjeet<br />
Tietoturvakoulutuksen ohjeet<br />
Muut ohjeet<br />
Lähde: Tietoturva 2000 tutkimus, Juhani Paavilainen , Tampereen yliopisto ja Tietoturva ry<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietointensiivisyys<br />
Pieni<br />
Pieni<br />
Tuotteen<br />
tietointensiivisyys<br />
Arvoketjun tietointensiivisyys<br />
Toimiala A<br />
Toimiala C<br />
Suuri<br />
Toimiala B<br />
Toimiala D<br />
Suuri<br />
Porter- Millar 1985<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoaineistoturvallisuus<br />
• Tietovälineiden tunnistamista ja turvallisuusluokitusta<br />
sekä tietovälineiden hallintaa, säilytystä ja käsittelyä<br />
asianmukaisesti<br />
• Julkisuusluokat<br />
– Julkinen tieto<br />
– Salassa pidettävä tieto<br />
• Tietoturvaluokiteltu tieto<br />
– Luottamuksellinen tieto (III)<br />
– Salainen tieto (II)<br />
– Erittäin salainen tieto (I)<br />
• Muu salassapidettävä tieto (IV)<br />
© Juhani Paavilainen
Valtion asiakirjojen ja tietojen luokittelu<br />
Salassa pidettävien tietojen ja asiakirjojen turvaluokittelu- ja merkintäohje (VM 5/01/2000, 19.1.2000)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoaineistoon ja sen luokitteluun liittyviä<br />
ongelmia<br />
• Jos luokitellaan tiedot (Obj) pitääkö myös luokitella tietojen<br />
käyttäjät (Subj)<br />
• Kuka luokittelee<br />
• Onko tieto sama kuin tietoaineisto<br />
• Miten luokitellaan metatieto<br />
• Onko tiedon/tietoaineiston turvaluokka sama koko tiedon<br />
elinkaaren ajan<br />
• Miten hoidetaan tiedon hävittäminen<br />
– Entä miten hävitetään metatieto<br />
• Tarkoittaako luokittelu samalla sekä luottamuksellisuuden,<br />
eheyden ja käytettävyyden luokkaa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Fyysinen turvallisuus<br />
• Toimitilojen fyysistä suojaamista<br />
• Tarkoituksena on saada ajallinen estevaikutus<br />
mahdollisimman suureksi<br />
– palo, vesi, pöly, lämpö, sähkö, yms. suojaukset<br />
– kulunvalvonta<br />
– varkaus, ilkivalta<br />
– hajasäteily/EMP/HPM<br />
Aluesuojaus<br />
Kuorisuojaus<br />
Tilasuojaus<br />
Kohdesuojaus<br />
© Juhani Paavilainen
Valtionhallinnon laitetilojen turvaluokittelu<br />
Toimitilaluokka 1 2 3 4<br />
Uhkatekijä Perustaso Tehostettu p Erityissuojau Täyssuojaus<br />
Varkaus X X X X<br />
Kulunvalvonta X X X X<br />
Tunkeutuminen X X X X<br />
Tulipalo X X X X<br />
Ilkivalta X X X X<br />
Lämpö X X X X<br />
Savu X X X X<br />
Vesivahinko X X X X<br />
Pöly ja puhtaus X X X X<br />
Laitevaurio, huolto X X X X<br />
Koulutus X X X X<br />
Henkilöstö X X X X<br />
Ovet ja lukitus X X X X<br />
Palo-osastointi X X X X<br />
UPS X X X X<br />
Olosuhdehälytys X X X<br />
Varavoima X X<br />
Kameravalvonta X X<br />
Tärinä ja värähtely X X<br />
Kemikaalit X X<br />
Toimitilaluokkiin 3 ja 4 kuuluvien virastojen erityiskysymykset<br />
Rakenneratkaisu X X<br />
Räjähteet X X<br />
Polttotaisteluaineet X X<br />
Valmiussuunnitelma X X<br />
Sammutuslaitteet X X<br />
Vierailut ja tiedotus X X<br />
Turvasopimukset X X<br />
Varatilat (-keskus) X X<br />
EMP ja säteily<br />
X<br />
HPM<br />
X<br />
(14.4.2002) sivut 1-17<br />
• kts VM 23/02/2002<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Henkilöstöturvallisuus<br />
• Henkilöstöön liittyvien riskien hallinta henkilöstön<br />
– soveltuvuuden<br />
– toimenkuvien<br />
– sijaisuuksien<br />
– tiedonsaanti- ja käyttöoikeuksien<br />
– suojaamisen<br />
– turvallisuuskoulutuksen<br />
– valvonnan osalta.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Henkilön luotettavuus ja soveltuvuus<br />
• Ongelmia<br />
– henkilön luotettavuuden arvioiminen<br />
– vrt. henkilötietojen suoja (477/2001, 523/1999, 471/1987,<br />
95/46/EY) ja rikosrekisteri (772/1993, 598/1963, 509/1995: 23<br />
§)<br />
– henkilön eroamisen tai erottamisen jälkeinen<br />
toiminta<br />
• Kultaiset kädenpudistukset/potkut<br />
– Missä vaiheessa kannattaa maksaa ”hiljaiseksi”<br />
• Työsopimukset<br />
© Juhani Paavilainen
Yrityksen tietoresurssit<br />
Missä tietoresurssi sijaitsee<br />
• Johan Roos, Göran Roos, Long Range Planning 1997<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Käyttöturvallisuus<br />
• Järjestelmien turvallisista<br />
– käyttöperiaatteista<br />
– käyttöympäristöstä<br />
– tietojenkäsittelytapahtumien valvonnasta<br />
– jatkuvuuden turvaamisesta<br />
• tehtävien kahdentaminen<br />
• tehtävien eriyttäminen<br />
• toimintojen kohdennettavuus<br />
• käyttöoikeuksien hallinta<br />
• varmistukset ja varmuuskopiointi<br />
• toipumissuunnitelma ja valmiussuunnitelma<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Laitteistoturvallisuus<br />
• <strong>Tietoturvallisuuden</strong> alue, joka käsittää tietojenkäsittelyja<br />
tietoliikennelaitteiden käytettävyyden, toiminnan,<br />
kokoonpanon, kunnossapidon ja laadunvarmistuksen<br />
– laitteiston tunnistamisominaisuudet<br />
– eristämisominaisuudet<br />
– pääsynvalvontaominaisuudet<br />
– tarkkailu ja paljastamistoimenpiteet<br />
– laadunvarmistamistekniikat<br />
© Juhani Paavilainen
Tietoturvarikkeiden aiheuttamat vahingot<br />
Lähde: Global Information Security Survey 2002, KPMG<br />
© Juhani Paavilainen<br />
2.<br />
Tietojenkäsittelyn etiikka<br />
Marko Helenius,<br />
Virustutkimusyksikkö, Tampereen yliopisto,<br />
Tietojenkäsittelytieteiden <strong>laitos</strong>,<br />
http://www.uta.fi/laitokset/virus,<br />
e-mail: cshema@uta.fi<br />
© Juhani Paavilainen<br />
MITÄ ON ETIIKKA<br />
• Moraalin tutkimista<br />
• Moraalilla tarkoitetaan käsitystä hyvästa ja pahasta, oikeasta ja<br />
väärästä jne.<br />
• Oikeat eettiset periaatteet ovat usein subjektiivisiä useita<br />
koulukuntia<br />
• Lainsäädäntö määrää yleisiä eettisiä periaatteita<br />
• Mikrotaso tutkii yksilön tasolla<br />
(esim. miten yksilön tulee toimia)<br />
• Makrotaso tutkii yleisellä tasolla<br />
(esim. miten yhteisön tai yrityksen tulee toimia)<br />
© Juhani Paavilainen
MIKSI EETTISET PERIAATTEET<br />
• Otettava huomioon tietojärjestelmiä suunniteltaessa,<br />
rakennettaessa, käytettäessä ja poistettaessa<br />
• TIETOJENKÄSITTELYN AMMATTIETIIKKA<br />
– Ei lailla määrätty samalla tavalla kuin esim. lääkäreillä<br />
ja lakimiehillä<br />
– Tietojärjestelmillä on kuitenkin laajat sosiaaliset<br />
vaikutukset vastuu<br />
– Tietokonejärjestelmistä on tullut voimakkaat välineet<br />
myös suuri vaikutus ympäristöön<br />
• Eettiset periaatteet koskevat myös käyttäjiä<br />
© Juhani Paavilainen<br />
MIKSI EETTISET PERIAATTEET<br />
• Eettiset periaatteet ovat ehdoton edellytys tietoturvallisuudesta<br />
vastaavalle<br />
• Tietoturvarikkomuksen seuraukset voivat olla vakavat<br />
© Juhani Paavilainen<br />
MITEN TIETOKONEET OVAT MUUTTANEET<br />
TIETOJENKÄSITTELYÄ<br />
◆ TIEDON KERÄÄMISEN MAHDOLLISUUDET<br />
OVAT LISÄÄNTYNEET<br />
◆ UUDEN TYYPPINEN TIETO<br />
◆Esim. asiakasrekisterit, tilastotieto jne.<br />
◆ TIEDON JAKAMISEN MAHDOLLISUUDET<br />
LISÄÄNTYNEET<br />
◆ VIRHEELLISEN TIEDON VAIKUTUS<br />
SUURENTUNUT<br />
© Juhani Paavilainen
ETIIKKA LAINSÄÄDÄNTÖ<br />
◆ Usein helppo todeta eettiset periaatteet silloin, kun<br />
lainsäädäntö pohjalla<br />
◆ Lainsäädäntö ~ etiikka<br />
(lainsäädäntö ohjaa moraalia ja moraali<br />
lainsäädäntöä, mutta kumpikaan ei ole absoluuttinen<br />
eettinen totuus)<br />
◆ Lainsäädännöllä on ennaltaehkäisevä vaikutus,<br />
mutta ei voi täysin ratkaista ongelmia<br />
◆ Lainsäädäntö on maakohtaista, mutta ongelmat ovat<br />
usein kansainvälisiä<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TIETOJENKÄSITTELYN ETIIKAN<br />
OSA-ALUEITA<br />
• OMAISUUDEN SUOJA<br />
– Lähtökohtana oikeus omistaa<br />
– Tekijänoikeus<br />
• Oikeus määrätä teoksen kappaleiden valmistamisesta ja<br />
teoksen julkistamisesta<br />
• Oikeus tulee tekijälle automaattisesti<br />
• Kattaa esim. ohjelmat ja verkkosivut<br />
– Liikesalaisuuksien suoja<br />
• Ohjelman lähdekoodi voidaan katsoa esim. Yhdysvaltojen lain<br />
säädännön perusteella liikesalaisuudeksi.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TIETOJENKÄSITTELYN ETIIKAN<br />
OSA-ALUEITA<br />
• OMAISUUDEN SUOJA<br />
–Patentti<br />
• Yksinoikeus keksinnön ammattimaiseen hyväksikäyttöön<br />
• Myönnetään hakemuksesta<br />
• Edellyttää mm., että keksintö on uusi, aikaisemmin julkaisematon ja<br />
eroaa olennaisesti ennestään tunnetuista keksinnöistä.<br />
• Ohjelmistolle ei ole perinteisesti voinut saada patenttia mutta tilanne on<br />
muuttumassa<br />
© Juhani Paavilainen
TIETOJENKÄSITTELYN ETIIKAN<br />
OSA-ALUEITA<br />
• TIETOSUOJA / YKSITYISYYDEN SUOJA<br />
– Otettava huomioon järjestelmiä suunniteltaessa, käytettäessä ja<br />
poistettaessa<br />
– Lainsäädäntö säätelee henkilörekisterien käyttöä<br />
• TIETOKONERIKOLLISUUS<br />
– Hakkerointi, kyberterrorismi<br />
– Piratismi<br />
– Tiedon väärinkäyttö<br />
© Juhani Paavilainen<br />
HAKKERI<br />
◆ ATK-SANAKIRJA 1997: “Innokas<br />
tietokoneharrastaja. Sana on myös saanut kielteisen<br />
lisämerkityksen tietokonejärjestelmiin murtautujana.<br />
Vrt. systeeminmurtaja.”<br />
◆ Oma määritelmä: Hakkeri on henkilö, joka syyllistyy<br />
tietokoneresurssien luvattomaan käyttöön.<br />
◆ Tällöin myös virusten tahalliset levittäjät ovat<br />
hakkereita.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
HAKKEROINNIN ETIIKKA<br />
• Väite: Kaiken tiedon tulisi olla vapaata ja jos se olisi, ei olisi<br />
tarvetta omistaa tai turvata tietoa<br />
• Kumoavat argumentit:<br />
– Kaikki tieto ei ole vapaata, vaan useat eri lait määräävät toisin<br />
(esim. lait tekijänoikeuksista, tietosuojasta ja kansallisesta<br />
turvallisuudesta)<br />
– Edes julkisesti saatavilla olevaa tietoa, ei saa muuttaa ilman<br />
lupaa, koska tieto ei olisi enää luotettavaa. Näin ollen myös<br />
julkisen tiedon eheys on turvattava.<br />
© Juhani Paavilainen
HAKKEROINNIN ETIIKKA<br />
• Väite: Murtautumiset tietojärjestelmiin paljastavat<br />
tietoturvaongelmat ja puutteet voidaan korjata<br />
• Kumoavat argumentit:<br />
– Luvaton tietojärjestelmään murtautuminen on vastoin lakia ja<br />
murtautumisesta voi seurata juridisia rangaistuksia<br />
– Jos puute tietoturvallisuudessa havaitaan, tulee käyttää muita<br />
keinoja puutteen korjaamiseksi kuin tuhoa tai häiriötä aiheuttavia<br />
keinoja<br />
– Yhtä hyvin voisi perustella, että “asuntoihin murtautumalla<br />
voidaan paljastaa puutteita asuntojen murtosuojauksessa”<br />
© Juhani Paavilainen<br />
HAKKEROINNIN ETIIKKA<br />
• Väite: Hakkerit eivät tee vahinkoa eivätkä muuta mitään<br />
• Kumoavat argumentit:<br />
– Usein hakkerit aiheuttavat vahinkoa ja muuttavat tietoja<br />
– Vaikka tietoja ei muutettaisikaan, vahinko on jo aiheutunut jos<br />
joudutaan varmistamaan tietojen eheys<br />
– Jos oletamme, että ihmisillä on oikeus yksityisyyden ja<br />
omaisuuden suojaan, luvaton tietojen katsominen ja siirtäminen<br />
loukkaa näitä oikeuksia<br />
– Murtautuminen voi aiheuttaa välillistä vahinkoa esimerkiksi<br />
yrityskuvan heikkenemisenä<br />
© Juhani Paavilainen<br />
HAKKEROINNIN ETIIKKA<br />
• Väite: Hakkeroimalla oppii tietokonejärjestelmistä hyödyllistä tietoa<br />
• Kumoavat argumentit:<br />
– Väite on tosi, mutta oppiminen ei oikeuta rikollisiin tekoihin<br />
– Yhtä hyvin voisi väittää: “Murtautumalla autoihin oppii<br />
hyödyllistä tietoa autoista”<br />
– On paljon parempia ja tehokkaampia tapoja opiskella<br />
tietokonejärjestelmiä<br />
© Juhani Paavilainen
HAKKEROINNIN ETIIKKA<br />
• Väite: Murtautumalla tietojärjestelmiin hakkerit estävät tiedon<br />
väärinkäyttöä ja kansalaisten valvontaa<br />
• Kumoavat argumentit:<br />
– Hakkerit syyllistyvät itse tiedon väärinkäyttöön murtautuessaan<br />
luvattomasti järjestelmiin<br />
– Hakkerit eivät pysty estämään tiedon väärinkäyttöä eivätkä<br />
kansalaisten valvontaa murtautumalla tietojärjestelmiin<br />
– Yhtä hyvin voisi todeta: “Murtautumalla toimistojen<br />
paperiarkistoihin voidaan estää virheellisen tiedon<br />
tallentaminen”<br />
© Juhani Paavilainen<br />
JOHTOPÄÄTÖKSET<br />
• Atk-alan ammattilaisille eettiset periaatteet ovat tärkeä osa työtä<br />
• Eettiset periaatteet korostuvat tietoturvallisuuden ammattilaisilla<br />
• On tärkeätä ymmärtää oman työn ja mahdollisten virheiden<br />
vaikutukset ympäristöön<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen
3.<br />
HAITALLINEN<br />
OHJELMAKOODI<br />
Marko Helenius, Virus Research Unit, University<br />
of Tampere, Finland,<br />
http://www.uta.fi/laitokset/virus,<br />
e-mail: cshema@uta.fi<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Nykyisten tietokonejärjestelmien<br />
turvallisuuteen ei voi luottaa<br />
• Todistus:<br />
– Jotta voitaisiin todeta järjestelmät turvallisiksi, niiden<br />
turvallisuus olisi todistettava<br />
– Turvallisuuden todistaminen edellyttäisi, että jokainen laite- ja<br />
ohjelmisto-komponentti todistettaisiin turvalliseksi<br />
– Valitettavasti todellisuus on toinen. Turvalliseksi todistettuja<br />
ohjelmistoja ei juurikaan ole tai todistukset ovat satunnaisia ja<br />
epätäydellisiä, mutta turvattomuus on usein todistettua.<br />
– Meidän on pakko luottaa siihen, että ohjelmistot toimivat,<br />
kuten ne näyttävät toimivan.<br />
– Jos ohjelma on haitallinen, se voi tehdä mitä tahansa, mitä<br />
järjestelmä sallii ohjelman tekevän.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
On myös hyvä huomata,<br />
• että tietojärjestelmien turvallisuutta voidaan parantaa<br />
– Ohjelmallisilla joskin usein epätäydellisillä ratkaisuilla voidaan<br />
parantaa turvallisuutta<br />
– Myös laitteistoratkaisuilla voidaan parantaa turvallisuutta<br />
– Vaikka jokin järjestelmän osa ei ole turvallinen, voidaan<br />
turvallisuutta parantaa luomalla turvallisia rajapintoja<br />
– Esimerkiksi:<br />
• Eristäytyminen vaarallisista tietoliikenneyhteyksistä parantaa turvallisuutta<br />
(myös osittainen)<br />
• Salaamalla tietoliikennettä voidaan turvattomia yhteyksiä käyttää<br />
turvallisesti tai ainakin turvallisemmin kuin ilman salausta<br />
• Käyttämällä kertakäyttöisiä salasanoja tehdään kerran käytetyt salasanat<br />
arvottomiksi. Vaihtuva salasana, joka toistuu on mahdollista kaapata pitkällä<br />
seurannalla.<br />
• Java-ohjelman ympärille on pyritty rakentamaan turvallinen rajapinta ts.<br />
ohjelmalle ei pyritä sallimaan haitallisia operaatioita<br />
© Juhani Paavilainen
HAITALLINEN OHJELMAKOODI<br />
• Ohjelmakoodia, joka on vastoin järjestelmän<br />
määrityksiä tai tarkoitettua toimintaa<br />
• Voidaan jakaa tahattomaan ja tahalliseen haitalliseen<br />
ohjelmakoodiin<br />
• TAHATONTA ON<br />
– ohjelmointivirheet<br />
– yhteensopivuusongelmat<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tahallinen haitallinen ohjelmakoodi<br />
• Englanninkielinen termi malicious software = malware tai<br />
malicious program code<br />
• Tahallisuus olennaista<br />
ONGELMIA<br />
MÄÄRITTELEMISEEN<br />
© Juhani Paavilainen<br />
ONGELMAT<br />
• On mahdoton tietää aina, onko jokin tehty tahallaan<br />
haitalliseksi<br />
– Ohjelma, joka formatoi levykkeitä ilman käyttäjän<br />
vahvistusta<br />
– Ohjelma, jota voidaan käyttää tietoturva-aukkojen<br />
etsimiseen, mutta myös hakkerointiin<br />
– Ohjelmointivirhe - tahallinen vai tahaton<br />
• Esimerkkejä ohjelmista, jotka on tarkoitettu haitattomiksi,<br />
mutta voidaan käyttää haitallisesti<br />
– del, deltree, format jne.<br />
– tekstinkäsittelyohjelma<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Melkein mitä<br />
tahansa ohjelmaa<br />
voidaan käyttää<br />
haitallisesti
HAITALLISEN OHJELMAKOODIN<br />
LUOKITUS<br />
Haitallinen ohjelmakoodi<br />
Tahaton haitallinen<br />
ohjelmakoodi<br />
Tahallinen haitallinen<br />
ohjelmakoodi (Malware)<br />
Haitalliset<br />
ohjelmatyökalut<br />
Yhteensopivuusongelmat<br />
Troijan<br />
hevoset<br />
Tietokonevirukset<br />
Pilailuohjelmat<br />
Ohjelmointivirheet<br />
Tietokonemadot<br />
Muut<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TAHALLINEN HAITALLINEN<br />
OHJELMAKOODI<br />
• TIETOKONEVIRUS (computer virus)<br />
– Ohjelmakoodia, jolla on kyky levitä rekursiivisesti<br />
itsekseen.<br />
• Kyky levitä itsekseen ilman käyttäjän aktiivista auttamista<br />
olennaista (vrt. esim. XCOPY- tai DISKCOPY-ohjelmat).<br />
• Leviäminen on rekursiivistä eli myös ohjelmakoodin luomilla<br />
kopioilla täytyy olla kyky levitä rekursiivisesti.<br />
• Tietokonevirus voi sisältää (tai olla sisältämättä)<br />
laukeamisehdon (payload), jolloin tietokonevirus suorittaa<br />
viruksen kirjoittajan toteuttaman operaation.<br />
• Mahdollisilla tuhovaikutuksilla tai laukeamisehdolla ei ole<br />
merkitystä määritelmän kannalta.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TAHALLINEN HAITALLINEN<br />
OHJELMAKOODI<br />
• TIETOKONEMATO (COMPUTER WORM)<br />
– Nykyisin mielletään tietokonevirusten alaryhmäksi<br />
– Määritelmä 1: Tietokonevirus, jolla ei ole isäntäohjelmaa<br />
– Määritelmä 2: Tietokonevirus, joka käyttää<br />
tarkoituksellisesti tietoliikenneyhteyksiä leviämiseen<br />
– Robert Morrisin luoma “Internet worm” levisi tietoturvaaukkoja<br />
hyväksi käyttäen ja kaatoi suuren osan<br />
Internetistä vuonna 1988<br />
• Tuomio 3 vuotta ehdonalaista, 400 tuntia yhteiskuntapalvelua ja<br />
10050$ korvauksia<br />
© Juhani Paavilainen
TAHALLINEN HAITALLINEN<br />
OHJELMAKOODI<br />
• TROIJAN HEVONEN (Trojan horse)<br />
– Ohjelmakoodia, joka suorittaa tai pyrkii<br />
suorittamaan jotakin hyödyllistä, samalla kun<br />
tarkoituksellisesti suorittaa jonkin haitallisen<br />
operaation.<br />
– Looginen pommi on Troijan hevonen, joka sisältää<br />
laukeamisehdon (payload), jonka täytyttyä Troijan<br />
hevonen suorittaa haitallisen operaation.<br />
– Takaportti on Troijan hevonen, joka mahdollistaa<br />
järjestelmän tai sovelluksen<br />
turvallisuusominaisuuksien ohittamisen.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TAHALLINEN HAITALLINEN<br />
OHJELMAKOODI<br />
• HAITALLINEN OHJELMATYÖKALU<br />
(MALICIOUS TOOLKIT)<br />
– Tarkoittaa ohjelmatyökalua, joka on tarkoitettu<br />
vahingoittamaan tietokonejärjestelmiä.<br />
– Haitallisia työkaluohjelmia ovat mm.<br />
hakkerointiohjelmat, tiedonkaappaajat (sniffers) ja<br />
haitallisen ohjelman luontiohjelmat.<br />
• Hakkerointiohjelmilla voidaan murtautua järjestelmiin tai<br />
etsiä järjestelmien heikkouksia.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TAHALLINEN HAITALLINEN<br />
OHJELMAKOODI<br />
• HAITALLINEN OHJELMATYÖKALU<br />
(MALICIOUS TOOLKIT)<br />
– Haitallisia työkaluohjelmia :<br />
• Tiedonkaappaajilla voidaan ottaa luvattomasti tietoa haltuun<br />
esim. verkkoliikennettä, salasanoja jne. Tiedonkaappaajat<br />
voivat sijaita joko etäjärjestelmässä, käytettävässä<br />
järjestelmässä tai näiden välillä. Etäjärjestelmä on mikä<br />
tahansa järjestelmä, jonka kanssa käytettävä järjestelmä<br />
kommunikoi.<br />
• Haitallisen ohjelmakoodin luontiohjelmilla voidaan<br />
esimerkiksi luoda tai muuttaa tietokoneviruksia tai Troijan<br />
hevosia tai näiden lähdekoodia.<br />
© Juhani Paavilainen
TAHALLINEN HAITALLINEN<br />
OHJELMAKOODI<br />
• PILAILUOHJELMA (joke program)<br />
– Ohjelmakoodia, joka matkii jotakin haitallista<br />
operaatiota, mutta ei kuitenkaan toteuta<br />
matkimaansa operaatiota eikä aiheuta muulla tavalla<br />
haittaa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tavat, joilla haitallinen ohjelmakoodi voi vaikuttaa<br />
tietokonejärjestelmään<br />
• Haitallisen ohjelmakoodin suorittaa luvallinen käyttäjä<br />
– Käyttäjä suorittaa ohjelmakoodin tietämättä tai välittämättä sen<br />
haitallisesta vaikutuksesta<br />
– Lähteitä voivat olla esim. Internet, lähiverkko tai muut tietoliikenneyhteydet<br />
sekä levykkeet, CD-ROM tai muut tallenteet<br />
– Esimerkiksi:<br />
• sähköpostien liitetiedostot<br />
• Internetistä haettu ohjelmakoodi<br />
• muilta saadut ohjelmat tai makroja sisältävät tiedostot<br />
• ACTIVE-X (=turvaton)<br />
• Java (periaatteessa turvallinen, mutta sisältää tietoturva-aukkoja)<br />
• sovellusten mukana tuleva haitallinen ohjelmakoodi<br />
• käyttöjärjestelmän mukana tuleva haitallinen ohjelmakoodi<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tavat, joilla haitallinen ohjelmakoodi voi<br />
vaikuttaa tietokonejärjestelmään<br />
• Haitallisen ohjelmakoodin suorittaa tai asentaa järjestelmään<br />
joku muu kuin luvallinen käyttäjä<br />
– Jollakin muulla kuin luvallisella käyttäjällä on pääsy<br />
järjestelmään ja asentaa haitallisen ohjelmakoodin<br />
– Pääsy järjestelmään voi olla fyysisesti tietokoneelta,<br />
johon hyökkäys kohdistuu<br />
– Pääsy järjestelmään voi olla myös<br />
tietoliikenneyhteyksien kautta esim. Internetin tai<br />
lähiverkon kautta<br />
© Juhani Paavilainen
Tavat, joilla haitallinen ohjelmakoodi voi<br />
vaikuttaa tietokonejärjestelmään<br />
• Järjestelmän ulkopuolella suoritettu haitallinen ohjelmakoodi<br />
– Haitallinen ohjelmakoodi suoritetaan järjestelmän ulkopuolella<br />
– Esimerkiksi:<br />
• hakkerointiohjelmat<br />
– ohjelmalliset palvelunestohyökkäykset (denial of service attacks)<br />
– järjestelmään tunkeutumisen mahdollistaminen<br />
• tiedonkaappaus<br />
– sähköpostiviestien kaappaus<br />
– muun tietoliikenteen kaappaus<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
4.<br />
Tietokonevirukset<br />
Marko Helenius,<br />
Virustutkimusyksikkö, Tampereen yliopisto,<br />
Tietojenkäsittelytieteiden <strong>laitos</strong>,<br />
http://www.uta.fi/laitokset/virus,<br />
e-mail: cshema@uta.fi<br />
© Juhani Paavilainen
KÄSITTEISTÖÄ<br />
• TIETOKONEVIRUS<br />
– ohjelmakoodia, joka pystyy leviämään rekursiivisesti<br />
itsestään<br />
• TROIJAN HEVONEN<br />
– ohjelmakoodia, johon on tietoisesti ohjelmoitu käyttäjältä<br />
salattu ei-toivottu toiminto<br />
– ei leviä itsekseen<br />
– Troijan hevonen ja virus ovat toisensa pois sulkeva luokitus<br />
• TIETOKONEMATO<br />
– tietokonevirusten osajoukko<br />
– käyttää tarkoituksellisesti tietoverkkoja leviämiseen<br />
– vaihtoehtoinen määritelmä: ei isäntäohjelmaa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Miten virukset eroavat muusta tahallisesta haitallisesta<br />
ohjelmakoodista<br />
OMINAISUUS VIRUKSET MUU HAITALLINEN<br />
OHJELMAKOODI<br />
Todennäköisyys pysyvään Pieni, vaikka jotkut virukset Suuri / ennustamaton<br />
haittaan, jos kohdataan aiheittavat pysyvää vahinkoa ja<br />
leviäminen itsessään voi<br />
aiheuttaa suurta haittaa<br />
Leviämistapa Leviää itsekseen Vaatii tahallisen teon<br />
levitäkseen<br />
Leviämisen todennäköisyys Suuri, jos leviää vapaasti Pieni ellei osana yleistä<br />
ohjelmistoa tai laitteistoa<br />
Löytämisen vaikeuden aste Oikeilla menetelmillä löytäminen<br />
mahdollista<br />
Kohdistetun hyökkäyksen<br />
todennäköisyys<br />
Pieni<br />
Mahdotonta varmistaa<br />
monimutkaisten järjestelmien<br />
oikeellisuus<br />
Suuri<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTEN LUOKITUS TARTUTETUN<br />
KOHTEEN MUKAAN<br />
Tietokonevirukset<br />
Makrovirukset<br />
Käynnistyslohkovirukset<br />
Tiedostovirukset<br />
Moniosiovirukset<br />
Komentojonovirukset<br />
© Juhani Paavilainen
TIEDOSTOVIRUKSET<br />
(file viruses)<br />
EXECUTABLE FILE<br />
EXECUTABLE FILE<br />
EXECUTABLE FILE<br />
EXECUTABLE FILE<br />
• Leviävät jossakin tilanteessa ajokelpoisiin<br />
ohjelmatiedostoihin<br />
• Esim: EXE-, COM-, OBJ-, LIB-, PIF-, VXD-, SYS- ja<br />
DLL-päätteiset tiedostot<br />
© Juhani Paavilainen<br />
MAKROVIRUKSET<br />
(macro viruses)<br />
• Voidaan ajatella tiedostovirusten erityistapauksena<br />
• Käytännön syistä luokitellaan omaksi ryhmäkseen<br />
• Makrovirukset tarttuvat makrojen mukana, joita löytyy erilaisten<br />
ohjelmien sovellustiedostoista.<br />
• Erityisesti makrojen suoritusmahdollisuus automaattisesti<br />
dokumenttitiedostoja avattaessa (automaattimakrot), sähköpostien<br />
liitetiedostot sekä dokumenttitiedostojen jatkuva vaihtaminen<br />
tekevät makrovirusten tehokkaan leviämisen mahdolliseksi.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
KOMENTOJONOVIRUKSET (script<br />
viruses)<br />
• Viruksia, jotka on toteutettu käyttöjärjestelmän<br />
komentojonoilla<br />
• Esim. MS-DOS:n komentojonot (batch file), Unix:n<br />
komentojonot (shell script) ja Windowsin VBS (Visual<br />
Basic Scripting)<br />
© Juhani Paavilainen
KÄYNNISTYSLOHKO- ELI<br />
LEVYKEVIRUKSET (boot sector viruses)<br />
◆ Tarttuvat nimensä mukaisesti levykkeiden<br />
mukana<br />
◆ Eivät tartuta varsinaisia ohjelmatiedostoja, ellei<br />
virus ole samalla tiedostovirus<br />
◆ Levykevirus jää keskusmuistiin, kun tietokone<br />
käynnistetään tai yritetään käynnistää viruksen<br />
tartuttamalta levykkeeltä tai tietokone<br />
käynnistetään viruksen tartuttamalta kiintolevyltä.<br />
◆ Levykkeen ei tarvitse siis olla käynnistyslevyke<br />
◆ Nykyisin harvinaisia<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Moniosiovirukset<br />
(multipartition viruses)<br />
• Tarttuvat käyttämällä useaa eri leviämistapaa<br />
• Esimerkiksi:<br />
– toimimalla käynnistyslohkovirusten ja<br />
tiedostovirusten tavoin<br />
– toimimalla makrovirusten ja<br />
tiedostovirusten tavoin<br />
&<br />
Ajokelpoinen<br />
tiedosto<br />
© Juhani Paavilainen<br />
virus<br />
VIRUSTEN LUOKITUS OMINAISUUKSIEN<br />
PERUSTEELLA<br />
Tietokonevirukset<br />
Rinnakk.<br />
Polymorfinen<br />
tiedoston<br />
luova<br />
Suoran<br />
Piiloutuva<br />
toiminnan<br />
Linkittävä<br />
Muistinvarainen<br />
Sähköpostittava<br />
Itseään<br />
lähettävä<br />
Tietoa<br />
lähettävä<br />
Sähköpostitse leviävä<br />
© Juhani Paavilainen
TIETOA LÄHETTÄVÄT VIRUKSET<br />
(information-distributing viruses)<br />
◆ Tarkoittaa viruksia, jotka lähettävät<br />
tietoa kiinteiden tietoliikenne-yhteyksien<br />
kautta.<br />
◆ Tiedon sisällöllä ei ole merkitystä<br />
määritelmän kannalta<br />
◆ Alaryhmänä mm. itseään lähettävät<br />
virukset sekä sähköpostia lähettävät<br />
virukset<br />
© Juhani Paavilainen<br />
ITSEÄÄN LÄHETTÄVÄT VIRUKSET (selfdistributing<br />
viruses)<br />
◆ Tarkoittaa viruksia, jotka lähettävät<br />
itsensä kiinteiden tietoliikenneyhteyksien<br />
kautta.<br />
◆ Voivat käyttää hyväkseen esim.<br />
tietoturva-aukkoja ja/tai sähköpostia<br />
◆ Esim.<br />
◆ Win32/CodeRed<br />
◆ Win32/Nimda<br />
© Juhani Paavilainen<br />
SÄHKÖPOSTITSE LEVIÄVÄT<br />
VIRUKSET (self-e-mailing viruses)<br />
◆ Tarkoittaa viruksia, jotka lähettävät itsensä<br />
sähköpostitse.<br />
◆ Leviävät yleensä nopeasti<br />
◆ Esim.<br />
– VBS/LoveLetter 2000<br />
– Christmas Tree 1988<br />
– Win32/Sircam 2001<br />
– WM/Sharefun 1997<br />
– Win32/Nimda 2001<br />
– Win32/Ska 1998<br />
– W97M/Melissa 1999<br />
– X97M/Papa.b 1999<br />
– Win32/Badtrans.B 2001<br />
– Win32/Klez 2002<br />
– Win32/Bugbear 2002<br />
© Juhani Paavilainen<br />
– Win32/Explorezip (1999)
Piiloutuvat virukset (stealth viruses)<br />
• Piiloutuvat virukset pyrkivät kätkemään ainakin<br />
osan järjestelmään tekemistään muutoksista.<br />
• Ollakseen tehokas, viruksen on oltava<br />
keskusmuistiin jäävä.<br />
• Myös makrovirukset voivat olla piiloutuvia. Esim.<br />
jotkut virukset pyrkivät kätkemään olemassaolonsa<br />
muuttamalla valintaa, josta näkee sovelluksen<br />
makrot.<br />
GOT CHA !<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Checking for changes<br />
No change detected<br />
C:\<br />
Piiloutuvat virukset (stealth viruses)<br />
• Voi olla suunnattu torjuntaohjelmia vastaan<br />
– Perustuu siihen, että viruskoodi suoritetaan ennen<br />
torjuntaohjelmaa, jolloin torjuntaohjelma näkee<br />
järjestelmän normaalina<br />
– Mahdollista järjestelmissä, joissa on puutteellinen<br />
keskusmuistin suojaus (memory protection)<br />
GOT CHA !<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Checking for changes<br />
No change detected<br />
C:\<br />
LINKITTÄVÄT VIRUKSET (linking<br />
viruses)<br />
• Linkittävät virukset eivät tartuta ja siten muuta itse<br />
tartutuksen kohdetta, vaan muuttavat järjestämän<br />
ohjelmakoodin linkitystä siten, että virus saa kontrollin<br />
tartutetun ohjelmakoodin suorituksen yhteydessä.<br />
• Esim. MS-DOS:ssa toimiva virus DIR-II muuttaa<br />
hakemistojen tiedostoviittausten (directory entries)<br />
linkitystä<br />
• Windows tarjoaa monia mahdollisuuksia esim. Windowsin<br />
rekisteri, järjestelmäasetus-tiedostot ja ikonit<br />
© Juhani Paavilainen
Rinnakkaisen tiedoston luovat virukset<br />
(companion viruses)<br />
• Luovat tartutettavan tiedoston rinnalle viruskoodin<br />
sisältävän tiedoston, joka suoritetaan ennen varsinaista<br />
ohjelmaa. Esimerkiksi PC-tietokoneissa COM-tiedostot<br />
suoritetaan ennen EXE-tiedostoja.<br />
• Eri hakemistoissa olevat tiedostot suoritetaan tyypillisesti<br />
eri järjestyksessä ja virus voi hyödyntää myös tätä. Esim.<br />
Windows- ja Unix-käyttöjärjestelmissä PATH-muuttuja<br />
määrää järjestyksen, jossa ajokelpoisia tiedostoja etsitään eri<br />
hakemistoista.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Rinnakkaisen tiedoston luovat virukset<br />
(companion viruses)<br />
• Voi myös nimetä uudelleen tartutettavan kohteen<br />
• Voi käyttää myös muita järjestelmän tiedostojen<br />
suoritusjärjestykseen vaikuttavia tekijöitä hyväkseen esim.<br />
alias-määritykset<br />
• Järjestelmän asiantuntijan on yleensä helppo havaita<br />
ylimääräiset tiedostot, mutta voidaan toteuttaa vaikeasti<br />
havaittaviksi<br />
© Juhani Paavilainen<br />
ITSENSÄ SALAKIRJOITTAVAT<br />
VIRUKSET (encrypting viruses)<br />
• Itsensä salakirjoittavat virukset muuttavat oman<br />
ohjelmakoodinsa siten, että se ei ole suoraan luettavissa<br />
• Voi vaihdella yksinkertaisesta XOR-salakirjoituksesta<br />
vaihtelevaan monimutkaiseen salaukseen polymorfisuus<br />
eli muuntuvuus<br />
• Salausavaimen on kuitenkin oltava viruksen saatavilla, jotta<br />
virus pystyy purkamaan salauksen<br />
© Juhani Paavilainen
Polymorfiset virukset<br />
• Polymorfinen eli muuntuva virus pystyy tekemään<br />
itsestään erilaisia muunnoksia.<br />
• Viruksen binäärimuoto voi vaihtua joikaisella eri<br />
leviämiskerralla<br />
• Polymorfisuus on toteutettu tyypillisesti suorittamalla<br />
käskyjä vaihtelevässä järjestyksessa tai vaihtelevalla<br />
tavalla, lisäämällä tyhjiä käskyjä ja/tai käyttämällä<br />
vaihtelevaa salakirjoitusavainta tai<br />
salakirjoitusmenetelmää<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTEN LUOKITUS OMINAISUUKSIEN<br />
PERUSTEELLA<br />
Tietokonevirukset<br />
Rinnakk.<br />
Polymorfinen<br />
tiedoston<br />
luova<br />
Suoran<br />
Piiloutuva<br />
toiminnan<br />
Linkittävä<br />
Muistinvarainen<br />
Sähköpostittava<br />
Itseään<br />
lähettävä<br />
Tietoa<br />
lähettävä<br />
Sähköpostitse leviävä<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSHUIJAUKSET (HOAX)<br />
• Sähköpostitse tuleva virusvaroitus, joka ei pidä paikkaansa<br />
• Tyypillisiä piirteitä:<br />
– tarkka kuvaus viruksesta puuttuu<br />
– pyydetään lähettämään varoitus mahdollisimman<br />
monelle<br />
– vedotaan johonkin arvovaltaiseen organisaation<br />
– viruksen löytämisaika puuttuu tai on epämääräinen<br />
– uskotellaan, että virukseen ei ole olemassa vastalääkettä<br />
© Juhani Paavilainen
NYKYTILANNE<br />
• PC-YMPÄRISTÖSSÄ TOIMIVIA VIRUKSIA ARVIOLTA<br />
70000 (noin 50000 eroaa toisistaan)<br />
• NÄISTÄ LIIKKEELLÄ ARVIOLTA ALLE 1000.<br />
• TIETOKONEJÄRJESTELMIEN KEHITTELYSSÄ EI OLE<br />
TOISTAISEKSI MUUTAMAA POIKKEUSTA<br />
LUKUUNOTTAMATTA PYRITTY ESTÄMÄÄN VIRUSTEN<br />
LEVIÄMISTÄ<br />
• INTERNET EDESAUTTAA LEVIÄMISTÄ JA LEVIÄMINEN<br />
VOI OLLA NOPEAA<br />
– Sähköpostien liitetiedostot<br />
– Sähköpostien massapostitukset<br />
– Tietoturva-aukot<br />
– Internetistä haettavat dokumentit / ohjelmat<br />
© Juhani Paavilainen<br />
LAINSÄÄDÄNTÖ<br />
◆ Ennaltaehkäisevä vaikutus, mutta ei voi täysin<br />
ratkaista ongelmaa<br />
◆ Lainsäädäntö on maakohtaista, vaikka ongelma on<br />
kansainvälinen<br />
◆ Suomessa virusten kirjoittaminen, virusten tahallinen<br />
levittäminen sekä virusten laittaminen julkisesti<br />
saataville on rangaistavaa<br />
◆ Ei ennakkotapauksia virusten kirjoittamisesta<br />
◆ Järjestelmiin tunkeutumisesta (eli “hakkeroinnista”)<br />
on kuitenkin ennakkotapauksia<br />
– Ovat osoittaneet, että rangaistukset voivat olla ankarat<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTEN KIRJOITTAJAT<br />
◆ Virusten kirjoittajista tiedetään vähän<br />
◆ Usein murrosikäikäisiä, jotka lopettavat virusten<br />
kirjoittamisen vanhetessaan.<br />
◆ Aikuiset eivät kuitenkaan todennäköisesti lopeta<br />
◆ Jotkut virusten kirjoittajat ohjelmoivat työssään<br />
© Juhani Paavilainen
MIKSI<br />
◆ Sarah Gordon on löytänyt virustenkirjoittajia<br />
haastattelemalla seuraavia syitä:<br />
– Sosiaalinen arvostus<br />
– Jännityksen etsiminen<br />
– Kuuluisuuden etsiminen<br />
– Tutkiminen / Uteliaisuus<br />
–Ilkivalta<br />
– Ystäväpiirin painostus<br />
– Torjuntaohjelmien haastaminen<br />
– Ympäristön hiljainen hyväksyminen<br />
– Turvallisuusaukkojen paljastaminen<br />
– Ajattelemattomuus<br />
– Helppous, (esim. makrokielet)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
5.<br />
VIRUSTENTORJUNTA<br />
Marko Helenius,<br />
Virustutkimusyksikkö, Tampereen yliopisto,<br />
Tietojenkäsittelytieteiden <strong>laitos</strong>,<br />
http://www.uta.fi/laitokset/virus,<br />
e-mail: cshema@uta.fi<br />
© Juhani Paavilainen
VIRUSTEN TORJUNTA<br />
• Tarkoittaa menetelmiä, joilla viruksia voidaan<br />
torjua<br />
• Virustentorjuntaohjelmat ovat osa<br />
virustentorjuntaa<br />
• Hyvin toteutettuna virusten torjunta sisältää paljon<br />
muutakin kuin tunnettujen virusten etsintää<br />
• Internetin kautta leviävien virusten torjunta<br />
edellyttää nopeaa torjuntaa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTEN TORJUNTA<br />
• Virusten torjunnan tulisi lähteä järjestelmien<br />
tietoturvallisesta suunnittelusta. Esimerkkejä:<br />
– Turvallisten rajapintojen suunnittelu<br />
– Varmistusjärjestelmät<br />
– Sähköpostin liitetiedostojen tietoturvallinen käsittely<br />
– Selainten turvallisuus<br />
– Tarkistussummat osana tietojärjestelmää<br />
– Fyysiset rajoitukset ohjelmille<br />
– Fyysiset ilmaisimet, joita ei voi ohjelmallisesti ohittaa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMIEN<br />
LUOKITUS<br />
VIRUKSEN TUNNISTAVAT JA<br />
TARTUNTAA ESTÄMÄTTÖMÄT<br />
OHJELMAT ESIM: TUNNETTUJEN<br />
VIRUSTEN ETSINTÄOHJELMAT<br />
VIRUKSEN TUNNISTAVAT JA TARTUNNAN<br />
ESTÄVÄT OHJELMAT ESIM:<br />
MUISTINVARAISET TUNNETTUJEN VIRUSTEN<br />
ETSINTÄOHJELMAT<br />
VIRUSTA TUNNISTAMATTOMAT VIRUSTA TUNNISTAMATTOMAT JA<br />
JA TARTUNTAA ESTÄMÄTTÖMÄT TARTUNNAN ESTÄVÄT OHJELMAT ESIM:<br />
OHJELMAT ESIM: HEURISTISET MUISTINVARAISET HEURISTISET<br />
ETSINTÄOHJELMAT JA<br />
ETSINTÄOHJELMAT, TIETOKONEEN<br />
TARKISTUSSUMMA-<br />
KÄYTTÄYTYMISTÄ TARKKAILEVAT OHJELMAT<br />
LASKENTAOHJELMAT<br />
JA MUISTINVARAISET<br />
TARKISTUSSUMMALASKENTAOHJELMAT<br />
© Juhani Paavilainen
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMIEN OIKEA JA<br />
VIRHEELLINEN TOIMINTA<br />
OIKEA<br />
TOIMINTO<br />
VIRHEELLINEN<br />
TOIMINTO<br />
TUTKITTAVASSA<br />
KOHTEESSA ON<br />
VIRUS<br />
Hälytys <br />
Oikea ilmoitus<br />
(Correct positive)<br />
Ei hälytystä <br />
Virheellinen ohitus<br />
(False negative)<br />
TUTKITTAVASSA<br />
KOHTEESSA EI<br />
OLE VIRUSTA<br />
Ei hälytystä <br />
Oikea ohitus<br />
(Correct negative)<br />
Hälytys <br />
Virheellinen ilmoitus<br />
(False positive)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
TUNNETTUJEN VIRUSTEN ETSINTÄOHJELMAT<br />
(known virus scanners)<br />
◆ OHJELMIA, JOTKA PYRKIVÄT LÖYTÄMÄÄN OHJELMAN<br />
TUNTEMIA VIRUKSIA TAI NÄIDEN MUUNNOKSIA<br />
◆ TYYPILLISESTI ETSIMINEN KOHDISTUU TIEDOSTOIHIN,<br />
KESKUSMUISTIIN SEKÄ LEVYKKEIDEN JA<br />
KIINTOLEVYJEN KÄYNNISTYSALUEISIIN<br />
◆ POLYMORFISET ELI MUUNTUVAT VIRUKSET ON<br />
SUUNNATTU TUNNETTUJEN VIRUSTEN ETSINTÄÄ<br />
VASTAAN<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
TUNNETTUJEN VIRUSTEN ETSINTÄOHJELMAT<br />
– ETUJA<br />
– TUNNISTAVAT VIRUKSEN JA SITEN KÄYTTÄJÄ VOI<br />
HAKEA TIETOA VIRUKSEN OMINAISUUKSISTA<br />
– PIIOUTUVAT VIRUKSET VOIDAAN LÖYTÄÄ<br />
TUTKIMALLA KESKUSMUISTI<br />
– OHJELMA SISÄLTÄÄ USEIN MYÖS<br />
VIRUSTENPOISTO-OHJELMAN, JONKA AVULLA<br />
VIRUS PYSTYTÄÄN POISTAMAAN TURVALLISESTI<br />
EDELLYTTÄEN, ETTÄ VIRUS EI OLE<br />
YLIKIRJOITTANUT TIETOA .<br />
© Juhani Paavilainen
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
TUNNETTUJEN VIRUSTEN ETSINTÄOHJELMAT<br />
– HAITTOJA<br />
– JOUDUTAAN JATKUVASTI PÄIVITTÄMÄÄN<br />
– EI LÖYDÄ VIRUKSIA, JOIDEN TUNNISTEITA EI OLE<br />
OHJELMASSA<br />
– VIRUSTEN KASVAVA MÄÄRÄ HIDASTAA OHJELMIA<br />
– VIRHEELLISET ILMOITUKSET VIRUKSISTA<br />
MAHDOLLISIA (TUOTEKOHTAISIA EROJA)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
HEURISTISET ETSINTÄOHJELMAT<br />
(heuristic scanners)<br />
– Pyrkivät löytämään tuntemattomia viruksia etsimällä<br />
kohteista viruksille tyypillisiä operaatioita<br />
– ESIM: Jos ohjelma jää keskusmuistiin, ja pyrkii<br />
liittämään itsensä muihin ohjelmiin, kyseessä on<br />
todennäköisesti virus<br />
– ESIM: Jos makro sisältää makron kopiointitoiminnon<br />
ja kopiointi kohdistuu kopiointioperaation sisältävään<br />
makroon itseensä, kyseessä on todennäköisesti<br />
virus<br />
– Kyky löytää viruksia Herkkyys virheellisille<br />
© Juhani Paavilainen<br />
ilmoituksille<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
HEURISTISET ETSINTÄOHJELMAT<br />
◆ Usein integroitu tunnettujen virusten etsintään<br />
◆ Tämän lisäksi voi olla erillinen heuristinen ohjelma, joka on<br />
tehty herkemmäksi löytämään mahdollisia viruksia, mutta<br />
samalla myös riski virheellisille ilmoituksille kasvaa<br />
◆ ETUJA<br />
– Löydetään entuudestaan tuntemattomia viruksia<br />
– Ei vaadi jatkuvaa päivittämistä<br />
◆ HAITTOJA<br />
– Ei löydä kaikkia mahdollisia viruksia<br />
– Herkkä virheellisille ilmoituksille viruksista<br />
(false alarm)<br />
– Ei tunnista virusta © Juhani Paavilainen
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
MUISTINVARAISET ETSINTÄOHJELMAT<br />
(memory resident scanners)<br />
– TOIMIVAT TAUSTALLA JA HAVAITSEVAT VIRUKSEN<br />
ENNEN KUIN VIRUKSEN TARTUTTAMA OHJELMA<br />
SUORITETAAN<br />
– VOI SISÄLTÄÄ MYÖS HEURISTISIA OMINAISUUKSIA<br />
◆ ETUJA<br />
– ESTÄÄ TARTUNNAN LEVIÄMISEN TIETOKONEESEEN,<br />
KOSKA VIRUS HAVAITAAN ENNEN KUIN VIRUSKOODI<br />
SUORITETAAN<br />
– TUNNETUT PIILOUTUVAT VIRUKSET VOIDAAN TORJUA,<br />
KOSKA OHJELMA ESTÄÄ VIRUSKOODIN<br />
SUORITTAMISEN<br />
© Juhani Paavilainen<br />
MUISTINVARAISET ETSINTÄOHJELMAT<br />
◆ HAITTOJA<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
– EI LÖYDÄ VIRUKSIA, JOIDEN TUNNISTEITA EI OLE<br />
OHJELMASSA<br />
– VIRUSTEN LÖYTÖKYKY VOI OLLA HEIKOMPI KUIN<br />
VARSINAISELLA ETSINTÄOHJELMALLA (TOSIN<br />
NYKYISET WINDOWS-VERSIOT VAIKUTTAVAT<br />
PÄÄSÄÄNTÖISESTI TOIMIVAN YHTÄ HYVIN)<br />
– VIE TIETOKONEEN RESURSSEJA<br />
(KESKUSMUISTIA JA SUORITUSKYKYÄ)<br />
– VOI AIHEUTTAA YHTEENSOPIVUUSONGELMIA<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
TARKISTUSSUMMALASKENTAOHJELMAT<br />
(checksum calculation programs)<br />
– OHJELMIA, JOTKA LASKEVAT TARKISTUSSUMMIA<br />
KOHTEISTA. ESIMERKIKSI: AJOKELPOISET<br />
OHJELMATIEDOSTOT, KÄYNNISTYSALUEET JA MAKROT<br />
– JOS KOHTEET MUUTTUVAT TARKISTUSSUMMAN<br />
LASKEMISEN JÄLKEEN, MUUTOS HAVAITAAN<br />
◆ ETUJA<br />
– LÖYTÄÄ TUNTEMATTOMIA VIRUKSIA<br />
– EI TARVITSE JATKUVAA PÄIVITTÄMISTÄ<br />
– OIKEIN KÄYTETTYNÄ TEHOKAS MENETELMÄ HAVAITA<br />
TUNTEMATTOMIA VIRUKSIA<br />
© Juhani Paavilainen
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
TARKISTUSSUMMALASKENTAOHJELMAT<br />
◆ HAITTOJA<br />
– EI ESTÄ TARTUNTAA<br />
– EI TUNNISTA VIRUSTA<br />
– JOS KOHTEESSA ON JO VIRUS, EI VIRUSTA HAVAITA<br />
KOHTEESTA<br />
– JOS VIRUS TARTTUU VASTA KOHTEEN MUOKKAUKSEN<br />
YHTEYDESSÄ, EI VIRUSTA HAVAITA<br />
– KÄYTTÖ EDELLYTTÄÄ ASIANTUNTEMUSTA<br />
– MUUTOKSET VOIVAT OLLA JOKO VIRUKSEN TAI JONKIN<br />
MUUN SYYN AIHEUTTAMIA ESIM: JOTKUT OHJELMAT<br />
MUOKKAAVAT ITSE ITSEÄÄN, OHJELMAPÄIVITYKSET<br />
AIHEUTTAVAT MUUTOKSIA, ITSE TEHDYT MUUTOKSET<br />
ESIM. MAKROIHIN<br />
– JOTTA PIILOUTUVAT VIRUKSET EIVÄT PÄÄSE HAITTAAMAAN,<br />
TÄYTYY KESKUSMUISTIN OLLA PUHDAS VIRUKSISTA<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
TIETOKONEEN KÄYTTÄYTYMISTÄ<br />
TARKKAILEVAT OHJELMAT (Behaviour blockers)<br />
◆ Tarkkailevat tietokoneessa olevien ohjelmien<br />
suorittamia operaatioita<br />
◆ Jos havaitaan kyseenalainen operaatio (esim.<br />
kiintolevyn formatointi tai ajokelpoisen ohjelman<br />
muokkaaminen), tämä estetään tai pyydetään<br />
vahvistus käyttäjältä<br />
◆ ETUJA<br />
– LÖYTÄÄ TUNTEMATTOMIA VIRUKSIA<br />
– EI TARVITSE JATKUVAA PÄIVITTÄMISTÄ<br />
– VOI ESTÄÄ MYÖS MUITA KUIN VIRUSTEN<br />
AIHEUTTAMIA VAHINKOJA<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
TIETOKONEEN KÄYTTÄYTYMISTÄ<br />
TARKKAILEVAT OHJELMAT<br />
◆ HAITTOJA<br />
– KÄYTTÄJÄN TULISI OSATA TULKITA<br />
OHJELMAN ILMOITUKSIA OIKEIN<br />
HAVAITAKSEEN VIRUKSEN JA ESTÄÄKSEN<br />
SEN LEVIÄMISEN<br />
– PIILOUTUVAT VIRUKSET VOIVAT KIERTÄÄ<br />
OHJELMAN<br />
– EI TUNNISTA VIRUSTA<br />
© Juhani Paavilainen
VIRUSTENTORJUNTAOHJELMAT<br />
TORJUNTAOHJELMIEN SIJAINTIPAIKKOJA<br />
◆ KÄYTTÄJÄN TIETOKONE<br />
◆ VERKKOPALVELIN<br />
◆ SÄHKÖPOSTIPALVELIN<br />
◆ TIETOVERKOSSA LIIKKUVAN TIEDON<br />
TARKKAILU<br />
◆ VOIDAAN TORJUA VIRUKSIA ENNALTA<br />
◆ ONGELMANA MM. YKSITYISYYDEN SUOJA,<br />
VIRHETILANTEET, VÄÄRINKÄYTTÖ SEKÄ<br />
PAKATTU TAI SALATTU VERKKOLIIKENNE<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
ITSEÄÄN LÄHETTÄVÄT VIRUKSET<br />
◆ Käyttöjärjestelmällä sähköpostiohjelman versiolla, ja<br />
turvallisuuspäivityksillä on vaikutus virusten<br />
leviämismahdollisuuksiin.<br />
◆ Edellyttää nopeaa torjuntaa, joten<br />
◆ Torjuntaohjelmien automaattipäivitykset ovat<br />
tarpeellisia<br />
◆ Torjunnan tulisi olla mahdollisimman pitkälle<br />
automatisoitua<br />
◆ Turvallisuuspäivitykset tulisi hakea etukäteen<br />
◆ Varovaisuus tarpeen (liitetiedostot, verkkosivut)<br />
◆ Palvelimien tietoturvasta on huolehdittava<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
TIETOTURVAPÄIVITYKSET<br />
◆ Muutamat laajalle levinneet virukset ovat käyttäneet<br />
hyväksi järjestelmien ja ohjelmien tietoturva-aukkoja.<br />
◆ Esim. Microsoft Outlook -sähköpostiohjelmassa<br />
liitetiedostossa oleva viruskoodi suoritetaan<br />
esikatselussa<br />
◆ Microsoft Internet Explorer -selaimessa oleva<br />
tietoturva-aukko mahdollistaa verkkosivulla olevan<br />
ohjelman suorituksen.<br />
◆ Myös sähköpostiohjelmien yleistä tietoturvaa voidaan<br />
parantaa, siten, että sähköpostien massapostitus<br />
ilman käyttäjän vahvistusta ei ole mahdollista.<br />
◆ Katso http://www.microsoft.com/security/default.asp<br />
© Juhani Paavilainen
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
TURVALLINEN TIETOKONEIDEN KÄYTTÖ<br />
◆ RISKIALTTIIN TIEDON KÄYTÖN RAJOITTAMINEN<br />
◆ ERISTÄYTYMINEN (osittainen/täydellinen)<br />
◆ SÄHKÖPOSTIEN LIITETIEDOSTOJEN<br />
VAROMINEN / KÄYTÖN RAJOITTAMINEN<br />
◆ TURVALLISET KÄYTTÖYMPÄRISTÖT<br />
– VÄLTETÄÄN SELLAISTEN OHJELMIEN<br />
JA/TAI KÄYTTÖJÄRJESTELMIEN KÄYTTÖÄ,<br />
JOTKA OVAT RISKIALTTIITA<br />
– ESIM: WINDOWS SCRIPTING HOST<br />
YMPÄRISTÖN POISTAMINEN<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
TURVALLINEN TIETOKONEIDEN KÄYTTÖ<br />
◆ TURVALLISET TIEDOSTOMUODOT<br />
◆ Tekstitiedostot:<br />
– Sopivat silloin, kun ei ole tarkoituksenmukaista<br />
käyttää muotoiluja.<br />
– Turvallisuus on usein hyvä laittaa etusijalle<br />
(esim. sähköposti)<br />
◆ PDF<br />
– Sopii sellaisiin dokumentteihin, jotka vaativat<br />
muotoiluinformaatiota, mutta eivät<br />
muokkaamista<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TURVALLINEN TIETOKONEIDEN KÄYTTÖ<br />
◆ TURVALLISET TIEDOSTOMUODOT<br />
◆ RTF<br />
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
– Sopii sellaisiin dokumentteihin, jotka vaativat<br />
muokattavuutta tai yhteensopivuutta<br />
– Huomaa kuitenkin, että tiedostopääte RTF ei<br />
takaa, että tiedosto on todellisuudessa RTFmuodossa.<br />
(Esim Microsoft Word avaa ilman<br />
vahvistusta Word-muotoisen tiedoston, vaikka<br />
siinä olisi RTF-pääte)<br />
– Jos RTF-tyyppiseen tiedostoon on upotettu<br />
toinen tiedosto, se voi sisältää haitallista<br />
© Juhani Paavilainen<br />
ohjelmakoodia
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
MAKROVIRUSTEN TORJUNTA<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
KÄYTTÖOIKEUKSIEN HALLINTA<br />
OIKEUTESI<br />
VERKKOON:<br />
LUKU / SUORITUS<br />
◆ Ei estä virusten leviämistä, mutta voidaan hidastaa<br />
tartunnan leviäminen<br />
◆ Viruksella on samat oikeudetkin kuin käyttäjälläkin<br />
◆ Jos käyttäjä pystyy muokkaamaan ohjelmatiedostoja,<br />
silloin pystyy viruskin<br />
◆ Lähiverkon suojaaminen © Juhani tärkeää<br />
Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
VARMUUSKOPIOINTI<br />
◆ Varmuuskopionti on myös virustentorjuntaa<br />
◆ Varmuuskopiointi auttaa palauttamaan virusten<br />
tartuttamat tiedostot järjestelmään<br />
◆ Ovat suoja myös mahdollisilta tuhovaikutuksilta<br />
◆ Ohjelmatiedostoista on hyvä ottaa pysyvät<br />
varmistukset<br />
◆ Jos virus muuttaa hitaasti järjestelmän tietoja,<br />
myös varmistukset voivat vioittua<br />
© Juhani Paavilainen
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
LEVYKKEIDEN<br />
KIRJOITUSSUOJAUS<br />
◆ Levykkeen kirjoitussuojaus estää levykkeelle<br />
kirjoittamisen ja siten myös virusten siirtymisen<br />
◆ Alkuperäiset levykkeet on hyvä kirjoitussuojata<br />
◆ Jotta järjestelmä voidaan käynnistää keskusmuisti<br />
puhtaana viruksista, tarvitaan käynnistyslevyke, joka<br />
pidetään aina kirjoitussuojattuna<br />
◆ Voidaan kirjoitussuojata myös silloin, kun ei ole<br />
tarvetta muuttaa levykkeellä olevaa tietoa.<br />
Esimerkiksi silloin, kun siirretään tietoja levykkeeltä<br />
tietokoneeseen, mutta ei levykkeelle.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
LEVYKEKÄYNNISTYKSEN ESTO<br />
BIOS SETUP<br />
DISKBOOT:<br />
DISABLED<br />
◆ Levykkeeltä käynnistys voidaan estää tietokoneen<br />
BIOS-asetuksista<br />
◆ Tällöin käynnistyslohkovirukset eivät pääse leviämään<br />
tietokoneeseen<br />
◆ Jos levykekäynnistys tarvitaan, asetus voidaan<br />
tilapäisesti laittaa takaisin<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
OHJEISTUS<br />
◆ Tarvitaan, jotta tiedetään yhteiset säännöt ja<br />
menettelytavat organisaatiossa<br />
◆ Tulisi sisältää:<br />
◆ Ohjeet virustentorjuntaohjelmien käyttämisestä<br />
◆ Ohjeet menetelmistä tartunnan välttämiseksi<br />
◆ Menettelyohjeet tartunta kohdattaessa<br />
◆ Vastuukysymykset<br />
◆ Voidaan ottaa kantaa mm.<br />
◆ Sähköpostin liitetiedostojen käsittely<br />
◆ Kotitietokoneiden käyttö<br />
© Juhani Paavilainen<br />
◆ Internetin käyttö
VIRUSTENTORJUNTAKEINOJA<br />
KOULUTUS<br />
◆ Tukihenkilöt tulisi kouluttaa<br />
◆ Virustentorjunta olisi hyvä tehdä<br />
mahdollisimman automaattiseksi,<br />
jolloin käyttäjien kouluttamisen voi<br />
jättää vähemmälle<br />
◆ Tärkeää olisi kuitenkin jokaisen<br />
tietää menettelytavat kohdattaessa<br />
virustartunta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TULEVAISUUDEN ARVIOINTIA<br />
• VIRUSTEN MÄÄRÄ TULEE JATKUVASTI<br />
KASVAMAAN<br />
• ERITYISESTI WINDOWS 9X JA WINDOWS NT<br />
KÄYTTÖJÄRJESTELMILLE KIRJOITETTUJA VIRUKSIA<br />
LISÄÄ (Myös Windows 2000)<br />
• VIRUSTEN JA TROIJAN HEVOSTEN<br />
MASSAPOSTITUKSET<br />
• INTERNETTIÄ JA VERKKOYHTEYKSIÄ<br />
HYÖDYNTÄVIÄ VIRUKSIA TULEE LISÄÄ<br />
• SOVELLUSTEN MAKROYHTEENSOPIVUUS TEKEE<br />
MYÖS VIRUKSISTA YHTEENSOPIVIA<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen
6.<br />
TIETOLIIKENNETURVALLISUUS<br />
Tietoliikenneturvallisuuden <strong>perusteet</strong><br />
TCP/IP-protokollaperhe ja IP - verkkojen<br />
tietoturvauhat<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoliikenneturvallisuuden päämääränä on<br />
varmistaa<br />
• viestien<br />
– alkuperäisyys<br />
– koskemattomuus<br />
– luottamuksellisuus<br />
• lähettäjä ja vastaanottaja sekä todentaa heidät<br />
• viestin yksityisyys ja yksityisyyden suoja<br />
• tietoliikennelaitteiden fyysinen turvallisuus<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvauhat <br />
• käytettävyyttä vastaan tehty hyökkäys, palvelunesto<br />
– DOS, DDOS<br />
• luottamuksellisuutta vastaan tehdyt hyökkäykset<br />
– datan sieppaus, salakuuntelu, tiedostojen jakaminen<br />
luvatta verkossa<br />
• Eheytä vastaan tehty hyökkäys<br />
– tiedon luvaton muuttaminen<br />
• yksityissyyttä vastaan tehty<br />
– henkilötietojen väärinkäyttö<br />
© Juhani Paavilainen
Järjestelmän<br />
hallinta<br />
Tietoliikenneturvallisuuden<br />
osa-alueet<br />
Tietojärjestelmät, hyväksikäyttö<br />
Sovellustason protokollat<br />
Yhteystason protokollat, yhteyksien hallinta<br />
Verkonhallinta<br />
Internet<br />
Communication<br />
OSI Layers<br />
OSI 7<br />
OSI 6 Applications<br />
OSI 5<br />
OSI 4<br />
Transport<br />
OSI 3<br />
Verkkotason protokollat, reititys<br />
Siirtoteiden<br />
OSI 2<br />
hallinta Fyysiset yhteydet, kaapelit, laitteet OSI 1<br />
Internet<br />
Link &<br />
Physical<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Uhat <br />
• Passiiviset<br />
– salakuuntelu, monitorointi,<br />
• viestin sisällön julkitulo<br />
• tietoliikenteen analysointi<br />
– viestien ”olemassaolon” julkitulo (kuka lähettänyt, koska, mitä,<br />
kenelle, miksi)<br />
• Aktiiviset<br />
– viestien muuntelu<br />
– naamioituminen, harhauttaminen, väärentäminen<br />
– uudelleen lähetys<br />
– palvelunesto<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvaongelmia OSI:n tasolla 1<br />
• Fyysisen kerroksen tehtävänä on siirtää signaali<br />
siirtotietä pitkin bittijonona tai muuna signaalina<br />
– (analogisesti/digitaalisesti,) [ISDN, Ethernet (osoittain), GSM]<br />
• Mahdollisia tietoturvaongelmia:<br />
– ei-sallittu kytkeytyminen siirtotiehen tai laitteeseen<br />
– signaalin häiritseminen tai sen sieppaaminen<br />
siirtotiestä magneettisesti, optisesti,<br />
sähkömagneettisesti linkistä, yms.<br />
• Muut:<br />
– siirtotien tai laitteiston tuhoutuminen kaivinkoneen,<br />
salamaniskun, tuhotyön tms. seurauksena<br />
© Juhani Paavilainen
Tietoturvaongelmia OSI:n tasolla 2<br />
Siirtokerroksen (linkkikerroksen) tehtävänä on siirtää<br />
datakehys kahden pisteen välillä. [802.3, MAC, SLIP]<br />
• Mahdollisia tietoturvaongelmia:<br />
– datapaketin tai sen osan sieppaaminen<br />
– salakuuntelu, muuntelu, häirintä<br />
– virheellisten bittien pääsemien läpi ilman, että<br />
virheenkorjaus paljastaa sen.<br />
Begin<br />
Dest.<br />
MAC<br />
Source<br />
.MAC<br />
Data<br />
End<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvaongelmia OSI:n tasolla 3<br />
• Verkkokerroksen tehtävänä on siirtää määräkokoiset<br />
datapaketit verkon solmupisteiden välillä<br />
lähdekoneesta kohdekoneeseen [IP, (ICMP, RIP)]<br />
• Mahdollisia tietoturvaongelmia:<br />
– paketin osoitetietojen manipulointi/väärentäminen<br />
• paketin joutuminen väärään osoitteeseen.<br />
– paketin häviäminen tai monistuminen<br />
– väärennettyjen pakettien lähettäminen<br />
–muut<br />
• paketin liian hidas kulkeutuminen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvaongelmia OSI:n tasolla 4<br />
– Kuljetuskerroksen tehtävänä on muodostaa yhteys<br />
lähde- ja kohdekoneen välille yhteydellisesti tai<br />
yhteydettömästi [TCP, UDP, NetBIOS]<br />
– Tietoturvaongelmia<br />
• Käytetään olemassa olevien protokollien tietoturvaaukkoja<br />
hyväksi<br />
• erilaisten välimuistien ja väliaikaistiedostojen<br />
väärinkäyttö<br />
© Juhani Paavilainen
Tietoturvaongelmia OSI:n tasolla 5 ja 6<br />
– Yhteysjakso- eli istuntokerroksen tehtävänä on<br />
muodostaa ja purkaa yhteydet/istunnot ja jakaa ne<br />
loogisiin osiin [DNS, NetBios]<br />
– Esitystapakerroksen tehtävänä on määritellä<br />
siirron aikaisen esitystavan ja sen miten siitä<br />
neuvotellaan<br />
– Tietoturvaongelmia<br />
• erilaisten välimuistien ja väliaikaistiedostojen<br />
väärinkäyttö<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvaongelmia OSI:n tasolla 7<br />
– Sovelluskerroksen tehtävänä on määritellä<br />
käytettävä sovellus<br />
– Tietoturvaongelmia<br />
• Sovellusten tietoturva-aukkojen hyväksikäyttö<br />
• käytetään sovelluksia eri tarkoituksiin kuin mihin ne on<br />
suunniteltu<br />
– verkonhallinta/liikenteen analysointi hakkerointi<br />
© Juhani Paavilainen<br />
7.<br />
TCP/IP ja protokollaan liittyvät<br />
tietoturvauhat<br />
© Juhani Paavilainen
TCP/IP protokollaperhe<br />
email osoite: jpa@cs.uta.fi<br />
DNS-nimi: mosse.cs.uta.fi<br />
URL: WWW..cs.uta.fi<br />
Telnet DNS SMTP HTTP NSF SNMP<br />
Portti No:<br />
53<br />
53 80 2049<br />
23 25<br />
161<br />
Internet<br />
Communication<br />
Layers<br />
Applications<br />
Socket-rajapinta<br />
TCP<br />
UDP<br />
Transport<br />
Protokolla No<br />
6<br />
IP–osoite: 193.166.4.72<br />
IP (Internet protocol)<br />
LAN –osoite: 10.2.3.4.56<br />
Reititys Internet<br />
BGP,OSPF,RIP<br />
Laiteajurit<br />
RJ 45 Fyysiset yhteydet, kaapelit, laitteet, laiteajurit Liitin/ Physical<br />
5,0V/100MHz<br />
fyysinen rajapinta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
17<br />
Internetin reitityksestä<br />
•Kts: http://www.csc.fi/kuvat/funetkartat/FUNET2002_suomi.gif<br />
0-alueet yhdistävä ”backbone”<br />
BGP<br />
. fi<br />
uta.fi<br />
Aliverkko 01<br />
Autonomous<br />
System<br />
Aliverkko 1.1<br />
cs.uta.fi<br />
Aliverkko 1.1.1<br />
RIP, OSPF<br />
lada.cs.uta.fi<br />
. se Aliverkko 03<br />
Aliverkko 02<br />
AS<br />
AS<br />
Aliverkko 3.1<br />
• Reititys tapahtuu aliverkkojen välillä<br />
• käytettävä reititysprotokolla riippuu<br />
millä tasolla liikutaan (OSPF,RIP,<br />
BGP,..)<br />
• UHAT:<br />
• ei sallita tiettyjen (ali-) verkkojen<br />
käyttöä ”läpikulkuun”<br />
salakuuntelun, DoS.n tms vuoksi<br />
• väärien reititystietojen antaminen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
IP-protokollan tietoturvauhat<br />
• IP protokolla on TCP/IP perheen työjuhta<br />
– kuljettaa yksittäiset paketit<br />
• Uhkia:<br />
– IP-osoitteen väärentäminen<br />
– Reitityksen huijaaminen<br />
• lähdereitityksen käyttäminen<br />
• väärien reititystietoja lähettäminen<br />
– paketin ja datan sieppaaminen, väärentäminen,<br />
muuntaminen<br />
Ohjaus<br />
Dest.IP<br />
Source IP<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Data
TCP (Transfer Control Protocol)<br />
• Tarjoaa luotettavan yhteydellisen palvelun<br />
– kolmivaiheinen kättely (Syn/Ack)<br />
SYN 1, ACK 0 SYN 1, ACK 1 SYN 0, ACK 1<br />
• Omaa vuonohjauksen (sequence)<br />
– (IP + PortNo/protokolla) IDNo<br />
• Ei "epäile" virheellisiä IP-paketteja<br />
• Voidaan huijata lähettämällä oikean näköisiä IPpaketteja,<br />
joissa on oikea sarjanumero mutta<br />
virheellinen data (ns. Sequence Number Attack )<br />
Ohjaus<br />
Dest.IP<br />
Source IP<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TCP:n tiedot +Data<br />
UDP (User Datagram Protocol)<br />
• Yksinkertainen yhteydetön protokolla, joka on<br />
tarkoitettu kysely/vaste toimintoihin.<br />
– viestien/sanoman välittäminen sovellusten välillä<br />
• Pilkkoo datan sovelluksen antamien ohjeiden mukaan<br />
• Voidaan käyttää hyväksi useissa erilaisissa<br />
hyökkäyksissä<br />
• Ei kättelyitä ja pakettien numerointeja<br />
Ohjaus<br />
Dest.IP<br />
Source IP<br />
UDP:n tiedot +Data<br />
© Juhani Paavilainen<br />
UDP:tä käyttäviä sovelluksia<br />
• DNS (Domain Name Server)<br />
• NTP (Network Time Protocol)<br />
• SNMP (Simple Network management Protocol)<br />
• NFS (Network File System)<br />
• RPC<br />
© Juhani Paavilainen
SNMP (Simple Network Management<br />
Protocol)<br />
• Tietoliikennelaitteiden hallintaan käytetty protokolla<br />
• SNMP- ”uskoo sokeasti” UDP:ltä saatavien viestien<br />
oikeellisuuteen<br />
• väärennetyillä SNMP –viesteillä mahdollisuus huijata<br />
verkkolaitteita<br />
© Juhani Paavilainen<br />
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)<br />
• Sähköpostin siirtämiseen käytetty protokolla. (RFC<br />
822 ja 821), portti 25<br />
• Siirtää sähköpostiviestit (Envelope, Header ja Body )<br />
puhtaana 7-bittisenä NVT ASCII-tiedostona.<br />
HELLO, MAIL, RCPT, DATA, QUIT<br />
• osoite- yms tiedoilla voi huijata vastaanottajaa<br />
hyvinkin helposti<br />
© Juhani Paavilainen<br />
MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions)<br />
• SMTP:n monipuolinen laajennus<br />
– mahdollistaa liitetiedostot yms.<br />
– ei kuitenkaan sisällä tietoturvaominaisuuksia<br />
• HUOM! liitetiedostojen<br />
turvallisuus/vaarallisuus/yhteensopivuus!!<br />
– Kts:<br />
http://www.st.jyu.fi/~juhtolv/mswordmail.html<br />
© Juhani Paavilainen
SMTP:n ja MIME:n turvallisuus<br />
• väärentäminen ja sieppaaminen on erittäin helppoa<br />
– merkitsemällä lähettäjä erilaiseksi kuin se<br />
todellisuudessa on<br />
– verkkoanalysaattorilla pystyy lukemaan viestit<br />
helposti<br />
© Juhani Paavilainen<br />
POP/POP3<br />
• Sähköpostin hakemiseen palvelimelta käytetty<br />
protokolla<br />
• Viesti kopioidaan mikrolle ja poistetaan<br />
postipalvelimelta<br />
• Suojaus monen käyttäjän koneessa<br />
– Viestit tallentuvat mikron kovalevylle ja ne joilla on<br />
pääsy ko. levylle voivat lukea/muuttaa/tuhota<br />
viestit.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TELNET<br />
• pääteyhteyssovellus (RFC 854)<br />
– käyttää TCP-protokollaa ja porttia 23<br />
• Istunnot luodaan ei-luotetusta laitteesta (NVT)<br />
ja istunto aloitetaan antamalla käyttäjätunnus ja<br />
salasana.<br />
– nämä siirretään salaamattomana jolloin hakkerin on<br />
helppo siepata ne<br />
• TCP:n sekvenssinumeron voi saada Telnet -<br />
yhteyksissä selville verkkoanalysaattorilla<br />
© Juhani Paavilainen
FTP (File Transfer Protocol)<br />
• Tiedostojen siirtoon tarkoitettu protokolla (RFC 959)<br />
– Alunperin se oli tarkoitettu pelkästään ohjelmien<br />
välisiin tiedonsiirtoon<br />
• Käyttää TCP-protokollaa ja porttia 20 (+21<br />
ohjaukseen)<br />
• FTP:n käyttö sinänsä ei ole turvatonta<br />
• FTP-palvelimen suojaus pitää tehdä huolellisesti<br />
– Anonymous alue ja oikeudet tarkasti rajattu<br />
• Ei Writeable oikeuksia!<br />
– Ei pääsyä systeemihakemistoihin tms.!!!!<br />
– lokin ja palomuurin käyttö suotavaa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
NetBIOS<br />
• Windowsien käyttämä yksinkertainen protokolla<br />
• poistumassa mutta yhä ”sisäänrakennettuna”<br />
CIFS/SMB pohjaisiin protokollapinoihin<br />
– palauttaa järjestelmätietoa portin 139 kautta<br />
• RedButton/NULL Session:<br />
• net use \\163.110.123.134\IPC$ ” ” \u ” ”<br />
• muut<br />
• net view /domain [:hostname], net view \\domainname<br />
• nbstat , nltest, snmputil, nslookup yms. NTRK:n ohjelmia<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Muita protokollia/palveluita<br />
• http/WWW<br />
– Unicode-hyökkäys<br />
– www-palvelimien turva-aukkojen hyväksikäyttö<br />
– huonosti/bugisesti koodatut sivustot<br />
– ohjelmointi-/scriptikielien bugit<br />
– piilokoodien (huono) käyttö<br />
– siirrettävät komentojonot/ohjelmat/scriptit<br />
– cookiet/evästeet yms.<br />
– SSL-huijaukset<br />
• Napster yms. tiedostonjako-ohjelmat<br />
– varomaton käyttö saattaa johtaa tärkeiden tietojen<br />
”jakamiseen” ja leviämiseen ympäri Internettiä<br />
–vrt FTP<br />
© Juhani Paavilainen
Tietojen urkinta<br />
• Internet:<br />
– toimialue, aliverkot, IP-osoitteet<br />
– sisäänpääsyn kontrollointi ja IDS (Intrusion Detection<br />
System), SNMP, NAT<br />
• Intranet:<br />
– käytössä olevat protokollat, sisäiset aliverkot ja IP-osoitteet,<br />
joihin pääsy Internetistä, sovellukset/järjestelmät<br />
• Etäkäyttö<br />
– puhelinnumerot, suojaustavat, VPN,<br />
• Extranet<br />
– Palvelut, sisäänpääsy, kontrollit<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Urkinnan työkaluja/menetelmiä<br />
• Whois<br />
• WWW-sivut, HTML-kommentit, hakusanat,<br />
hakupalvelut, “väärennetyt”/"harhauttavat” sivustot<br />
– kts: http://www.whitehouse.gov, katso myös<br />
– http://www.whitehouse.net<br />
– http://www.whitehouse.org<br />
– http://www.whitehouse.com<br />
• finger<br />
• Ping, ARP, RARP, icmpquery, traceroute, DNS …<br />
• TCP/UDP-porttiskannaus<br />
• Käyttöjärjestelmän (+ version) selvitys<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Windows 9X-koneiden hakkerointi<br />
• Win9X koneiden tietoturva erittäin heikko<br />
• Resurssien jakamisessa oltava tarkkana<br />
• Etähallinta (väärin tehtynä/väärillä työkaluilla)<br />
• Protokollien toteutuksissa paljon bugeja<br />
• Etäkäyttö (ja sen hallinta väärin tehtynä)<br />
© Juhani Paavilainen
NT-koneiden hakkerointi<br />
• Tietojen urkinta + salasanan arvaus<br />
– Net use \\ … \IPC$ * user:Administrator<br />
• Sisäänkirjautumisen salakuuntelu<br />
– + Salasanojen murtaminen<br />
• Palvelunesto (TCP/IP protokollien bugien<br />
hyväksikäyttö<br />
• Tiedossa olevien turva-aukkojen hyväksikäyttö<br />
• Yms…..<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Luentoon liittyvä, tenttiin tuleva materiaali<br />
• Internetin käyttö - ja tietoturvallisuussuositus<br />
– http://www.vn.fi/vm/kehittaminen/tietoturvallisuus/<br />
vahti/suositus.htm<br />
• Lähiverkkojen turvallisuussuositus<br />
– www.vn.fi/vm/kehittaminen/tietoturvallisuus/<br />
vahti/vahti22001.pdf<br />
• Rikoslaki: kts. http://www.finlex.fi/<br />
• luku 34, 1§ ja 9a§<br />
• luku 38 kokonaisuudessaan,<br />
• luku49, 1§ ja 2§<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen
8.<br />
Salausmenetelmiä<br />
Kryptografian perusteita<br />
Salausalgoritmeja<br />
DES/AES<br />
RSA<br />
Diffie-Hellman<br />
RC 5, MD SHA<br />
Asioita ei käsitellä tällä kurssilla matemaattisesti vaan ainoastaan<br />
periaatetasolla. Pääasiana on eri salausmenetelmien käyttöalueet<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Käsitteitä<br />
• Kryptologia: salakirjoitustiede<br />
• Kryptografia: salausalgoritmien ja niihin liittyvien<br />
menetelmien kehittäminen<br />
• Kryptoanalyysi: salakirjoituksen purkaminen ja<br />
menetelmien analysointi<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Kerckhoffin periaate<br />
• Hyvä salausmenetelmä on varma, vaikka kaikki sen<br />
salaus- ja purkuprosessien yksityiskohdat julkistetaan<br />
lukuunottamatta salaista avainta.<br />
– (August Kerckhoff 1835-1903)<br />
© Juhani Paavilainen
Kryptografinen varmuus<br />
• Järjestelmä on kryptografisesti<br />
– teoreettisen varma, jos järjestelmä kestää murrot,<br />
jossa on rajaton määrä laskentakapasiteettia<br />
(=> mahdoton murtaa)<br />
– käytännöllisesti varma, jos järjestelmä kestää<br />
murrot, jossa on rajattu määrä laskentakapasiteettia<br />
(=> vaikea murtaa)<br />
• vrt Mooren laki<br />
– rajattu määrä laskentatehoa on tietokoneissa hyvin suhteellinen<br />
käsite<br />
• Kysymys: Kuinka pitkäsi ajaksi tieto halutaan suojata:<br />
ms, s, min, h, d, a, <br />
© Juhani Paavilainen<br />
Kryptografinen varmuus<br />
• Muita varmuusmalleja<br />
• ad hoc varma 1)<br />
– järjestelmää pidetään yleisesti varmana ja vaikeana murtaa<br />
• laskennallisesti varma 1)<br />
– systeemi on laskennallisesti varma, jos murtamiseen tarvitaan<br />
enemmän laskentaresursseja mitä on käytettävissä<br />
• todistettavasti varma 1)<br />
– murtaminen todistettavasti yhtä vaikeaa, kuin hyvin tunnetun ja<br />
otaksuttavasti vaikean (lukuteoreettisen) ongelman ratkaiseminen<br />
• kompleksisuusteoreettisesti varma<br />
– murtamiseen tarvittava aika kasvaa nopeammin kuin systeemiä<br />
kuvaava kompleksisuusfunktio<br />
• ehdottomasti varma<br />
– 1) yleisimmät,<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Kryptografia<br />
• Jaottelu perusteita:<br />
– Avainten lukumäärä<br />
• symmetriset avaimet (yksi avain)<br />
– salaisen avaimen järjestelmät<br />
• epäsymmetriset avaimet (kaksi avainta)<br />
– julkisen avaimen järjestelmät<br />
– Tapaa, jolla salattavaa aineistoa käsitellään<br />
• Lohko-/vuosalaimet<br />
© Juhani Paavilainen
Kryptoanalyysi<br />
• Pyritään selvittämään salaus ja sen hyvyys käyttämällä<br />
sopivia menetelmiä<br />
• Menettely riippuu siitä mitkä ovat lähtötiedot<br />
• salaamaton data tai sen osa<br />
• salattu data<br />
• Välineitä<br />
• tilastollinen käsittely, matematiikka, raaka voima,<br />
lineaarinen- ja differentiaalinen kryptoanalyysi,<br />
diffrentiaalinen virheanalyysi jne.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Symmetrinen salaus<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Symmetrinen salaus<br />
• Heikkoutena<br />
– salausavaimet on pidettävä salassa<br />
– salausavaimien jakelu (n*n-1)/2 kpl<br />
• Tyypillisimmät symmetriset salausmenetelmät ovat:<br />
– Korvaaminen<br />
– Muuntaminen<br />
– Tulomenetelmä<br />
© Juhani Paavilainen
Korvaaminen<br />
• Merkkejä korvataan, jollain systemaattisella tavalla<br />
• Julius Caesar käytti menetelmää, jossa kirjaimia siirrettiin<br />
kolme pykälää eteenpäin<br />
• Parempaan tulokseen päästään, jos merkit korvataan<br />
mielivaltaiseen järjestykseen laitetulla merkistöllä<br />
• mahdollisia variaatioita on "vain" 29! (tai 26!) eli noin<br />
3,048*10 29<br />
– ei ole nykyaikana kovinkaan luotettava<br />
salausmenettely<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Muuntaminen<br />
• Viesti salataan muuttamalla merkkien tai bittien<br />
sijaintipaikkaa.<br />
• Yksinkertaisimmillaan tieto ryhmitellään lohkoiksi, jota<br />
muutetaan tietyn periaatteen eli salausavaimen mukaan<br />
• Purkamiseen voidaan käyttää mm. tilastolliseen<br />
esiintymiseen perustuvaa menetelmää<br />
• vaatii paljon vaivaa ja laskentatehoa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tulomenetelmä<br />
• Yhdistetään korvaaminen ja muuntaminen<br />
• vaihdellaan menetelmää korvaamisen ja muuntamisen<br />
välillä n kertaa peräkkäin<br />
– involuutiset funktiot f(f(x)) = x<br />
• Saadaan vaikeasti purettavissa oleva salaus<br />
• Käytetty mm. DES (Data Encryption Standard) ja<br />
3DES<br />
© Juhani Paavilainen
XOR /Exclusive OR<br />
• Salauksessa yleisesti käytetty matemaattinen<br />
laskuoperaatio.<br />
Samoin kuin:<br />
• 0 0 = 0<br />
• 0 1 = 1<br />
• 1 0 = 1<br />
• 1 1 = 0<br />
• a a = 0<br />
• a b = a<br />
• Tehtäessä sama operaatio kahdesti saadaan alkuperäinen<br />
lähtöarvo: SALAUS => PURKU<br />
• P K = C • P= plaintext, K=key, C =ciphertext<br />
• C K = P<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Feistelin salaaja<br />
• Salattava data P jaetaan lohkoihin ja jokainen lohko<br />
puolitetaan osalohkoksi L, R<br />
• Jokaisella salauskierroksella i yhdistetään osalohkojen<br />
korvaaminen ja käytetty salausfunktio f<br />
(kierrosfunktio)<br />
• kierrosfunktio f tehdään oikealle osalohkolle R<br />
• ulostulossa vasen ja oikea osalohko korvataan keskenään<br />
– jokaisella kierroksella n salausfunktioon f käytetään<br />
avaimen eri aliavainta K i<br />
• i kierroksen sisääntulo on i-1 kierroksen ulostulo<br />
• Ulostulona saadaan vaikeasti murrettava salattu data C<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Lohko n<br />
Feistelin periaate (verkko)<br />
Selväteksti<br />
Selväteksti L<br />
Selväteksti R<br />
Kierros i-1<br />
f<br />
Avain K i-1<br />
Kierros i<br />
f<br />
Avain K 1<br />
Salattu lohko n<br />
Salattuteksti<br />
© Juhani Paavilainen
Kierrosfunktion S-boxit<br />
• sisältää korvaamisoperaation (input output)<br />
• vaikuttaa oleellisesti salauksen hyvyyteen<br />
– epälineaarisen funktion hyvyys<br />
• korrelaation Inputin ja Outputin välillä<br />
• mitä useampi ulostulobitti muuttuu sisääntulobitin<br />
muuttuessa sen parempi<br />
– lohkon koko (suhteessa avaimeen)<br />
– aliavaimen generoinnin hyvyys<br />
–nopeus<br />
© Juhani Paavilainen<br />
DES<br />
• Feistel periaatteen mukainen<br />
• Koodaa dataa 64 bitin lohkoissa (56+ 8 parity)<br />
• Data sisään 64b lohkoissa, jonka jälkeen tehdään<br />
aloituspermutaatio<br />
– permutoitu sisääntulo laitetaan puoliksi (32b) ja toiselle<br />
lohkolle suoritetaan epälineaarinen muunnos (s) jonka jälkeen<br />
se summataan bitti bitiltä (mod-2) toiseen lohkoon<br />
– tämän jälkeen lohkot vaihtavat paikkaa<br />
– em. toimenpiteet toistetaan 16 kertaa (16-kierrosta)<br />
• 32b lohkot yhdistetään takaisin 64b lohkoksi, jolle<br />
suoritetaan aloituspermutaation käänteispermutaatio<br />
• => saadaan salattu 64b lohko<br />
© Juhani Paavilainen<br />
DES:n Feistel verkon periaate<br />
Laajennus<br />
x (32 bits)<br />
48 bits<br />
k i (48 bits)<br />
48 bits<br />
8 x S-boxes (4x16)<br />
6 bits x 8<br />
(korvaaminen)<br />
s 1 s<br />
Epälineerinen<br />
8<br />
4 bits x 8<br />
32 bits<br />
b<br />
P-box<br />
(permutatio)<br />
P<br />
© Juhani Paavilainen
DES jatkuu.<br />
• Useita eri toimintamoodeja (ECB, CBC, CFB, OFB)<br />
• voidaan käyttää sekä lohko- että vuosalaimena<br />
• Helppo toteuttaa sekä ohjelmistollisesti että ”sirulla”<br />
• Käytännössä riittävän turvallinen salaisen mutta ei<br />
erittäin salaisen tiedon kryptaamiseen<br />
• DES:iä ei enää tueta IETF:n tekemissä Internetstandardesissa<br />
• salaimen ns. S-boxin toimintaa ei ole julkaistu =><br />
vaikeaa todentaa algoritmin hyvyys ja se etteikö siinä<br />
olisi salaporttia<br />
© Juhani Paavilainen<br />
DES:n murtaminen<br />
– DES:m avain on hyvin lyhyt, joloin murtaminen<br />
onnistuu nykykalustolla ”melko helposti”<br />
• brute force: 1 milj avainta/sek => kestää n. 2000v<br />
• differential analysis vaatii alkuperäisdataa<br />
– siruja sopivasti yhdistelemällä saadaan ”tehokas”<br />
hyökkäys/purkuväline<br />
• EFF mursi DES salauksen 1998 250 00 $ laitteistolla<br />
» 1800 sirua, jossa jokaisessa 24 rinnakkaista hakuyksikköä<br />
» murtaminen kesti 58 tuntia<br />
» murtamiseen annettiin 24 salaamatonta merkkiä<br />
alkuperäisen tekstin alusta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
3DES /Triple DES<br />
• Periaatteessa kuten DES, mutta salaus tehdään kolmeen<br />
kertaan yhdellä, kahdella tai kolmella eri avaimilla<br />
– K 1 => K2 => K1, tai K 1 => K2 => K3,<br />
• Noin 3 kertaa hitaampi kuin DES<br />
• Murtaminen: 1.65 * 10^25 v. (Maailman ikä n. 15*10^9)<br />
© Juhani Paavilainen
RC 5<br />
• Ron Rivestin kehittämä nopea lohkosalaaja<br />
• perustuu RC 2 salaajaan (RC 4 jonosalaaja)<br />
• kolme prosessia:<br />
– avaimen laajennus<br />
» avain muutetaan avaintaulukoksi<br />
– salaus<br />
» yhteenlasku + XOR-lasku + voimakkaasti datasta riippuvia<br />
lohkojen kierto-operaatiota<br />
– salauksen purkaminen<br />
• muuttuva lohkon (32, 64 tai 128b) ja avaimen pituus (<br />
0…2048b) ja muuttuva määrä iteraatio kierroksia (0…255)<br />
• helppo implementoida ja analysoida<br />
– => soveltuu hyvin moneen erilaiseen<br />
käyttötarkoitukseen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
AES (Advanced Encryption Standard)<br />
• NIST aloitti 1996 DES:n seuraajan etsimisen<br />
– vaatimuksia<br />
• lohkosalain, 128 b lohkoissa<br />
• 128/192/256b mittainen avain<br />
• vähintään 3DES.n vahvuus mutta parempi soveltuvuus<br />
– toimikortteihin, laitteistoihin ohjelmistoihin, oltava joustava ja<br />
yksinkertainen<br />
• ei royalty- maksuja<br />
• turvallinen seuraavat 30 vuotta<br />
• saavutettava yleinen luottamus<br />
• NIST sai 15 ehdotusta (1998)<br />
– viiden finalistin I (1998) ja II (1999) ja lopullisen valinta III (2000) AES<br />
konferenssissa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Rijndael AES<br />
• by: Joan Daemen ja Vincent Rijmen , Belgia<br />
(http://www.esat.kuleuven.ac.be/~rijmen/rijndael/)<br />
• NIST:n valinta DES.n seuraajaksi 2.10.2000<br />
(http://www.nist.gov/public_affairs/releases/g00-176.htm)<br />
• AES standardiksi: NIST 197, 26.11.2001<br />
• Täyttää muut NIST:n ehdot mutta ”yleinen luottamus<br />
vielä hakusessa”<br />
• turvallisuus on saanut runsaasti kritiikkiä<br />
(http://citeseer.nj.nec.com/knudsen99some.html, http://www.ieeesecurity.org/Cipher/ConfReports/conf-rep-aes.html)<br />
© Juhani Paavilainen
Rijndaelin toimintaperiaate<br />
• Modifioitu, neliöity Feistel-verkko 10, 12 tai 14<br />
kierroksella<br />
• avaimen pituus 128, 192, tai 256b<br />
• datalohko 4x4, 4x6 tai 4x8 bittiä<br />
• kierrosfunktiossa lineaarinen- ja epälineaarinen (8x8)-<br />
sekä XOR-taso<br />
• kts. tarkemmin FIPSP 197<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Rijndael vahvuudet/heikkoudet<br />
+ Paras kombinaatio<br />
turvallisuuden, nopeuden,<br />
joustavuuden,<br />
toteutettavuuden ja<br />
tehokkuuden osalta<br />
+ Finalistien nopein HWtoteutuksissa<br />
+ lähes nopein SW-toteutuksissa<br />
– turvallisuuden heikkoudet<br />
– uusi idea<br />
– on jatkuvasti<br />
kryptoanalyytikkojen<br />
analyysin kohteena<br />
(ainakin niin kauan kun<br />
turvauhat (myös<br />
teoreettiset) on selvitetty<br />
+ erittäin joustava<br />
+ uusi idea<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Muita symmetrisiä salausmenetelmiä<br />
– IDEA ( International Data Encryption Algorithm)<br />
• salataan 128b avaimella 64 b lohkoja, Murtaminen n.<br />
10^13v<br />
– SkipJack:<br />
• NSA:n Clipper-sirulle tekemä salainen salausmenetelmä<br />
– BlowFish, RC4,RC5, Enigma, Viginere, 3Idea<br />
© Juhani Paavilainen
HASH-funktiot, tiiviste-algoritmit<br />
• Tiivistealgoritmejä<br />
• Yksisuuntaisia funktioita<br />
• ei erillista avainta (välttämättä)<br />
• ulostulo kiinteämittainen sanoma riippumatta sisääntulon<br />
pituudesta<br />
• Hyvin käyttökelpoisia mm.<br />
• digitaalisissa allekirjoituksissa<br />
• eheyden tarkastuksissa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
MD5<br />
• tiivistealgoritmi (RFC 1321 määritelty)<br />
• Ron Rivestin kehittämä, MD4 paranneltu versio<br />
• Nopea ja turvallinen<br />
• yksinkertainen toteuttaa mm. ohjelmallisesti<br />
• ulostulo 128 b<br />
– tietyissä sovelluksissa liian lyhyt<br />
4 x4 x 32b 4 x 32b = 128b<br />
Kierros<br />
1<br />
Kierros<br />
2<br />
Kierros<br />
3<br />
Kierros<br />
4<br />
© Juhani Paavilainen<br />
SHA (Secure Hash Algorithm)<br />
• Kehitetty NIST:ssä<br />
– perustuu MD 4 algortimiin<br />
• tiiviste 160 b<br />
– turvallinen<br />
– ei tunnettuja (onnistuneita) hyökkäyksiä<br />
• SHA-1 lisätty 1 bitin rotaatio<br />
• käytetään mm. USA:n hallinnon digitaalisessa<br />
allekirjoituksessa DSA:ssa ja DSS:ssä (FIPSP 186)<br />
• hieman hitaampi kuin MD 5<br />
© Juhani Paavilainen
Epäsymmetrinen salaus<br />
• Salaus muodostetaan ja puretaan eri avaimella<br />
– julkinen ja salainen avain<br />
– on julkisen avain infrastruktuurin pohjana<br />
• Salaus perustuu matemaattisen laskennan<br />
kompleksisuuteen ( ei korvaamiseen, tulomenetelmään<br />
tms.)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Diffie-Hellman<br />
• Whitfield Diffie ja Martin Helman ”loivat perustan”<br />
epäsymmetriselle salaukselle 1976<br />
– Yhteinen jaetun salaisuuden luonti ilman avaimia<br />
• kumpikin osapuoli saa salaisen informaation vaihtamatta<br />
sitä ollenkaan toistensa kanssa<br />
– Menetelmän ideaa voidaan hyödyntää monin tavoin<br />
• avainten vaihto ja jakelu<br />
• avainten luonti/sopiminen<br />
• salaus<br />
• digitaalinen allekirjoitus ym.<br />
– perusidea on esitetty jo 1949 (Shannon)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Diffie-Hellman…<br />
[1. A (ja B) valitsee sopivan suuren kokonaisluvun X i ja X j (>150num./512b) ]<br />
2. Kumpikin valitsee uuden oman salaisen luvun X i ja X j<br />
3. Salainen luku (ja kaksi ensimmäistä lukua) syötetään<br />
eksp.funktioon Y 1 = f() Xj mod p ja Y 2 = f() Xi mod p<br />
4. Funktion tulokset vaihdetaan (avoimesti)<br />
5. Molemmat saavat identtisen luvun, jota voidaan<br />
käyttää avaimena Z 1 = f() Xj mod p = f() Xi mod p = Z 2<br />
6. Voidaan hyödyntää mm. symmetrisen salauksen<br />
avaimena => avaimenluontiprotokolla<br />
© Juhani Paavilainen
Tiedon salaaminen epäsymmetrisesti<br />
• Julkisen avaimen eli asymmetrisen kryptografian käyttö tiedon<br />
salaamisessa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Lähettäjän todentaminen epäsymmetrisellä<br />
salaamisella<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Muita sovellutuksia<br />
• Digitaalinen allekirjoitus:<br />
– varmistetaan välitettävän aineiston eheys ja lähettäjän alkuperä<br />
© Juhani Paavilainen
RSA (Rives, Shamir ja Adleman, 1976)<br />
• Perustuu suurilla alkuluvuilla muodostettujen lukujen<br />
eksponenttifunktioon (Eukliden algoritmit ja modulaarieksponenttifunktion<br />
käyttöön)<br />
• Kryptografinen varmuus perustuu tekijöihinjaon<br />
oletettuun vaikeuteen<br />
– kun alkuluvut (ja muut lähtöarvot) tiedetään, on<br />
laskuoperaatio helppo ja nopeasti toteutettavissa<br />
– kun alkulukuja ei tunneta, on<br />
purkaminen/murtaminen hyvin vaikeaa<br />
• suurten kokonaislukujen tekijöihin jakaminen on<br />
vaikeaa/työlästä<br />
• eksponenttifunktion käänteisfunktion (logaritmin)<br />
laskeminen vaikeaa, jos ei tiedetä lähtöarvoja<br />
© Juhani Paavilainen<br />
RSA:n salausavainten laskenta<br />
1. Valitaan suuret (samanpituiset) alkuluvut p ja q ja lasketaan<br />
kokonaisluku n=p*q<br />
3. Valitaan salauseksponentti e. (Ei yhteisiä tekijöitä ((p-1)(q-1) kanssa)<br />
4. Lasketaan purkueksponentti d.<br />
[ed= 1 mod(p-1)(q-1) => d = e -1 mod(p-1)(q-1)] (Eukliden s.y.t algoritmilla )<br />
Julkinen avain on K j = {e,n}<br />
Salainen avain on K s = {d}<br />
Alkuluvut p ja q voi tämän jälkeen ”tuhota” tai ainakin pitää salassa!<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Salaus RSA:lla<br />
Julkinen avain on K j = {e,n}<br />
Salainen avain on K s = {d}<br />
Salataan viesti M, (jaetaan ensin lohkoihin m i , max koko
RSA:n murtaminen <br />
• RSA:n varmuus perustuu suurten lukujen tekijöihin jaon<br />
vaikeuteen (matemaattista todistamista ei väitteelle suoraan ole):<br />
http://www.rsasecurity.com/rsalabs/challenges/factoring/faq.html<br />
• murtajalla on PKI:n avulla käytettävissä julkinen avain (e, n)<br />
• Algoritmi voi olla vahva mutta sen toteutus heikko<br />
• toteutuksissa bugeja/virheitä => hyökkäys näitä vastaan<br />
• valittujen lukujen p,q sekä niistä muodostettujen e, d hyvyys<br />
• muitakin murtomenetelmiä löydetty, mutta kaikki olleet<br />
hitaampia kuin tekijöihin jako<br />
• =>alkulukujen tulee olla pidempiä kuin 150 numeroa (512 b)<br />
• =>salausavaimen pituuden suositus 1024 bittiä, mieluummin 2048b<br />
© Juhani Paavilainen<br />
RSA tekijöihin jako:<br />
• luvun n muodostamien alkulukujen löytäminen,<br />
• Tekijöihin jaon ongelma: The RSA Factoring Challenge FAQ<br />
– Luvun tekijöinä alkuluvut => suurten alkulukujen<br />
löytämisen vaikeus/todistaminen, että p ja q ovat<br />
alkulukuja => Carmichelin numerot<br />
– 155 numeroinen luku (512b) jaettiin tekijöihin<br />
22.8.1999<br />
(http://www.rsasecurity.com/rsalabs/challenges/factoring/rsa155.html)<br />
–244(= 2 809 -1 ) numeroinen (SNFS) jaettiin<br />
tekijöihin 3.1 2003<br />
© Juhani Paavilainen<br />
GSM:n salausalgotrimit<br />
• A5 yhteyden salaus (huom. vain ilmarajapinta)<br />
–A5/1, A5/2:<br />
• A3: käyttäjän tunnistamiseen<br />
• A8: istunto(yhteys) kohtaisen avaimen laskentaan<br />
© Juhani Paavilainen
A5<br />
• symmetrinen jonosalausalgoritmi, talletettu<br />
matkaviestimeen<br />
• käytettävä versio A5/1, A5/2 neuvotellaan yhteyden<br />
alussa (tai käytetäänkö salausta ollenkaan)<br />
– monessa maassa salaus on kielletty<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Yhteenvetoa<br />
• Symmetriset ja epäsymmetriset menetelmät<br />
• Symmetrisessä menetelmässä tiedon purku- ja<br />
salausavaimet ovat samat<br />
• Epäsymmetrisessä menetelmässä avaimet ovat erilaisia<br />
• Symmetrinen on nopeampi<br />
• Epäsymmetrisellä mahdollistetaan muutakin kuin<br />
pelkkä luottamuksellisuuden ylläpitäminen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen
9.<br />
Salausalgoritmien sovelluksia ja<br />
käyttöalueita<br />
Elektroninen allekirjoitus<br />
TTP<br />
Avaintenhallinta<br />
PKI- järjestelmät<br />
Elektroninen raha<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tiedon salaaminen epäsymmetrisesti<br />
• Salaus esim. RSA:lla<br />
TTP<br />
Selväkielinen<br />
sanoma<br />
SALAUS<br />
B:n<br />
julkinen<br />
avain<br />
Salattu<br />
viesti<br />
B:n<br />
salainen<br />
avain<br />
Selväkielinen<br />
sanoma<br />
PURKU<br />
Lähettäjä A<br />
Vastaanottaja B<br />
A:n ja B:n välillä luottamuksellinen<br />
tiedonsiirtokanava<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Lähettäjän todentaminen epäsymmetrisellä<br />
salaamisella<br />
TTP<br />
Selväkielinen<br />
sanoma<br />
SALAUS<br />
A:n<br />
salainen<br />
avain<br />
Salattu<br />
viesti<br />
A:n<br />
julkinen<br />
avain<br />
Selväkielinen<br />
sanoma<br />
PURKU<br />
Lähettäjä A<br />
Vastaanottaja B<br />
B on todentanut A:n identiteetin<br />
© Juhani Paavilainen
Selväkielinen<br />
sanoma<br />
Tiiviste<br />
Tiivistys<br />
Sähköinen allekirjoitus<br />
A:n<br />
salainen<br />
avain<br />
Sähköinen<br />
allekirjoitus<br />
SALAUS<br />
TTP<br />
PURKU<br />
A:n<br />
julkinen<br />
avain<br />
Selväkielinen<br />
tiiviste<br />
VERTAILU<br />
Selväkielinen sanoma<br />
Lähettäjä A<br />
Tiivistys<br />
Vastaanottaja B<br />
Tiiviste<br />
B on todentanut A:n identiteetin<br />
ja varmistanut viestin eheyden<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Julkisen avaimen infrastruktuuri, PKI<br />
• Perustuu mm. epäsymmetrisen salauksen<br />
hyväksikäyttöön<br />
– nimetty varmentaja tuottaa käyttäjille avainparit<br />
• varmentaa ne sähköisellä allekirjoituksellaan<br />
• jakaa ne käyttäjille<br />
• ylläpitää julkisten avainten hakemistoa ja sulkulistaa<br />
• antaa mahdollisesti muita järjestelmän käyttöön liittyviä<br />
palveluja<br />
• Luo hyvän pohjan turvalliselle sähköiselle asioinnille<br />
ja liiketoiminnalle<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Luottamuksen muodostaminen<br />
tietoyhteiskunnassa<br />
• Miten varmistetaan osapuolten identiteetti, autentikointi<br />
ja yksityisyyden suoja<br />
– Jos tunnetaan, voidaan tehdä keskinäisiä sopimuksia<br />
– Jos ei tunneta, voidaan käyttää kolmattaosapuolta<br />
”esittelijänä/sovittelijana/tulkkina/puhemiehenä”<br />
• käytetty vuosituhansia eri yhteyksissä<br />
– kaupanvahvistajat/ notariaattipalvelut<br />
– postit / pankit, poliisi/passiviranomaiset<br />
• Tietoyhteiskunnassa em. palvelut on oltava välittömästi<br />
saatavilla =>TTP<br />
• Keneen luotat, jos tunnistat toisen passin, ajokortin,<br />
varmenteen avulla<br />
© Juhani Paavilainen
TTP, luotettu kolmas osapuoli<br />
• ”Taho, yleensä viranomainen tai tunnettu yritys, jolle on määrätty tai joka on<br />
ottanut suorittaakseen yleistä luottamusta vaativia tehtäviä esimerkiksi<br />
tietoverkossa”<br />
• Käsitteitä:<br />
• varmentaja (TTP)<br />
– luotettu kolmasosapuoli, joka takaa muiden osapuolten autenttisuuden<br />
varmennusalueellaan<br />
• varmennusalue<br />
– alue, minkä sisällä varmentajan varmenne on pätevä<br />
• sertifikaatti / varmenne<br />
– varmentajalta saatu autenttisointitodistus, joka on voimassa tietyllä<br />
varmennusalueella<br />
• ristiinvarmennus<br />
– kaksi (tai useampaa) varmentajaa sopivat keskinäisestä varmenteiden<br />
yhteensopivuudesta, jolloin varmenteiden varmennusalue kasvaa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TTP<br />
• Tavoitteena<br />
– taata tapahtumissa osallistujien autentisuus<br />
– taata informaation eheys<br />
– suojata luottamuksellisuus<br />
– taata kiistämättömyys<br />
– säilyttää yksityisyys (niin pitkälle kuin mahdollista)<br />
• Ongelma:<br />
– kuka/mikä voi olla luotettu kolmas osapuoli<br />
– kuinka luotettava sen pitää olla<br />
– kuinka luotettavuus mitataan/arvioidaan<br />
© Juhani Paavilainen<br />
PKI ja luottamusmallit<br />
• Luottamusmalli tarkoittaa varmenteiden ja<br />
varmennusalueiden muodostamaa topologiaa<br />
– Juurivarmenteeseen perustuva<br />
• hierarkkinen /top down<br />
• hierarkkinen ristiinvarmennettu<br />
• verkkomainen<br />
• hierarkiametsä<br />
– Ei juurivarmennetta<br />
• Horisontaalinen luottamusverkosto<br />
© Juhani Paavilainen
Avaintenhallinta, julkisen avaimen<br />
infrastruktuuri, PKI<br />
• Mahdollistaa esim digitaalisen allekirjoituksen avulla<br />
mm.<br />
– luotettavan tunnistuksen<br />
– tiedon eheyden säilyttämisen<br />
– luottamuksellisuuden<br />
– kiistämättömyyden<br />
– avainten hallinnan<br />
– suojatut anonyymit palvelut<br />
– yksityisyyden suoja<br />
• http://www.pkiforum.org/<br />
© Juhani Paavilainen<br />
PKI suojaa vain sen alaisuudessa tapahtuvat<br />
sähköiset toimenpiteet<br />
• se ei ota kantaa asioinnin/kauppatapahtuman muihin<br />
seikkoihin<br />
• tuotteiden/palveluiden<br />
– esittely<br />
–valinta<br />
– toimitus, toimituksen todentaminen<br />
– palautus<br />
– sopimuksiin ja niiden sisältöön<br />
• turvallisessa kaupassa kaikkien osatekijöiden tulee olla<br />
yhtä hyvin turvattuja<br />
© Juhani Paavilainen<br />
X.509 (v3)<br />
• X.500 hakemistostandardeihin kuuluva standardi (RFC<br />
2459)<br />
• määrittelee varmenteiden jakeluun ja hallintaan<br />
liittyviä protokollia ja niiden käyttöä<br />
• käytössä monessa turvaprotokollassa ja palvelussa<br />
(SSL, S/MIME, SET, HST)<br />
• hierarkkinen, puumainen rakenne<br />
• skaalautuva, periaatteessa hyvin toimiva mutta<br />
–”raskas”<br />
– monia yhteensopivuusongelmia<br />
© Juhani Paavilainen
LDAP (Light Weight Directory Access<br />
Protocol)<br />
• PKI:ssä käytetty kevyt tietokantapalvelu/protokolla<br />
LDAPv3 (RFC 2251)<br />
• hakupalvelun käytännön toteutus LDAP (+ SOAP)<br />
• Tiedot hierarkkisessa puumallissa<br />
• Käytössä useissa sovelluksissa ja järjestelmissä<br />
• Nopeat ja tehokkaat hakuominaisuudet verkon yli<br />
• Anonyymit, autentikoidut ja suojatut yhteydet<br />
• Joustava, voidaan käyttää moneen eri<br />
hakemistopalveluun<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Key Escrow (tai Key Recovery)<br />
• Valtuutetulla taholla on oikeus saada haltuunsa salainen<br />
avain tai ns. palautusavain.<br />
• Salatun<br />
– viestien purku (erityistapauksessa/luvanvaraisesti)<br />
– avaimen varmistuksena<br />
• Menettely on yleensä laissa määritelty (USA, UK…) ,<br />
– antaa viranomaisille mahdollisuuden rikoksien<br />
tehokkaampaan tutkintaan<br />
– ongelmana yksityisyyden suoja/ isoveli-valvoo uhka<br />
© Juhani Paavilainen<br />
HST (Henkilön Sähköinen Tunnistaminen)<br />
• Suomen valtion virallinen PKI-ratkaisu<br />
– mukana uusissa sähköisen allekirjoituksen/-asioinnin<br />
laeissa (ym), valtiovallan voimakas tuki takana<br />
• Toimikorttipohjainen (+/-)<br />
– kortti toimii myös matkustusasiakirjana/ID-korttina<br />
– 29€/3 vuotta, poliisi myöntää (face-to-face tunnistus)<br />
• TTP:nä Väestörekisterikeskus<br />
– IT-palvelu ulkoistettu<br />
• Ei ole saavuttanut kansalaisten hyväksyntää käytännössä<br />
• kts: http://www.fineid.fi/,<br />
http://www.sahkoinenhenkilokortti.fi/<br />
© Juhani Paavilainen
HST<br />
• toimikortit ja lukijalaitteet (ISO-standards, 7816)<br />
• X.509 v.3 varmenteet / IETF PKIX laatuvarmenteet<br />
• X.500- ja LDAP-hakemistot<br />
– W2k Active Directory<br />
• keskitetty avainten luonti/hallinta<br />
• Voidaan käyttää myös ”firmakorttina”<br />
– kulunvalvonta, työnajanseuranta tms.<br />
• terveydenhuollon aluejärjestelmien pohjana<br />
© Juhani Paavilainen<br />
HSTYA (Henkilön Sähköinen Tunnistaminen<br />
Yliopistoissa ja Ammattikorkeakouluissa)<br />
• HST-pohjainen PKI- pilotti useassa eri suomalaisessa<br />
yliopistossa ja AMK:ssa<br />
• koostui useasta eri osapilotista/kokeilusta vuosina 2000-<br />
2002<br />
• lisätietoa: http://hstya.funet.fi/<br />
• jatko avoinna <br />
• Myös opintotukiin liittyvä asiointi (HST:llä)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Muutamia erikoisalgoritmeja ja niiden<br />
sovelluksia<br />
© Juhani Paavilainen
Nollatietotodistus<br />
• Kyselijä voi vakuuttua (tietyllä todennäköisyydellä), että<br />
annettu todistus on pätevä vaikka todistaja ei kyselyn<br />
aikana luovuta mitään informaatiota<br />
• Esim identiteetin todistus Fiat-Shamir (Uriel, Feuge, Fiat)<br />
menetelmällä<br />
• A:n tulee pystyä identifioimaan itsensä B:lle todistamalla, että<br />
A tietää salaisen tiedon s paljastamatta B:lle mitään sellaista<br />
tietoa mitä B ei jo muutenkin tietäisi tai saisi selville<br />
•Salaisen s tiedon (voi) muodostaa jokin kolmas osapuoli<br />
• tietosuoja perustuu yksinkertaiseen funktioon f(x) = x 2<br />
Neliöinti on helppo mutta juuren selvittäminen on vaikeaa jos<br />
ei tiedetä x :ää ja jos x on suuri luku<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Identiteetin todistus Fiat-Shamir menetelmällä<br />
• 1) luotettava osapuoli valitsee RSA- tyyppisen moduluksen n= pq<br />
ja pitää luvut p ja q salassa<br />
– kukin käyttäjä (A) valitsee salaisen kääntyvän alkion s A ,<br />
1 n-1 ja laskee luvun v= s<br />
2<br />
A ja julkaisee sen (myös B:lle)<br />
• 2) Toistetaan t kertaa:<br />
A => B : x= r 2 mod n , B=> A : e , (0,1), A=> B: y = r s e A mod n<br />
– Jos B hyväksyy kaikki kierrokset t, todistus hyväksytään muussa<br />
tapauksessa hylätään eli:<br />
• A valitsee väitteen x, ja lähettää sen B:lle,<br />
• B muodostaa siitä haasteen e ja lähettää sen A:lle ,<br />
• A laskee haasteesta väitteeseen perustuvan vasteen y B:lle<br />
• voidaan käyttää mm. sähköisenä allekirjoituksena<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Sokea-allekirjoitus<br />
• Perustuu Chaumin -80 alussa kehittämään<br />
periaatteeseen<br />
• Menetelmällä pystytään allekirjoituttamaan sanoma<br />
toisella osapuolella ilman, että itse sanomasta annetaan<br />
hänelle mitään informaatiota.<br />
– kirjoittaja ei tiedä mitä allekirjoitti, mutta pystyy<br />
todistamaan että on/ ei ole allekirjoittanut sitä<br />
• Sovelluksia:<br />
– elektroninen raha<br />
– aikaleimapalvelut<br />
– anonyymit kirjautumiset<br />
© Juhani Paavilainen
Chaumin sokea allekirjoitus<br />
• Oletetaan., että A haluaa allekirjoituttaa B:llä asiakirjan m<br />
• B:n julkinen avain on ( n, e) ja salainen (n, d )<br />
• A generoi satunnaisluvun r siten, että s.y.t (r,n ) = 1<br />
• => luvuilla r ja n ei ole yhteisiä tekijöitä<br />
• A lähettää sanoman B:lle m´= r e m mod n<br />
• => sanoma on ”sokeutettu” satunnaisluvulla r<br />
• B allekirjoittaa sanoman s´= (m´) d = (r e m) d mod n<br />
• Koska s´= r m d mod n pystyy A selvittämään sanoman m<br />
allekirjoituksen poistamalla sokeutuksen s = s´ r -1 mod n<br />
• A:n sanomassa on aito B:n allekirjoitus s, koska<br />
s = s´/r = ( r m d ) mod n = m d mod n<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Sokean allekirjoituksen sovelluksia<br />
• Sähköisen rahan omistaja yksilöi elektronisen rahan ja<br />
sokeuttaa sen Chaumin menetelmällä ja lähettää rahan<br />
takaisin pankkiinsa<br />
• Pankki veloittaa summan asiakkaan tililtä ja leimaa rahan<br />
omalla salaisella avaimellaan ja palauttaa rahan takaisin<br />
asiakkaalle<br />
• Asiakkaan järjestelmä poistaa sokeutuksen, jolloin<br />
hänellä on hallussaan pankin leimaamia rahaa, jonka<br />
alkuperäistä omistajaa ei voida jäljittää (rahan<br />
anonyymiys)<br />
• Pankin saadessa rahan takaisin pankin on hyväksyttävä se<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tilaus ja maksutietojen kirjaustapahtuma<br />
• Ostaja lähettää myyjälle<br />
• ostotiedot<br />
• maksutiedot<br />
• Maksutiedot eivät saa paljastua myyjälle<br />
• Myyjä lähettää ostajan kaksoisallekirjoittamat<br />
maksutiedot edelleen korttijärjestelmään<br />
• Tilaustiedot eivät saa paljastua maksujärjestelmän<br />
ylläpitäjälle /korttijärjestelmän ylläpitäjä<br />
© Juhani Paavilainen
Ostajan kaksoisallekirjoitus<br />
– sekä tilaus että maksutiedoista lasketaan erikseen<br />
tiiviste<br />
– tiivisteet liitetään muuhun aineistoon<br />
– tiivisteet yhdistetään ja niistä lasketaan uusi tiiviste<br />
ja ostaja allekirjoittaa (salaa) tiivisteet omalla<br />
salaisella avaimella<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Myyjän tilaustietojen tarkastustoimenpiteet<br />
• Myyjä laskee tilaustiedoista tiivisteen ja yhdistää sen<br />
ostajan lähettämään maksutietojen tiivisteeseen<br />
• Myyjä tekee vertailutiedot purkamalla<br />
kaksoisallekirjoituksen ostajan julkisella avaimella<br />
– vertaa näin saatua yhdistettyä tiivistettä em.<br />
tilaustiedoista laskettuun tiivisteeseen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Maksutietojen tarkastus<br />
• Tapahtuu kuten myyjän tekemä tilaustietojen tarkastus<br />
– maksutietojen ylläpitäjä laskee maksutiedoista<br />
tiivisteen<br />
– purkaa ostajan yhdistelmätiivisteen ostajan<br />
julkisella avaimella, jolloin saa alkuperäisen<br />
maksutiivisteen<br />
– vertaa alkuperäistä maksutiivistettä<br />
itsemuodostamaansa maksutiivisteeseen<br />
© Juhani Paavilainen
Esimerkki PKI:n hyväksikäyttö<br />
maksuliikenteessä, SET<br />
Juuri allekirjoitus<br />
Korttijärjestelmä<br />
(VISA)<br />
Kortinantaja<br />
(Luottokunta)<br />
Kortinhaltijan<br />
allekirjoitus/pin<br />
• Todistusketju SETjärjestelmässä<br />
(Secure<br />
Electronic Transaction)<br />
– tilivelan siirtoon perustuva<br />
avoin, toimittajasta<br />
riippumaton standardi<br />
– kehittämisessä mm. VISA,<br />
Microsoft, IBM, Netscape,<br />
Mastercard ja American<br />
Express<br />
© Juhani Paavilainen<br />
SET:n mukainen kauppatapahtuma<br />
1. Ostaja valitsee tuottaa/palvelun<br />
2. Ostaja ilmoittaa korttityyppinsä ja pyytää myyjän sertifikaatteja<br />
3. Myyjä vastaa digitaalisella allekirjoituksella varustetuilla todistuksilla<br />
4. Ostaja(n ohjelma) tarkastaa vastauksen, luo tilauksen ja sitä vastaavat<br />
maksutiedot. Maksutiedot salataan (symmetrisesti),<br />
allekirjoitetaan digitaalisesti ja lähetetään myyjälle.<br />
Maksu- ja tilaustiedoista tehdään tiivisteet ja luodaan kaksoisallekirjoitus<br />
5. Myyjä(n ohjelmisto) vastaanottaa tilauksen, tarkistaa todistuksen<br />
ja lähettää varmistuskyselyn kortinantajalle (TTP).<br />
Jos OK myyjä, käsittelee tilauksen.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Todistukset SET:ssä<br />
• todistus muodostuu<br />
– omistajan yksilötiedoista<br />
– todistuksen antajan (TTP) salaisella avaimellaan<br />
allekirjoittamasta julkisesta avaimesta<br />
• voimassa yleensä vain määräajan<br />
• Ostajan ja myyjän todistusten oltava samalta<br />
todistuksen antajalta<br />
• Todistuksista voidaan rakentaa hierarkkinen rakenne<br />
© Juhani Paavilainen
Todistusketju (SET:ssä)<br />
Juuriallekirjoitus<br />
Korttijärjestelmä<br />
(VISA)<br />
Kortinantaja<br />
(Luottokunta)<br />
Kortinhaltijan<br />
allekirjoitus/pin<br />
© Juhani Paavilainen<br />
SET ei ota kantaa itse kauppatapahtumaan<br />
• tuotteiden/palveluiden<br />
– esittely<br />
–valinta<br />
– toimitus, toimituksen todentaminen<br />
– palautus<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Maksujärjestelmät ja maksutapahtumat<br />
• elektroninen tilivelan siirto<br />
• käytetään luottokorttia tms, (SET)<br />
• sopii parhaiten suuriin ostoihin<br />
• elektroninen tilirahan siirto<br />
• maksutapahtuma kohdistuu muualla sijaitsevaan tiliin<br />
• sopii suuriin ja keskisuuriin ostoihin<br />
• yleinen Suomessa (verkkopankit)<br />
• elektroninen käteinen<br />
• sopii pieniin ostoihin<br />
• korttirahaa eli sähköinen raha on toimikortilla<br />
• verkkorahaa eli ohjelmistopohjaisesti toteutettua.<br />
© Juhani Paavilainen
Sähköisen rahan sääntely<br />
• Yleiseen käyttöön tarkoitettuja käteismaksuvälineitä<br />
laskivat liikkeeseen (aikaisemmin) vain keskuspankit.<br />
– rahalaki ei ole ulottunut sähköisiin<br />
maksuvälineisiin.<br />
• pankkitoiminta, valvonta sekä likviditeetin hallinta<br />
• peruskoron/ ”valuutan” säätely<br />
• Yleisen luottamuksen säilyttämiseksi on varmistuttava<br />
– rahan liikkeellelaskijan luotettavuudesta,<br />
vakavaraisuudesta ja maksuvalmiudesta.<br />
– miten seurataan elektronisen rahan liikkeitä ja<br />
liikkeellelaskijoiden toimintaa<br />
• Rahanpesu on estettävä.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Maksutapahtuman turvauhkia<br />
• luottokortin numeron paljastuminen<br />
– paljastuu myös nyt paperitositteissa<br />
– > uhka elektroniselle kaupalle<br />
• magneettijuovan tietojen paljastuminen<br />
– ei yksin riitä pitää tuntea myös koodi<br />
• Esim. SET turvaa tiedot vain järjestelmän piirissä<br />
olevissa systeemeissä mutta ei niiden ulkopuolella<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Ostajan yksityisyys ym. uhat<br />
• järjestelmillä on helppo kerätä asiakaskohtaista tietoa<br />
– kuluttajan ostotottumukset.<br />
• => yksiölliset aloitussivut<br />
– edellisen käynnin tiedot valmiina<br />
– (vrt. cookies, proxyt yms..)<br />
– ostajan käyttäjätunnus +salasana!!<br />
• Eivät saa koskaan olla niitä, joita käytetään<br />
normaalisti!!!!!<br />
© Juhani Paavilainen
Todentamiseen liittyviä ongelmia<br />
• Miten todistaisit, että et ole<br />
– tilannut jotain tuotetta<br />
– saanut tilaamaasi tuotetta<br />
– tilannut muuta kuin ne jotka olet saanut<br />
• Miten todistaisit, että olet<br />
– maksanut<br />
– lähettänyt oikeat maksutiedot (kortinNron)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Elektronisen käteisen järjestelmiä<br />
• Ecash<br />
• ohjelmistopohjainen<br />
• Mondex<br />
– toimikorttipohjainen<br />
• FSTC<br />
– USA.ssa käytössä oleva elektroninen<br />
shekkijärjestelmä/std<br />
© Juhani Paavilainen<br />
eCashin erityispiirteitä<br />
• rahan anonyymius <br />
– =>Chaumin sokean allekirjoituksen -menetelmällä<br />
• rahan kaksoiskäytön esto<br />
– toteutettu koodaamalla maksavan henkilön<br />
identiteettiä mukaan jokaiseen ”seteliin” sen verran,<br />
että maksavan henkilön identiteetti paljastuu kun<br />
samaa ”seteliä” käytetään uudelleen<br />
– käytön riippumattomuus verkko-operaattorista ja<br />
pankista<br />
© Juhani Paavilainen
”Sähköiset jalanjäljet”<br />
• henkilötiedot<br />
– email- osoite ( ehkä myös nimi)<br />
• Mikron ja verkkoliittymän tietoja<br />
– IP-osoite, PuhNo, Domain name (DNS)<br />
– käyttöjärjestelmä, selain, käydyt www-sivut<br />
• Verkosta<br />
– Palomuurin ja proxyn nimi + IP<br />
– reitittimien IP<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Muita jälkiä/tietoja..<br />
• Ohjelmaan on voitu luoda ” tietoja onkiva<br />
apuohjelma”<br />
– vrt. esim RealPlayer<br />
• applett/Script, ”agentit”<br />
– voidaan saada tekemään ”lähes” mitä vain<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen
10.<br />
Tietoliikenteen suojaaminen<br />
IPv6 ja IPSEC<br />
Palomuuritekniikkaa ja VPN<br />
SSH, SSL ja muut turvaprotokollat<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoliikenteen suojaaminen<br />
• Suojaamismenettelyt ovat riippuvaisia siitä,<br />
– suojataanko<br />
• sanomat<br />
• paketit<br />
– millä tasolla suojaus tapahtuu<br />
• sovellustaso (OSI 5,6,7)<br />
• verkkotaso (OSI 3,4)<br />
• linkkitaso (OSI 1,2)<br />
– paikallisverkot<br />
– Point-to-Point<br />
OSI 7<br />
OSI 6<br />
OSI 5<br />
OSI 4<br />
OSI 3<br />
OSI 2<br />
OSI 1<br />
Applications<br />
Transport<br />
Internet<br />
Physical<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Linkkitason suojaus<br />
• Suojataan kahden tai useamman koneen käyttämä<br />
linkki jollakin sopivalla menetelmällä<br />
• Perinteinen tapa<br />
– sopii point- to point suojauksiin<br />
– on läpinäkyvä linkkiä käyttäville yhteyksille<br />
– antaa korkean suojan mutta on melko kallis<br />
• myös sanoman alkuperä voidaan peittää<br />
• salauslaitteiden on oltava fyysisesti suojatussa paikassa<br />
• soveltuu kiinteisin yhteyksiin<br />
– ei sovellu Internet-käyttöön<br />
© Juhani Paavilainen
Linkkitason suojauksen heikkouksia<br />
• Toistohyökkäykset (replay attacks)<br />
– tunteeko hyökkääjä salaamatonta dataa (known<br />
plaintext attacks)<br />
– voidaan suojautua muuttamalla sanomiin<br />
uudelleenlähetyksen huomioiva piirre<br />
• Muuntohyökkäykset (rewrite attacks)<br />
– hyökkääjä muuntaa salattua data<br />
• eräät salausmenetelmät ovat melko arkoja ko.<br />
hyökkäyksille => algoritmin ongelma, ei suojaustavan<br />
• Avaintenhallinta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Loogiset verkot ja niiden vaikutus tietoturvaan<br />
• Looginen verkko on loogisesti yhteenkuuluva verkko<br />
– samassa fyysisessä verkossa voi olla useita loogisia<br />
verkkoja<br />
• Looginen verkko voidaan tehdä<br />
• muodostetaan kytkintekniikalla tms. loogisia<br />
lähiverkkoja<br />
• muutetaan reitittimen konfigurointia niin, että yhteydet<br />
ovat sallittuja vain nimettyihin kohteisiin<br />
– ei merkitystä tietoturvan kannalta<br />
– Reititinverkon turvallisuus ei ole korkeampi kuin käytetyn<br />
reititysprotokollan (esim. OSPF, RIP tai IGRP)<br />
• asennetaan palomuureja rajaamaan liikennöintiä<br />
loogisten verkkojen välillä<br />
• VPN :n avulla<br />
© Juhani Paavilainen<br />
IP-osoitteilla muodostetut loogiset verkot<br />
• Jokainen aliverkko on loogisesti oma verkkonsa<br />
• Verkot erottaa toisistaan reititin<br />
– voidaan konfiguroida kahdella tavalla<br />
• dynaamisella reititystaulukoilla<br />
– RIP, ICMP, SMNP hyökkäykset<br />
• staattisilla reititystaulukoilla<br />
– virheet <br />
• Ei merkitystä tietoturvallisuuden kannalta<br />
• merkittävä ainoastaan liikenteen ohjauksessa/”rajauksessa”<br />
© Juhani Paavilainen
Lähiverkon suojaus, Virtual LAN<br />
• Soveltuu lähiverkon suojaamiseen, mikäli käytetty<br />
tekniikka sen mahdollistaa<br />
• Virtuaalilaneilla saavutetaan seuraavia etuja<br />
– Voidaan hyödyntää avointakaapelointia<br />
• verkon rakennusvaiheessa ei tarvitse tietää mahdollisia<br />
myöhäisempiä käyttötarpeita<br />
• verkon kapasiteettia voidaan jakaa älykkäästi/tehokkaasti<br />
– voidaan parantaa tietoturvaa erottamalla loogiset<br />
verkot kytkimillä tms. toisistaan niin, että käyttäjät<br />
eivät ”näe naapurin paikallisverkkoon/verkon osaan”<br />
– Ethernet-verkon törmäysalue saadaan pienemmäksi =><br />
salakuuntelu vaikeutuu<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Virtual LAN<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VLAN:n muodostaminen<br />
• Virtuaalilaneilla voidaan luoda kytkimillä yhdestä fyysisestä<br />
verkosta useita loogisia verkkoja. Loogisiin verkkoihin jako<br />
voidaan tehdä esimerkiksi määrittelemällä yhteenkuuluvat<br />
• kytkimen portit:<br />
• MAC-osoitteet<br />
• IP-osoitteet<br />
• Virtuaalilan ainoastaan rajaa verkkoa/eristää loogiset verkot<br />
– kaikki liikenne on kuitenkin suojaamatonta ko. verkon osassa<br />
– salakuuntelu edellyttää fyysistä liityntää ko. loogisen verkon<br />
osaan => fyysinen turvallisuus<br />
• Langattomat verkonosat tietoturvan kannalta ongelmallisempia<br />
– Kytkeytyminen kuuluvuusalueella helpohkoa =>suojaus<br />
tehtävä muulla tavalla kuin fyysisellä suojauksella<br />
© Juhani Paavilainen
Langattomat lähiverkot, WLAN<br />
• WLAN/ 802.11x verkot yleistyneet voimakkaasti<br />
• Uhat periaatteessa kuten muissakin verkoissa (salakuuntelu, DoS..<br />
• ==> pääsy WLAN:in kautta muuhun verkkoon<br />
• Muita ongelmia:<br />
– roaming/liikkuvuus,<br />
– kytkeytyminen verkkoon: oletus SSID/NN=”any”=> suora<br />
pääsy verkkoon,<br />
– tukiaseman väärentäminen<br />
• Turvamekanismeja<br />
– SSID/NN (Network Name) => pitää olla vaikeasti arvattavissa<br />
– WEP (Wired Equivalent Privacy), tiedonsiirron salaus (melko<br />
heikko)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvallisuutta parantavat protokollat<br />
SSH S/MIME PGP<br />
Applications<br />
Telnet DNS FTP SMTP<br />
HTTP<br />
SHHTP<br />
SNMP<br />
SSL<br />
TCP (UDP)<br />
IPv6 (IPSec)<br />
IP (Internet protocol)<br />
Transport<br />
Internet<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Verkkotason suojaus, IPSEC<br />
• Internetin verkkotasolla useita toimijoita/erilaisesti<br />
ylläpidettyjä aliverkkoja => turvallisuus ei saa olla<br />
näistä riippuvainen<br />
• IPSEC (Internet Protocol Security Achitecture)<br />
– Lähtökohdat:<br />
• tietoturvan tulee olla läpinäkyvää ja palveluntarjoajasta<br />
riippumatonta<br />
• tulee pystyä suojaamaan myös olemassa olevat LAN,<br />
WAN ja Internet- ja extranet- verkot + etäyhteydet<br />
• suojauksen tulee olla automaattista, käyttäjästä<br />
riippumatonta<br />
– Koostuu useista eri protokollista, (RFC 1636, 2401)<br />
© Juhani Paavilainen
IPSP (IP SecurityProtocol) /IPv6<br />
• Muuten kuten IPv4 mutta lisätty mm.<br />
– autentikointiotsikko AH (Authentication Header)<br />
– tarjoaa autentikoinnin ja eheyden sekä kiistämättömyyden,<br />
– tiedon salaukseen käytettävä ESP:stä (Encapsulating Security Payload)<br />
– ESP:tä käytetään salakirjoittamalla koko paketti ja liittämällä<br />
siihen uusi osoitekenttä (tunnelointi) tai salakirjoittamalla vain<br />
paketin dataosa.<br />
– AH:ta ja ESP:tä voidaan käyttää joko yhdessä tai erikseen<br />
– eivät suojaa liikenteen analysointia vastaan (mitä liikennettä on).<br />
• IPSec liikennettä voidaan kuljettaa myös vanhempien reitittimien läpi=><br />
IPSec liikenne on reitittimien kannalta normaalia IP-liikennettä. (SIT =<br />
Simple IPv6 Transition /Dual Stack/Tunnelointi)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
IPv6<br />
– IPSEC:n mukainen uusi IP-protokolla (RFC 2401…2411,<br />
2451)<br />
– standardoi verkkotason turvaratkaisua Internetiin<br />
• pyrkii turvaamaan yksittäisen paketin ja sen kulun<br />
– Secure Assosiation (SA) on oltava luotuna<br />
– Transport tai tunneling mode<br />
– sisältää IP:n turvalaajennuksia mm.<br />
• IP-protokollaan eli IPSP:n (IP SecurityProtocol)<br />
• avaintenhallinta IKMP (Internet Key Management<br />
Protocol).<br />
– Sisältää myös muita uudistuksia<br />
© Juhani Paavilainen<br />
AH (Authentication Header)<br />
• varmistaa, että data (lisäotsikkoineen) on pysynyt<br />
muuttumattomana ja että lähettäjä on se kuka se väittää<br />
olevansa<br />
– voidaan käyttää sähköistä allekirjoitusta,<br />
(avaimellista) hash-funktiota (on yleisin/nopeampi)<br />
© Juhani Paavilainen
ESP (Encapsulated Security Payload)<br />
• ESP toimii kahdessa toimintatilassa: Transport tai Tunnel Mode<br />
– Transport tilassa ei suojata IP –otsaketta vaan data-kenttä<br />
(lisukkeineen)<br />
– ESP: tä käytetään kokonaiseen fragmentoimattomaan IPpakettiin<br />
– Tunnel- tilassa suojataan myös IP- otsake (sekä IPv6: ssa että<br />
IPv4: ssä)<br />
• luodaan uusi IP- otsake alkuperäisen IP- otsakkeen tietojen<br />
pohjalta<br />
• Alkuperäinen IP- otsake, ylemmän protokollan, ym<br />
otsakkeet salataan ja todennetaan<br />
• Tunnel- tilaa voi käyttää sekä työasemat että reitittimet.<br />
• käytetään VPN- ratkaisuissa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
IPSEC -tunnelointi, esimerkki<br />
© Juhani Paavilainen<br />
IPv6:n perheen /IPSEC:n muita protokollia<br />
• RIPng [RFC 2080]<br />
• OSPF for IPv6 [RFC 2740]<br />
• ICMPv6 [RFC 2463]<br />
• Multiprotocol BGP-4 [RFC 2858]<br />
• DHCPv6 [draft]<br />
© Juhani Paavilainen
Esimerkki IPSEC:stä<br />
• A lähettää luottamuksellisen viestin B:lle<br />
– 1. A:n verkon reititin huomaa, että viesti pitää suojata<br />
– 2. Reititin tarkastaa, löytyykö vastaanottajan reitittimen SA:ta,<br />
jos ei löydy IPSEC SA muodostetaan IKE.n avulla<br />
– reitittimet muodostavat IKE SA :n vaihtamalla<br />
sähköisesti allekirjoitetut ja TTP:n varmistamat<br />
sertifikaatit<br />
– Kun IKE SA on OK, muodostetaan IPSEC SA ( IKE SA)<br />
• neuvotellaan käytettävät salausalgoritmit (~DES),<br />
autentikointi algoritmi (~MD5) ja istunnon aikaiset avaimet<br />
ym. Syntynyt SA varustetaan SPI:llä (Secure Parameter<br />
Index) mikä identifioi SA:n<br />
– Kun IPSEC SA on OK, aloitetaan tiedonsiirto AH/ESP :llä<br />
• vastaanottajan reititin saa datapaketin ja purkaa sen IPSEC<br />
SA:n mukaisella istuntoavaimella ja lähettää puretun paketin<br />
© Juhani Paavilainen<br />
B:lle<br />
IPSEC -avaintenhallinta ja turva-assosiaatiot<br />
• Internet Security Association and Key Management<br />
Protocol (ISAKMP)<br />
– Turva-assosiaatioiden (SA) määrittelyn malli/kehys<br />
(RFC 2408)<br />
• ei varsinainen protokolla mutta luo pohjan IPSEC:n<br />
toiminnalla<br />
• IPSEC olettaa, että SA on luotu, koska sillä ei ole<br />
mekanismia sen luontiin<br />
– IPSEC tarjoaa vain pakettitason turvan<br />
– IKMP hoitaa tietoturva-assosiaatiot (SA) (IKE:n avulla)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
IKE (Internet Key Exchange).<br />
– IPSEC:n ”virallinen” ISAKMP-määritysten<br />
mukainen (RFC 2408) turva-assosiaatioiden<br />
luontiin tarkoitettu protokolla<br />
• autentikoi osapuolet<br />
• neuvottelee turva-assosiaation (SA)<br />
• ennen neuvottelua pitää olla IKE SA (voidaan myös<br />
sopia)<br />
• toimii sovellustasolla<br />
– käyttää mm X.509v3, CRLv2 (Certificate<br />
Revocation List), CEP ( Certificate Enrollment<br />
Protocol), CRS Certificate Request Syntax ) ym….<br />
toteutuksesta riippuen<br />
© Juhani Paavilainen
IPv4 ja IPv 6 eroja<br />
• Osoitteen koko kasvanut 32 bitistä 128 bittiin (16t)<br />
– Osoiteavaruus kasvaa 10 9 :stä 10 38 :aan (+skaalautuvuus)<br />
• 7*10 23 IP-osoitetta /m 2<br />
– IPv4-osoite 163.212.1.1 => 0:0:0:0:0:0:163.212.1.1 => ::163.212.1.1<br />
– IPv6-osoite 0:0:0:0:0:FFFF:8190:3426 => 0:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38 =><br />
::FFFF:129.144.52.38<br />
• A-, B-, C-osoiteluokat korvataan hierarkkisella systeemillä<br />
• Otsikon kenttien määrä vähenee (perusotsikot)<br />
– erikoistoiminnot lisäotsikkoina<br />
• Tietoturvaominaisuuksia sisäänrakennettuna<br />
• Tuki mobiilijärjestelmille (liikkuvuudelle) ja QoS:lle<br />
• Datakuormaan muutamia muutoksia<br />
• Unicast Anycast, Multicast,, (Broadcast)- toiminnot<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Virtual Private Network, VPN<br />
• Luodaan looginen verkko eri pisteiden välillä internetin<br />
yli (tai muun turvattoman verkon yli)<br />
• Toteutukset olleet valmistajasta riippuvaisia,<br />
• PPTP ( Point-To Point Protocol,<br />
• L2F ( Layer 2 Forward)<br />
• L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol)<br />
• MPPE (Microsoft Point-To-Point protocol)<br />
• IPSEC ( …)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VPN<br />
• VPN-ratkaisuilla on mahdollista saavuttaa<br />
– suojatun etäyhteyden turvattoman Internetin yli<br />
– yhdistää paikallisverkot Internetin yli<br />
–ym.<br />
• globaalin suojatun Internet-yhteyden palveluntarjoajan<br />
palveluihin<br />
• virtuaaliset kiinteät yhteydet<br />
• valintayhteyksien ulkoistamisen<br />
• Tunnelointi<br />
• yhteys tunneloidaan ”salatun putken sisään”<br />
• vrt. IPv6 Tunneling mode<br />
© Juhani Paavilainen
Lähettäjät A<br />
IPSEC-tunneloinnin vaiheet<br />
Reititin A<br />
Reititin B<br />
Vastaanottaja B<br />
Reititin<br />
Reititin<br />
Vaihe 1<br />
-lähetetään data<br />
data to Host B<br />
IKE SA<br />
Vaihe 2<br />
- muodostetaan IKE SA<br />
IPSec SA<br />
Vaihe 3<br />
- Muodostetaan IPSEC SA<br />
Vaihe 4<br />
- aloitetaan datasiirto<br />
Vaihe 5<br />
IKE, vaihe 1<br />
IKE vaihe 2<br />
IPSec-tunneli<br />
IKE Re-key Process<br />
IKE SA<br />
IPSec SA<br />
© Juhani Paavilainen<br />
PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol)<br />
• Microsoftin Windows NT-palvelimia varten kehittämä<br />
– tuki myös valinnaisille puhelinyhteyksille (laajennus PPP (Point-to-Point<br />
Protocol protokollalle)<br />
– ei ole TCP/IP riippuvainen vaan voidaan hyödyntää myös muilla<br />
protokollilla.<br />
• PPTP ei salaa siirrettävää tietoa vaan jättää tämän<br />
ylempien kerrosten tehtäväksi.<br />
• PPTP:n tietoturvassa ongelmia ja kehitys on käytännössä<br />
pysähtynyt<br />
– PPTP on päätetty yhdistää L2TP ja IPSEC-tekniikkaan<br />
© Juhani Paavilainen<br />
L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol)<br />
• Microsoftin PPTP:n ja Ciscon L2F :n pohjille<br />
rakennuttu tunnelointiprotokolla<br />
– yhdistää molempien protokollien parhaat<br />
ominaisuudet<br />
• L2TP jättää salauksen ylempien kerrosten protokollien harteille ja<br />
keskittyy tiedon kapselointiin, niin että se voidaan kuljettaa<br />
julkisten verkkojen (IP/X.25, ATM) läpi<br />
© Juhani Paavilainen
SSL (Secure Sockets Layer)<br />
– Netscapen kehittämä ratkaisu kuljetustason salakirjoitukseen<br />
• toimii TCP:n (yläpuolella) ja HTTP välissä (sovellustason<br />
alapuolella) ja tarjoaa<br />
– luottamuksellisuuden: kättelyn jälkeen kaikki<br />
siirrettävät tiedot salakirjoitetaan.<br />
– autentisoinnin: palvelin aina, käyttäjä niin haluttaessa.<br />
– sanoman eheyden varmistuksen<br />
– vapaasti käytettävä, yksi yleisimmistä turvaprotokollista<br />
– sovelluksista riippumaton, täysin läpinäkyvä, ei vaadi<br />
käyttäjän toimenpiteitä<br />
– monipuolinen salausalgoritmien valintamahdollisuus<br />
– IETF:n tuki (RFC ), uuden TLS-standardin pohjana<br />
© Juhani Paavilainen<br />
SSL-istunnon avaus/esimerkki turvaprotokollan toiminnasta<br />
• Mikäli työasemalla ei ole omaa sertifikaattia, SSL-yhteyden muodostuminen etenee (periaatteessa)<br />
seuraavasti:<br />
– 1. Työasema lähettää salaamattomana Client Hello sanoman palvelimelle. Sanoma sisältää<br />
työaseman suojaustason mukaiset tiedot, työaseman käytettävissä olevat suojauspakit ym.<br />
Suojauspakki sisältää mm. kokoelman yhteydessä käytettäviä salausalgoritmeja, esim: [ DES,<br />
DES3, MD5], [ RC4, MD5], [RC4, SHA]<br />
– 2. Palvelin vastaa Server Hello sanomalla. Sanomassa on mm. sen hetkinen yhteyden ID-tunnus<br />
sekä tieto palvelimen valitsemasta suojauspakista.<br />
– 3. Mikäli työasema hyväksyi pakin (ei lähettänyt Handshake Failure- sanomaa), palvelin<br />
lähettää oman sertifikaattiinsa digitaalisesti allekirjoitettuna (sekä tarvittaessa kaikki<br />
sertifiointipolun mukaiset sertifikaatit juurisertifikaattiin asti).<br />
– 4. Työasema lähettää ClientKeyExchange -sanoman. Tämän perusteella muodostetaan istunnon<br />
symmetrinen salausavain valitun salauspakin mukaisesti. Työasema lähettää salausavaimen<br />
palvelimelle palvelimen kohdassa 3 antamalla julkisella avaimella salattuna.<br />
– 5. Sekä palvelin että työasema lähettävät ChangeChipperSpec-sanoman, jossa ne ilmoittavat,<br />
että ovat valmiit suojatun liikenteen käynnistämiseen<br />
– 6. Sekä työasema että palvelin lähettävät finished sanoman, jossa ne lähettävät koko tähän asti<br />
kertyneestä keskustelusta muodostetun tiivisteen. (SA on luotu)<br />
– 7. Työasema ja palvelin aloittavat liikenteen kohdassa 4 vaihdetulla salausavaimella salattuna<br />
© Juhani Paavilainen<br />
11.<br />
Sovellustason turvaprotokollia<br />
© Juhani Paavilainen
SSH (Secure Shell)<br />
– Tatu Ylösen kehittämä -96<br />
– Tarjoaa turvalliset etäyhteydet verkon yli<br />
– osapuolten tunnistamisen<br />
– sisäänkirjautumisen<br />
– salakirjoitetut komennot sekä tiedostojen siirron<br />
• Määrittelee myös avaintenvaihtoprotokollan<br />
– Toimii sovellustasolla ja tukee useita<br />
salakirjoitusmenetelmiä kuten IDEA, DES,3DES ja<br />
RC4<br />
– Korvannut Telnet, rlogin, rsh -ohjelmat lähes täysin<br />
ja Ftp:n osittain<br />
© Juhani Paavilainen<br />
SECSH (Secure Shell)<br />
• IETF:n tukema SSH std/kehitystyö, jonka<br />
tarkoituksena on<br />
• tarjota vahva tietoturva<br />
• toimia hyvin ilman julkisen avaimen infrastruktuuria (ja)<br />
• osata hyödyntää olemassa olevaa julkisen avaimen<br />
infrastruktuuria (X.509, SPKI)<br />
• olla helposti hyödynnettävä ja käyttöön otettava<br />
• ettei vaadi käyttäjiltä manuaalisia toimenpiteitä.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
S/MIME (Secure/MIME)<br />
• x.509 avaintenhallintaan perustuva sähköpostin<br />
turvaava protokolla<br />
– autentikointi, luottamuksellisuus, eheys,<br />
kiistämättömyys, yksityisyyden suoja<br />
– sähköinen allekirjoitus, salaus<br />
• Lähes kaikkien sähköpostiohjelmien peruspaketissa<br />
• IETF:n tuki (RFC)<br />
© Juhani Paavilainen
PGP (Pretty Good Privacy)<br />
– Phil Zimmermannin kehittämä yleinen sähköpostien<br />
turvaratkaisu<br />
– Open PGP jatkokehitys IETF:ssä, perus PGP.n PGP<br />
Inc:ssa,<br />
– Tarjoaa luottamuksellisuuden ja digitaalisen<br />
allekirjoituksen<br />
– Horisontaalinen luottamusverkosto, ei<br />
juurivarmennatta<br />
– Monipuolinen salausalgoritmien<br />
käyttömahdollisuus<br />
– Mahdollisuus vahvaan salaukseen on saatavissa<br />
myös USA:n ulkopuolella.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Poistuvia, tai ei enää kovin kiinnostavia …<br />
© Juhani Paavilainen<br />
PEM (Private Exchange Mail)<br />
• IETF:n määrittelemä standardi (RFC 1421-1424) SMTPsähköpostille<br />
• Tarjoaa turvapalveluina luottamuksellisuuden ja digitaalisen<br />
allekirjoituksen<br />
• Salauksessa käytetään DES:ä avainten välityksessä ja<br />
digitaalisessa allekirjoituksessa RSA:ta<br />
• Avainpituus rajoitettu => turvallisuus on rajoitettu.<br />
• Voidaan salata vain tekstimuotoiset (ASCII) aineistot, mutta ei<br />
binääritiedostoja..<br />
© Juhani Paavilainen
S-HTTP (Secure HTTP), Draft<br />
– HTTP -dokumentille voidaan määritellä oma<br />
turvatasonsa<br />
• salataan ja/tai allekirjoitetaan<br />
– Toisistaan riippumattomia turvapalveluita<br />
• tiedon luottamuksellisuus<br />
• tietolähteen todennus ja eheys<br />
• tietolähteen kiistämättömyys.<br />
• tukee useita tiivistefunktioita (MD2, MD5, SHA),<br />
salaisen avaimen algoritmejä (DES, Triple-DEX, RC2,<br />
RC4 ja CDME) sekä allekirjoitusmenetelmiä (RSA,<br />
DSS).<br />
– SSL on ”vienyt markkinat”. Ainakin osittain<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Sähköpostin suojaus<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Sähköpostin salaamisen ongelmia<br />
• Sähköposti kulkee monen mutkan kautta<br />
– kaikkien komponenttien salaaminen on hankalaa<br />
• Sähköpostiin kannattaa suhtautua aivan kuten<br />
postikorttiin<br />
– ei voi sisältää kovin salaista tietoa<br />
© Juhani Paavilainen
PALOMUURIT<br />
© Juhani Paavilainen<br />
ETÄTYÖPISTE<br />
Palomuurit<br />
Reititin<br />
Palomuuri<br />
Sisäinen verkko/Intarnet<br />
SERVER<br />
Hub/Kytkin<br />
Mobiili työasema<br />
• Suodattaa sisään/ulospäin menevää<br />
liikennettä<br />
– protokollan perusteella<br />
– IP-osoitteiden perusteella<br />
– viestin sisällön perusteella<br />
• Salaa/suojaa sisäiset IP osoitteet<br />
ulkopuolisten urkinnalta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
PALOMUURIT<br />
• Tarkoituksena valvoa ja rajoittaa<br />
– yhteyden suuntaa<br />
– käyttäjiä<br />
– läpi menevää sisältöä<br />
• Pitää lokia tietoliikennetapahtumista<br />
• Sijoitettava kuten ”loogiset ovet/vartijat”<br />
– vrt. fyysinen turvallisuus<br />
© Juhani Paavilainen
Palomuurit vs. reitittimet<br />
• Periaatteellinen ero reitittimen ja palomuurin välillä<br />
on, että<br />
– reitittimessä on kaikki sallittua, jos sitä ei ole<br />
erikseen kielletty<br />
– palomuurissa on (yleensä) kaikki kielletty, jos sitä<br />
ei ole erikseen sallittu.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Palomuurien toteutustapoja<br />
• IP-tason palomuuri<br />
• Piiritason palomuuri<br />
• Sovellustason palomuuri<br />
• Jos palomuuri suodattaa IP-tasolla liikennettä se on<br />
palomuurireititin, mutta jos se toimii sovellusten<br />
tiedonvälitysreleenä se on sovellustason palomuuri [RFC<br />
1636].<br />
• Piiritason palomuuria kutsutaan monasti myös piiritason<br />
yhdyskäytäväksi. Se on käyttäjälle näkymätön eikä siinä<br />
ole käyttäjien tunnistusta tms.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
ETÄTYÖPISTE<br />
Pakettisuodattimet<br />
Reititin<br />
Palomuuri<br />
Sisäinen verkko/Intarnet<br />
SERVER<br />
Hub/Kytkin<br />
Mobiili työasema<br />
• Perustuu IP:n lähde- ja<br />
kohdeosoitteiden tarkastukseen<br />
– vain sallituista osoitteista<br />
lähetetyt paketit päästetään sisään<br />
– vain sallittuihin osoitteisiin<br />
tarkoitetut paketit päästetään ulos<br />
– valvoo vain yksittäisiä paketteja<br />
•reject/deny -menettely<br />
hylätyillä paketeille<br />
•Helpohko huijata<br />
•Ovat sallivia suodattimia<br />
Lähde Kohde/Portti Protokolla Suunta Sääntö<br />
Any/any 192.163.52.101/53 UDP SISÄÄN SALLI<br />
© Juhani Paavilainen
ETÄTYÖPISTE<br />
Yhteyssuodattimet<br />
Reititin<br />
Palomuuri<br />
Sisäinen verkko/Intarnet<br />
SERVER<br />
Hub/Kytkin<br />
Mobiili työasema<br />
– Perustuu IP -suodatuksen lisäksi TCP:n käyttämiin portteihin ja TCPlippuihin<br />
• voidaan valvoa myös istuntoja<br />
• pidetään kirjaa yhteyden tilatiedoista<br />
– Antaa huomattavasti paremman turvan kuin pelkkä IP-suodatus<br />
Lähde/Portti Kohde/Portti Protokolla Suunta Sääntö<br />
Any/any 192.163.52.101/53 UDP SISÄÄN SALLI<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Sovellustason yhdyskäytävä /proxy<br />
ETÄTYÖPISTE<br />
Reititin<br />
Palomuuri<br />
Sisäinen verkko/Intarnet<br />
SERVER<br />
Hub/Kytkin<br />
Mobiili työasema<br />
• Ohjelmisto, joka valvoo<br />
verkkoyhteyksiä lisäksi<br />
– sovellustason protokollia ja<br />
tarvittaessa myös<br />
protokollien tietosisältöä<br />
• Paketteja ei päästetä kulkemaan<br />
verkosta toiseen ilman tarkastusta<br />
– yhteys ensin proxyyn ja<br />
vasta sieltä kohdekoneeseen<br />
– lähtevä liikenteen<br />
”lähettäjä” on proxy<br />
• turvallinen palomuuriratkaisu<br />
• Voidaan toteuttaa lähes kaikille<br />
sovelluksille<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Palomuurin hankinta<br />
• Suojataanko koko verkko, vai vain yksi verkon osa tai<br />
palvelin<br />
• Onko verkon nykyinen turvataso sellainen kuin se<br />
voisi niillä laitteilla olla<br />
• Ovatko käyttäjien salasanat ja käyttäytyminen riittävän<br />
korkealla tasolla<br />
• Mitä tietoja tai palveluita palomuurilla halutaan<br />
suojella ja mikä on suojaustaso<br />
• Tuleeko palomuurista Maginot-syndrooma,<br />
© Juhani Paavilainen
Palomuuriin liittyviä käytännön ohjeita<br />
• Käytä tarpeellista pakettisuodatusta<br />
• Älä salli mitään sellaista palvelua mitä ei todella<br />
tarvita<br />
• Älä päästä ulospäin sellaista liikennettä mitä ei tarvita<br />
• Tee virustarkastus jo palomuurissa<br />
• Suojaa sisäiset/ulkoiset DNS-palvelut<br />
• Katso jatkuvasti ohjelmiston/laitevalmistajan bugikorjauksia<br />
ja käytä aina uusimpia ”korjaussarjoja”<br />
• Lue tarkasti laite/ohjelmistovalmistajan suositukset ja<br />
ohjeet<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
12.<br />
VARMISTUKSET JA TIEDON<br />
PALAUTUS<br />
Marko Helenius,<br />
Virustutkimusyksikkö, Tampereen yliopisto,<br />
Tietojenkäsittelytieteiden <strong>laitos</strong>,<br />
http://www.uta.fi/laitokset/virus,<br />
e-mail: cshema@uta.fi<br />
© Juhani Paavilainen
VARMISTUKSET<br />
• Tarkoittaa menetelmiä, joilla voidaan varautua<br />
virheiden, vikojen, toimintahäiriöiden, ulkopuolisen<br />
sekaantumisen tai muun poikkeavan tilanteen<br />
aiheuttamiin haittoihin.<br />
• Yleisimmin tämä tapahtuu varmuuskopioinnilla ja<br />
tietojärjestelmän toiminnan varmistamisella.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
LAITTEISTON TOIMINNAN<br />
VARMISTAMINEN<br />
◆ Varmistetaan, että laitteisto toimii tai saadaan<br />
nopeasti toimimaan poikkeustilanteen sattuessa<br />
◆ Kriittiset laitteet voidaan sijoittaa sellaisiin tiloihin,<br />
joissa laitteet ovat mahdollisimman hyvin suojassa<br />
ympäristövahingoilta (esim. vesivahinko ja tulipalo)<br />
ja ilkivallalta.<br />
◆ Sähkövirran tasainen ja turvallinen saaminen<br />
voidaan turvata laiteratkaisuilla. Mahdollinen on<br />
myös oma sähkögeneraattori.<br />
◆ Rikkoutumisen varalta voi olla valmiina varaosia,<br />
varalaitteita tai varajärjestelmä.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VARMUUSKOPIOINTI<br />
• Varmuuskopiolla tarkoitetaan varmistuksen<br />
tuloksena saatua tiedoston tai ohjelman kopiota,<br />
joka on tarkoitettu käytettäväksi, jos<br />
alkuperäinen menetetään vian tai vahingon takia.<br />
• Miksi<br />
– Kun alkuperäinen tieto katoaa tai<br />
korruptoituu, voidaan varmuuskopioista<br />
palauttaa tietoa<br />
<br />
© Juhani Paavilainen
VARMUUSKOPIOINTI<br />
• Voidaan tehdä eräajona tai jatkuvana<br />
• Menetelmiä:<br />
– 1.Täydellinen varmuuskopiointi<br />
– 2.Kasvavan vedostuksen menetelmä<br />
• Vain muuttunut tieto varmistetaan<br />
– 3.Useiden versioiden menetelmä<br />
• Otetaan useita varmuuskopioita.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VARMUUSKOPIOINTI<br />
• Menetelmiä:<br />
– 4.Varovaisen korvaamisen menetelmä<br />
• Päivityksiä ei tehdä suoraan itse tietokantaan vaan<br />
tietokannan tai sen osan kopioon. Vasta sen<br />
jälkeen, kun tapahtuman kaikki päivitykset on<br />
tehty, kopio korvaa varsinaisen tietokannan.<br />
– 5.Differentiaali-menetelmä<br />
• Päivitykset tehdään työtiedostoihin, joita saattaa<br />
olla useampia samasta tietokantasivusta. Nämä<br />
tiedostot yhdistetään aika ajoin varsinaiseen<br />
tietokantaan.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TÄRKEITÄ PERIAATTEITA:<br />
• Ole valmis menettämään se tieto, josta ei ole<br />
varmuuskopiota<br />
• Varmuuskopiota tehtävä niin usein, että työmäärä<br />
menetetyn tiedon korjaamiseksi ei muodostu<br />
kohtuuttomaksi<br />
• Varmuuskopiot voidaan tarvittaessa salakirjoittaa<br />
• Kumpi on tärkeämpää data vai ohjelmat<br />
© Juhani Paavilainen
TÄRKEITÄ PERIAATTEITA:<br />
• Varauduttava myös tiedon korruptoitumiseen<br />
– Tietoa palautettaessa varmuuskopioilta ei pitäisi kirjoittaa<br />
vanhan tiedon päälle, koska tällöin saatetaan menettää tietoa, jo<br />
varmistukset eivät toimikaan tai eivät ole ajantasalla<br />
– Varmuuskopioiden toimivuus pitäisi varmistaa etukäteen<br />
– Varmuuskopioita pitäisi ottaa useita<br />
– Varmistusmedioita voidaan kierrättää esim: arkistoimalla<br />
jokaiselta kuukaudelta yksi varmuuskopio pysyvästi, viikottaiset<br />
versiot kuukauden ajalta ja päivittäiset versiot viikon ajalta<br />
– Ohjelmia ei tarvitse jatkuvasti varmistaa, jos ne eivät muutu,<br />
vaan vanhat varmuuskopiot voidaan jättää ohjelmien palautusta<br />
varten<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TÄRKEITÄ PERIAATTEITA:<br />
• Kriittinen tieto varmuuskopioitava siten, että paikkaan<br />
kohdistuva tuho ei tuhoa tietoa<br />
– Varauduttava tulipaloon, vesivahinkoon, luonnonilmiöihin,<br />
ilkivaltaan ja varkauksiin<br />
– Varmistukset hyvä säilyttää vähintään kahdessa fyysisesti eri<br />
paikassa<br />
• Kriittisen tiedon eheys voidaan varmistaa tarkistussummien<br />
avulla<br />
– Lasketaan alkuperäisestä tiedosta tarkistussummat, jotka<br />
tallennetaan varmuuskopioiden mukana, jolloin tiedon<br />
korruptoituminen havaitaan<br />
• Kauhuskenaarioiden miettiminen etukäteen helpottaa<br />
varmistusmenetelmien luomista<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VARMISTUSTEKNIIKOITA:<br />
LEVYKE<br />
• Helppo kuljettaa<br />
• Levykeasema on lähes jokaisessa tietokoneessa<br />
• Sopii pienten tietomäärien tallennukseen (1.4Mt / 2.0Mt<br />
pakattuna hieman enemmän)<br />
• Sopii kriittisen tiedon nopeaan ja useasti tapahtuvaan<br />
varmuuskopiointiin henkilökohtaiselta tietokoneelta<br />
• Varmuuskopion voi ottaa helposti esim. kesken<br />
tiedoston kirjoituksen<br />
© Juhani Paavilainen
NAUHA-ASEMA<br />
• Suuri tallennuskapasiteetti<br />
(mallikohtaiset erot voivat olla suuret)<br />
• Nauha on helppo siirtää ja arkistoida<br />
• Tiedon palautus työlästä Nauhojen toimivuuden<br />
tarkistus tärkeää mutta työlästä<br />
© Juhani Paavilainen<br />
CD-R(W)<br />
• Polttavalla CD-ROM asemalla voidaan ottaa<br />
varmuuskopiot halutuista tiedostoista<br />
• Suurehko tallennuskapasiteetti (650Mt)<br />
• CD-R(W) levyt ovat edullisia<br />
• Hyvä tiedon siirrettävyys<br />
© Juhani Paavilainen<br />
LEVYIMAGO<br />
• Kiintolevyn koko sisällöstä otetaan bitti bitiltä kopio tiedostoksi<br />
tai suoraan tallennusmedialle<br />
• Kaikki kiintolevyn tieto otetaan talteen mukaanlukien<br />
käynnistyssektorit ja muu piilotieto<br />
• Palautuksessa korvataan vanha tieto kokonaan<br />
• Kätevä tilanteissa, joissa halutaan pystyä tarvittaessa palaamaan<br />
ennalta määrättyyn tilaan<br />
• Ei ole sidottu varmuuskopioitavan järjestelmän<br />
käyttöjärjestelmään<br />
• Sopii hyvin esimerkiksi pääteluokkiin, joissa on useita<br />
samanlaisilla ohjelmistoilla varustettuja tietokoneita<br />
© Juhani Paavilainen
TIEDONSIIRTOKAAPELI/YHTEYS<br />
• Edullinen ratkaisu pienten (tapauskohtainen<br />
tallennuskapasiteetti) tietomäärien varmistamiseen<br />
silloin, kun on käytettävissä vähintään kaksi<br />
tietokonetta<br />
• Kaksi tietokonetta yhdistetään esim. kirjoitinporttiin tai<br />
sarjaporttiin asetettavalla kaapelilla ja ohjelmistolla,<br />
joka mahdollistaa tiedon siirtämisen tietokoneiden<br />
välillä<br />
• Tiedonsiirtoyhteys voi olla myös langaton<br />
• Jos tietokoneet säilytetään samassa tilassa, ei suojaa<br />
tilaan kohdistuvalta tuholta (esim. tulipalo, vesivahinko,<br />
varkaus)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
RINNAKKAINEN KIINTOLEVY<br />
• Nopea ja helppo (esim: ikonin osoittaminen tekee varmuuskopion tai<br />
voidaan automatisoida)<br />
• Sopii kriittisen tiedon varmuuskopiointiin henkilökohtaisella<br />
tietokoneella<br />
• Suojaa toisen kiintolevyn tuhoutumiselta ja useilta käyttäjän virheiltä<br />
• Ei takaa täydellistä suojaa<br />
– Käyttäjän tekemät virheet voivat tuhota tietoja pysyvästi<br />
– Tietokoneen tuhoutuminen (esim: tulipalo, vesivahinko,<br />
varkaus)<br />
– Haitallinen ohjelmakoodi voi tuhota tiedot<br />
• Tarvitaan myös muunlainen varmistusratkaisu rinnalle<br />
© Juhani Paavilainen<br />
VAIHTOKIINTOLEVY<br />
• Voi olla varmistusta varten<br />
– Nopea<br />
– Kätevä<br />
• Suhteellisen kallis varmistusmediaksi<br />
© Juhani Paavilainen
MUUT VAIHDETTEVAT MEDIAT<br />
• Esim: ZIP- ja JAZZ-tallenteet<br />
• Usein suurehko tallennuskapasiteetti<br />
• Ei vallitsevaa standardia Usein kalliita<br />
• Vaihdettavuuden seurauksena usein myös<br />
helppokäyttöisiä<br />
© Juhani Paavilainen<br />
LÄHIVERKKO<br />
• Helppo (esim: ikonin osoittaminen tekee<br />
varmistuksen tai voidaan automatisoida. Varminta,<br />
jos käyttäjien tiedostot tallennetaan suoraan<br />
verkkopalvelimelle)<br />
• Lähiverkon palvelimelta voidaan ottaa<br />
varmistukset esim. nauhalle<br />
– nauhojen kierrätys<br />
• Sopii hyvin esim. yritysympäristöihin<br />
• Tietoturvallisuudesta huolehdittava<br />
© Juhani Paavilainen<br />
INTERNET<br />
• Varmuuskopio tallennetaan Internetin<br />
palveluntarjoajan antamaan tallennustilaan<br />
• Tietoturva ongelmallista<br />
– voidaan korjata salakirjoituksella<br />
• Tallennuskapasiteetti riippuu<br />
palveluntarjoajasta<br />
© Juhani Paavilainen
VARAJÄRJESTELMÄ<br />
• Järjestelmä, joka voidaan ottaa käyttöön, kun<br />
normaalisti käytettävän järjestelmän käyttö<br />
häiriintyy tai estyy<br />
• Jos toinen järjestelmä pettää, toinen on välittömästi<br />
käytettävissä<br />
• Voivat toimia rinnakkain samanaikaisesti<br />
• Varajärjestelmä sopii tilanteisiin, joissa tarvitaan<br />
jatkuvaa järjestelmän käyttövalmiutta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
PAPERITALLENNE<br />
• Oikein säilytettynä hyvä arkistoitavuus<br />
• Tallennettava tietomäärä rajallinen<br />
• Vaikea muuttaa takaisin digitaaliseen muotoon<br />
mutta ei mahdotonta<br />
– Manuaalisesti<br />
– Skannaamalla, joilloin voidaan käyttää<br />
automaattista tekstin tunnistusta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
TIEDON PALAUTUS<br />
• Tarkoittaa menetelmiä palauttaa kadotettua tietoa<br />
• Tieto voidaan palauttaa varmuuskopioista, jos sellaiset on<br />
tehty<br />
• Voidaan myös pyrkiä paikkaamaan kadotettua tietoa<br />
• Esim. tyypillisesti tiedoston poistaminen ei vielä ylikirjoita<br />
tiedoston sisältöä<br />
• Tiedon palautukseen on olemassa ohjelmia mutta niiden<br />
käyttö voi kiintolevyn vioituttua aiheuttaa lisää vahinkoa<br />
© Juhani Paavilainen
TIEDON PALAUTUS<br />
• Tieto on usein jäljellä, vaikka tallennusmedia olisi<br />
vaurioitunut<br />
• Ylikirjoitettu tieto ei poista täydellisesti vanhan tiedon<br />
magnetisointia tallennusmedialta<br />
– Tiedonpalautukseen erikoistuneet yritykset voivat<br />
usein palauttaa suuren osan tiedosta esim. tulipalon,<br />
tietovälineen vaurioitumisen, tiedon ylikirjoituksen<br />
tai vesivahingon jälkeen<br />
– Tiedonpalautuksen kustannukset ovat tilanne- ja<br />
sopimuskohtaista mutta arviolta kiintolevyn tietojen<br />
palautus maksaa 2000 euroa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
13.<br />
Riskienhallinta<br />
<strong>Tietoturvallisuuden</strong> organisointi<br />
Lainsäädäntö, ohjeet ja standardit<br />
Tietoturvaohjeistus<br />
© Juhani Paavilainen
Riskit ja riskienhallinta<br />
• Riskin käsitteestä<br />
– Riski ilmaisee haitallisen, vahinkoa aiheuttavan<br />
vahingon suuruutta. (SFS 3750, 1986)<br />
– Erilaisia riskejä<br />
• Arkipäivän riskejä<br />
– Toiminnallinen riski<br />
Fyysinen riski<br />
Taloudellinen riski<br />
Sosiaalinen riski<br />
Psykologinen riski<br />
Kuka vastaa eri riskeistä<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Dynaamiset eli spekulatiiviset riskit<br />
• Muuttuvat suhdanteiden ja olosuhteiden mukaan<br />
• Niihin liittyy eduntavoittelua<br />
– Esim. liikeriski<br />
• Pitkällä tähtäyksellä hyödyllisiä, varsinkin<br />
makrotaloudessa<br />
• Johtavat resurssien uudelleen allokointiin<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Staattiset riskit eli vakuutusriskit /<br />
puhtaat riskit<br />
• Ei liity eduntavoittelua vaan ainoastaan<br />
menetyksiä<br />
– Eivät hyödytä ketään<br />
• Niiden esiintymiseen on vaikea vaikuttaa,<br />
• Ovat ennakoitavissa tietyllä todennäköisyydellä<br />
• Tilanne säilyy joko ennallaan tai siihen liittyy<br />
menetyksiä<br />
• Ovat yleensä vakuuttamiskelpoisia<br />
© Juhani Paavilainen
Puhtaat riskit<br />
– Henkilökohtaiset riskit<br />
– liittyvät esimerkiksi kykyyn ansaita oma elanto<br />
tapaturma, sairastuminen, työkyvyttömyys, työttömyys<br />
– Omaisuusriski<br />
– omaisuuden menettäminen<br />
menettämisestä johtuvat haitalliset seurausvaikutukset<br />
– Vastuuriskit<br />
– liittyvät vahingon aiheuttamiseen kolmannelle osapuolelle.<br />
– Riippuvuusriski<br />
– Riippuvuusriskiä on vaikea vakuuttaa.Verkostoituminen<br />
lisää riippuvuusriskiä Mitä enemmän toimintoja siirretään<br />
IT:n hoidettavaksi sen enemmän IT:n toiminnasta ollaan<br />
riippuvaisia.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tarkastelunäkökulma vaikuttaa<br />
riskien yli- tai aliarviointiin<br />
• Riskinäkemys muuttuu tiedon ja taidon<br />
kasvaessa<br />
• Riski on pelottava, jos se on<br />
• Kontrolloimaton tai hallitsematon<br />
• Sisältää katastrofin ainekset<br />
• Katastrofilla on paljon uhreja<br />
• Seuraukset ovat kohtalokkaita<br />
• Riskinottamisen vapaaehtoisuus pienentää riskin<br />
tunnetta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Riskit päätöksenteossa<br />
• Päätöksenteon epävarmuus<br />
– Päätöksentekijällä on valittavana<br />
päätösmahdollisuuksia.<br />
– Päätökseen sisältyy aina epävarmuutta ja/tai riskejä<br />
– Epävarmuus on tietämättömyyttä ja epätietoisuutta tulevia<br />
tapahtumia kohtaan.<br />
• Tietämättömyys<br />
– Täydellistä tietämättömyyttä<br />
– Laskennallista todennäköisyyttä<br />
• Päätösprosessi<br />
– >Vaihtoehtojen vertailu =>Päätös=> Toteutus=> Valvonta<br />
© Juhani Paavilainen
Todennäköisyydet voivat olla<br />
• Objektiivisia<br />
– Kun kahdella henkilöllä on käytössään sama<br />
informaatio, tulisi heidän päätöksensä olla<br />
yhteneviä<br />
• Subjektiivisia<br />
– Ei ole olemassa aikaisempaa tietoa<br />
– Henkilön oma näkemys vaikuttaa asiaan<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Riskinottamisen psykologiset tekijät<br />
• Ihmisen toimintaan kuuluu tietty rationaalisuus.<br />
• Esim peleissä: Voitto * voiton todennäköisyys > pelipanos<br />
– Tämä ei ota kantaa pelipanoksen suuruuteen!<br />
– Pienintä taatun voiton tuomaa summaa, jolla<br />
pelaaja luopuu pelistä, sanotaan<br />
varmuusekvivalentiksi.<br />
– Jokaisessa pelissä voiton odotusarvon on oltava<br />
suurempi kuin varmuusekvivalentti.<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Ihmisen epäsymmetrinen<br />
suhtautuminen riskiin<br />
• Ihmisen on vaikea arvioida hyvin pieniä ja hyvin<br />
suuria todennäköisyyksiä<br />
– johtaa epäloogisuuksiin!<br />
– Vrt rationaalinen peliteoria ja Lotto.<br />
• Yleensä pienet riskit yliarvioidaan ja suuret<br />
aliarvioidaan<br />
– Kahdessa, odotusarvoltaan aivan<br />
samanlaisessa riskissä, ihmiset voivat tehdä<br />
täysin erilaisia päätöksiä.<br />
© Juhani Paavilainen
• Vastaajia 48 kpl<br />
Riskienhallinta<br />
Kyselyn 20.2.2001 tulokset<br />
1 2 3 4 5 6 7<br />
a 5 25 28 11 29 31 22<br />
b 42 22 19 36 18 16 25<br />
%<br />
A 11 % 53 % 60 % 23 % 62 % 66 % 47 %<br />
B 89 % 47 % 40 % 77 % 38 % 34 % 53 %<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Vastausten jakauma<br />
• Kaikkien kysymysten matemaattinen todennäköisyys oli<br />
sekä A että B vastauksille 50%<br />
Riskienhallintakysely<br />
100 %<br />
% vastanneista<br />
90 %<br />
80 %<br />
70 %<br />
60 %<br />
50 %<br />
40 %<br />
30 %<br />
20 %<br />
10 %<br />
0 %<br />
1 2 3 4 5 6 7<br />
Kysymys<br />
© Juhani Paavilainen<br />
A<br />
B<br />
Riskianalyysi<br />
• Ilman sopivaa riskianalysointimenetelmää<br />
riskienhallinta on ilman pohjaa<br />
• Riskianalyysillä pyritään saamaan objektiivinen kuva<br />
riskeistä<br />
– Tunnistetaan tietoarvot<br />
– Määritellään arvojen suuruus<br />
– Tunnistetaan uhat<br />
– Tunnistetaan haavoittuvuudet ja vahvuudet<br />
– Arvioidaan riskien todennäköisyys<br />
– Valitaan ja toteutetaan turvallisuustoimenpiteet<br />
– Korjataan ja seurataan tietoturvallisuusohjelman<br />
toteuttamista.<br />
© Juhani Paavilainen
Kvalitatiivisia riskianalyysimenetelmiä<br />
• Tarkistuslistat (CheckLists)<br />
• Skenaarioanalyysi ( Scenario Analysis)<br />
• Baseline-menetelmä: (Baseline Method)<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tarkistuslistat<br />
• Lista huomioitavista asioista<br />
– vastaus esim. Likert-asteikolla tai vain Kyllä/ Ei<br />
• vaatimuksena on, että joku on laatinut listan ja se on<br />
– riittävän kattava,<br />
– ajantasalla<br />
• Ei sovellu määrittelemättömien/ei tunnettujen riskien<br />
analysointiin<br />
• Väärin käytettynä voi antaa virheellisen kuvan<br />
turvatasosta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Esimerkkejä tarkistuslistoista<br />
– http://isc.gsfc.nasa.gov/IT_Security/linux-checklist.htm<br />
– http://www.cert.org/tech_tips/usc20_full.html<br />
– http://www.cert.org/tech_tips/win_intruder_detection_checklist.html<br />
– http://www.cert.org/tech_tips/intruder_detection_checklist.html<br />
– http://www.microsoft.com/technet/treeview/default.aspurl=/technet/security/tools/tools.as<br />
p<br />
– http://www.auburn.edu/oit/security/securityTips.html<br />
– http://www.opsecurity.com/security/securityinfo/securitychecklist.htm<br />
– http://www.peacefulpackers.com/it_solutions/xis00_2.htm<br />
– HUOM! lähes kaikissa samanlaista järjestelmää<br />
analysoivissa tarkistuslistoissa on otettu huomioon eri asioita<br />
=> osoitus listojen puutteellisuudesta ja epätarkkuudesta<br />
– Tarkistuslista voidaan tehdä mille tahansa<br />
järjestelmälle/asialle<br />
© Juhani Paavilainen
Skenaariotekniikka<br />
• Yksinkertainen mutta silti tehokas<br />
riskianalyysimenetelmä.<br />
– 1.Tapahtumien (kuviteltu) kuvaus mahdollisimman<br />
tarkasti<br />
2.Turvallisuustoimenpiteiden kuvaus<br />
3.Puutteiden ja heikkouksien erittely<br />
4.Tapahtumien seurausten kuvaus<br />
5.Tapahtumien todennäköisyysarvio<br />
6.Arvio tarvittavista toimenpiteistä<br />
7.Ehdotus tarvittavista toimenpiteistä<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Baseline-menetelmä<br />
Yleisin riskianalysointimenetelmä<br />
1. Tunnistetaan suojattavat kohteet<br />
2. tunnistetaan olemassa olevat suojaukset<br />
3. tunnistetaan ja valitaan perussuojaukset yleisimpien<br />
uhkien torjumiseksi sekä tehdään suunnitelma suojausten<br />
toteutukselle<br />
4. hyväksytään tai hylätään valitut suojaukset<br />
5. toteutetaan hyväksytyt suojaukset<br />
6. tunnistetaan mahdolliset erityisuhat<br />
7. analysoidaan uhat ja riskit<br />
8.tunnistetaan ja valitaan lisäsuojaukset sekä tehdään niille<br />
toteutussuunnitelma<br />
9. hyväksytään ja toteutetaan lisäsuojaukset<br />
10. seurataan turvallisuutta säännöllisesti<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Baseline menetelmiä<br />
• Bundesamt für Sicherheit in der<br />
Informationstechnik<br />
– IT Baseline Protection Manual<br />
• http://www.bsi.bund.de/gshb/english/menue.htm<br />
© Juhani Paavilainen
Kvantitatiivisia lähestymistapoja<br />
• Courtneyn menetelmä: (Courtney Risk Asessesment)<br />
• E= P x A<br />
– E= Vahingon odotusarvo (Expected Loss) , P= vahingon<br />
todennäköisyys (Probability of loss ) , A= odotetun vahingon<br />
suuruus rahayksikössä (Amount of possible loss).<br />
• LRAM (Livermore Risk Analysis Methodology)<br />
– 1. Suunnittelu<br />
-tietoturvaprojektin suunnittelu<br />
2. Riskianalyysi<br />
-tietojen keruu<br />
-uhkaskenaarioiden määrittäminen<br />
-tarvittavien suojausten määrittely ja suojausten<br />
kustannustehokkuuden arviointi<br />
3. Päätöksenteon tuki<br />
-tarvittavien suojausten priorisointi ja valinta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Kvantitatiivisien lähestymistapojen<br />
ongelmia<br />
• laajuusongelma, mitkä uhat otetaan mukaan ja mitkä ei<br />
• mittaamisongelma, miten uhat ja riskit mitataan<br />
• arvostusongelma, miten riskit arvostetaan<br />
• kohdistusongelma, miten saatuja riskitasoja<br />
vähennetään, miten arvioidaan tärkeimmät riskitasot<br />
• jaksotusongelma, miten pitkään annetut lähtöarvot,<br />
mittaustavat, arvostukset ja kohdistukset ovat voimassa<br />
• Miten riski muutetaan matemaattiseen muotoon<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Uhkapuut<br />
• Rakenteinen tapa mallintaa uhkia ja niiden suuruutta<br />
© Juhani Paavilainen
Tietoturvallisuuspolitiikka<br />
• Määrittää tietoturvallisuustoimenpiteiden<br />
yleislinjaukset<br />
– priorisointi<br />
– ohjeistus<br />
– toimintatavat<br />
– sopimukset<br />
– tietojen luokittelu<br />
• osoittaa, että tietoturvallisuus kuuluu organisaation<br />
perusintresseihin<br />
– on merkityksellistä vahinkotapauksessa<br />
© Juhani Paavilainen<br />
• Havaitseminen<br />
• Välttäminen<br />
• Estäminen<br />
• Pienentäminen<br />
• Toipuminen<br />
Riskienhallintatoimenpiteet<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Reaktiivinen riskienhallinta<br />
• Perinteinen riskienhallinta toimii reaktiivisesti eli<br />
vahingon jälkeen aletaan etsiä<br />
suojautumiskeinoja tai korvausta vakuutuksista<br />
– Pelkästään vakuutusten varassa toimiva<br />
riskienhallinta on kallis ja toimimaton<br />
– Riskienhallintaa on tarkasteltava<br />
kokonaisuutena ja normaalina osana<br />
jokapäiväistä toimintaa.<br />
– Yrityksen riskikenttä saattaa muuttua hyvinkin<br />
nopeasti.<br />
© Juhani Paavilainen
Mitä kannattaa vakuuttaa ja mitä ei<br />
• Jätä omalle vastuulle<br />
– vahingot, jotka ovat todennäköisiä mutta pieniä<br />
– isommat, vähemmän todennäköiset vahingot,<br />
joissa seuraukset ovat vähäisiä tai keskisuuria<br />
• Vakuuta kaikki ne, joilla suuri taloudellinen<br />
vaikutus.<br />
Onko vakuuttaminen ainoa tapa suojautua<br />
• Vakuutusta ei aina saa tietoturvariskeihin<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Riskienhallinnan kehittymisen aste<br />
• Riskienhallinta on tyypillinen laatu- ja<br />
asenneongelma.<br />
– Yrityksellä on oltava selvät säännöt siitä miten<br />
riskienhallintatoiminnot tehdään ja kuka niistä<br />
vastaa.<br />
– Jotta riskienhallintaa voidaan parantaa, on<br />
tunnistettava sen tarpeellisuus<br />
=> olemassa oleva tietoturvallisuuspolitiikka<br />
– Hyvään riskienhallintaan liittyy aina myös<br />
proaktiivisuutta<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Riskienhallinta<br />
© Juhani Paavilainen
Riskienhallinnan kustannukset<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvauhkien aiheuttajat<br />
Asteiko 1..5 ( 1 Ei merkittävä. 5 Erittäin merkittävä)<br />
Eri tietoturvauhkien arvioidut aiheuttaja<br />
5,0<br />
4,5<br />
4,0<br />
3,5<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
0,0<br />
Oma työntekijä<br />
Entinen työntekijä<br />
Kilpailevan yrityksen työntekijä<br />
Satunnainen hakkeri<br />
Järjestäytynyt rikollisuus<br />
Vieraan valtion tiedustelu<br />
Keskimäärin<br />
Mediaani<br />
Vaihteluväli<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvatapausten aiheuttajat<br />
Tunnetuttuja tietoturvatapauksia<br />
Määrä (Huomaa logariminen asteikko!<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
Virukset<br />
Järjestelmän virhe<br />
Käyttäjän virhe<br />
Salakuuntelu<br />
Ylläpito virh e<br />
Laitevarkaudet<br />
Luvaton käyttö<br />
Muu syy<br />
Ohjelmien anastaminen<br />
Palvelun esto<br />
Tietojen anastaminen<br />
EI tietoa<br />
Tietojen väärentäminen<br />
Palveluiden va hingoittaminen<br />
© Juhani Paavilainen
Tietoturvavahinkojen suuruudet<br />
Vahingon suuruudet<br />
3000000<br />
2500000<br />
Vahingot mk<br />
2000000<br />
1500000<br />
1000000<br />
500000<br />
0<br />
Maks yksittäinen vahinko<br />
Vahingot yhteensä<br />
Suoranaiset kokonaiskustann...<br />
Välilliset kokonaiskustannukset<br />
Pienin yksittäinen vahinko<br />
Suurin yksittäinen vahinko<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Tietoturvaohjeistus<br />
• Organisaatiolla tulisi olla mm. seuraavia ohjeita<br />
– Ohjeet käyttäjätunnuksista ja salasanoista<br />
– Yksityisyyden suoja, sähköpostin käyttö<br />
– Normaalit käyttötoimenpideohjeet<br />
– Ylläpito-ohjeet<br />
– Toiminta poikkeustilanteissa<br />
– Ohjeet tietoaineiston luokittelusta<br />
– Vaitiolo- ja salassapitosopimukset<br />
– Toipumisohjeet<br />
© Juhani Paavilainen<br />
Suomessa voimassa olevat tietoturvaan liittyvät lait ja säädökset<br />
(ei täysin kattava)<br />
• Suomen perustuslaki (731/1999); 10 §<br />
• Laki viranomaisten toiminnan julkisuudesta (621/1999, muutoksineen 636/2000 ja 1151/2001)<br />
• Arkistolaki (831/1994, muutoksineen 746/1996, 689/1999 ja 718/2000)<br />
• Asetus valtionhallinnon tietohallinnosta (155/1988, muutos 1401/1992)<br />
• Henkilötietolaki (523/1999, muutos 986/2000)<br />
• Laki yksityisyyden suojasta televiestinnässä ja teletoiminnan tietoturvasta (565/1999, muutoksineen 532/2000,<br />
1120/2001, 1148/2001, 459/2002<br />
• ja 681/2002)<br />
• A yksityisyyden suojasta televiestinnässä ja teletoiminnan tietoturvasta (723/1999)<br />
• LMp yksityisyyden suojasta televiestinnässä ja teletoiminnan tietoturvasta (760/1999)<br />
• Laki yksityisyyden suojasta työelämässä (477/2001)<br />
• Viestintämarkkinalaki (396/1997, muutoksineen 596/1998, 139/1999, 566/1999, 314/2001, 893/2001, 1119/2001<br />
ja 489/2002)<br />
• Radiolaki (1015/2001)<br />
• Rikoslaki 38 luku ja 34 luku 9 a §<br />
• Laki eräiden suojauksen purkujärjestelmien kieltämisestä (1117/2001)<br />
• Laki tietoyhteiskunnan palvelujen tarjoamisesta (458/2002)<br />
• Laki sähköisestä asioinnista viranomaistoiminnassa (13/2003)<br />
• Laki sähköisistä allekirjoituksista (14/2003)<br />
• kts: http://www.ficora.fi/suomi/tietoturva/saadokset.htm<br />
• kts ajantasainen. http://www.finlex.fi/<br />
© Juhani Paavilainen
Tietoturvallisuuteen liittyviä standardeja ja suosituksia<br />
• BS 7799<br />
– Ison Britannian tietoturvallisuusstandardi<br />
• http://www.bsi-global.com/index.xalter<br />
• http://www.security.kirion.net/bs7799standard/<br />
– COBRA, or 'Consultative, Objective and Bi-functional Risk Analysis’<br />
• http://www.security-risk-analysis.com/<br />
• TCSEC (Rainbow Series Library)<br />
– http://www.radium.ncsc.mil/tpep/library/rainbow/index.html<br />
• Common Criteria<br />
– http://www.commoncriteria.org/<br />
• NIST<br />
– http://csrc.nist.gov/<br />
• ITSEC/ITSEM<br />
– EU:n vastine USA:n TCSEC:lle, http://www.cordis.lu/infosec/src/crit.htm<br />
• RFC:t<br />
– IETF:n julkaisemat standardit/ohjeet<br />
© Juhani Paavilainen<br />
BS 7799<br />
• Tietoturvallisuuspolitiikka<br />
• Turvallisuuden suunnittelu<br />
• Tietoaineiston luokittelu ja valvonta<br />
• Turvallisuus henkilöstön kannalta<br />
• Fyysinen ja ympäristöturvallisuus<br />
• Viestinnän ja käytön hallinta<br />
• Käyttöoikeuksien valvonta<br />
• Järjestelmien kehittäminen ja ylläpito<br />
• Liiketoiminnan jatkuvuuden mahdollisuus<br />
• Sääntöjen noudattaminen<br />
© Juhani Paavilainen<br />
© Juhani Paavilainen