22
нала, так как после умножения они становятся широкополосными и обреза-
ются фильтрами.
Метод DSSS использует всю полосу одновременно, разбивая ее на 11
одинаковых полос. Каждый бит передаваемой информации преобразуется в
последовательность из 11 бит, которая передаётся параллельно и одновре-
менно по всем 11 полосам. Получивший эту последовательность приёмник
производит обратное преобразование сигнала. Каждая пара «передатчик-
приемник» использует свой алгоритм кодирования, исключающий перехват
сигнала другим приемником, что обеспечивает надёжную защиту передавае-
мой информации. Расшифровать такой сигнал, не зная алгоритма, невозмож-
но. Одиннадцатикратная избыточность информации позволяет использовать
маломощную аппаратуру, а узкополосная аппаратура не влияет на DSSS.
В методе скачкообразной перестройки частоты (FHSS) весь диапазон,
отведенный для передачи, делится на 79 каналов. Передатчик переключается
между ними, используя некую «случайную» последовательность. Приёмник
синхронно совершает «скачки» в той же последовательности, которая явля-
ется уникальной для каждой пары передатчик-приёмник.
Метод FHSS имеет два существенных недостатка. Первый из них за-
ключается в том, что при достаточно большом числе одновременных сеансов
работы резко увеличивается вероятность коллизии. Поэтому помехозащи-
щённость реализуется за счет уменьшения пропускной способности. Второй
недостаток - создание помех для узкополосной аппаратуры, что в ряде случа-
ев делает невозможным их совместное использование. Поэтому аппаратура
FHSS используется обычно в закрытых помещениях либо на ограниченной
территории [33].
В сети 802.11 передатчик добавляет 144-битный заголовок к каждому
пакету, включая 128 битов, которые приёмник использует для синхронизации
с передатчиком, и 16-битное поле начала фрейма. Затем следует 48-битный
23
заголовок, который содержит информацию о скорости передачи данных,
длине данных, содержащихся в пакете, и последовательность проверки оши-
бок. Заголовок синхронизации всегда передается со скоростью 1 Мбит/с, по-
этому, с учётом наличия других необходимых дополнений в пакетах данных,
эффективная скорость передачи полезной информации будет значительно
меньше максимальной (например, заявленной 54 Мбит/с).
Существует возможность использования более короткого 72-битного
заголовка синхронизации. Он позволяет сэкономить почти 100 мс при пере-
даче каждого заголовка, что благотворно сказывается на реальной пропуск-
ной способности канала. Длительность используемого заголовка обычно
можно изменить при конфигурировании сетевых адаптеров и точек доступа
[9].
При управлении трафиком, проходящим через радиосеть, с помощью
набора правил CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance)
- множественный доступ с контролем несущей / предотвращением конфлик-
тов - исключаются коллизии, и обеспечиваются функции защиты, определен-
ные стандартом 802.11b.
Сетевой адаптер осуществляет управление доступом, предотвращая до-
ступ к сети неавторизованных пользователей. Чтобы сетевой узел мог связы-
ваться с точкой доступа, она должна иметь настроенный SSID (имя сети).
Доступ к беспроводной сети может быть ограничен с использованием табли-
цы МАС-адресов разрешённых устройств [10].
Для обеспечения безопасности в беспроводных (Wi-Fi) сетях активно
используется WPA-аутентификация (Wi-Fi Protected Access, WPA и WPA2) -
протокол безопасности. Она использует протокол шифрования TKIP и обес-
печивает подключение к беспроводной сети по ключевой фразе и шифрова-
ние передаваемых данных [7].
24
2. Особенности реализации информационно-вычислительной
сети детского образовательного учреждения
В отличие от ситуации в большинстве других организаций, компью-
терные технологии в детских образовательных учреждениях представлены с
самых разных сторон, а именно:
как объект изучения и освоения;
как информационно-вычислительное средство, способствующее уско-
рению и углублению изучения дисциплин, не связанных напрямую с вычис-
лительной техникой;
как объект приложения и развития творческих способностей (програм-
мирование, компьютерный и WEB-дизайн и др.);
как средство развлечения и отдыха;
как средство административного обеспечения учебно-воспитательного
процесса.
Необходимость осуществления всех этих аспектов на практике предъ-
являет целый комплекс разнообразных требований к реализации информаци-
онно-вычислительной сети детского учреждения. Среди них можно выделить
особенности структуры сети и необходимость обеспечения безопасности са-
мой сети, её несовершеннолетних пользователей и административной ин-
формации.
2.1. Требования, предъявляемые к структуре сети и виды информацион-
ных угроз
При постановке задачи данной работы руководством центра детского
творчества «Логос» были предъявлены следующие требования и пожелания:
кабельная информационно-вычислительная сеть Центра должна охва-
тывать все кабинеты, где установлены стационарные персональные компью-
теры и принтеры, а именно:
25
- класс «Компьютерная грамотность» (14 компьютеров),
- класс «Компьютерный дизайн» (13 компьютеров),
- класс «Декоративный дизайн» (2 компьютера),
- изостудия «Калейдоскоп» (3 компьютера),
- кружок «Робототехника» (3 компьютера),
- служебное помещение 307 (2 компьютера),
- служебное помещение 308 (2 компьютера).
необходимо разделение административного и учебного сегментов сети
с целью недопущения несанкционированного доступа учащихся к материа-
лам, хранящимся на компьютерах педагогов и персонала;
должен быть развернут беспроводной сегмент локальной сети, охваты-
вающий все помещения Центра и коридор.
Общая структура требуемого кабельного сегмента локальной сети
представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 - Структура кабельного сегмента локальной сети
26
Также было учтено пожелание руководителя кружка робототехники об
исключении возможности взаимного негативного влияния сети и электрон-
ной аппаратуры кружка. И, конечно, обязательным требованием к организу-
емой сети было обеспечение надёжного соединения всех пользователей с
глобальной сетью Интернет.
На рисунке 10 представлена типовая сеть компьютерных классов
«Компьютерная грамотность» (каб.318) и «Компьютерный дизайн» (каб.317).
Рисунок 10 – Типовая сеть компьютерных классов
Преимущества, которые дает установка беспроводной сети в ЦДТ «Ло-
гос»:
Беспроводная локальная сеть, подключенная к сети Центра, может
быть использована для проведения учебных занятий с использованием пере-
носной вычислительной техники, которая переносит учебные занятия на но-
вый уровень. С помощью переносных персональных компьютеров препода-
ватели могут получать оперативный доступ к учебным и справочным мате-
риалам, необходимым для проведения занятий.
27
Беспроводная сеть может быть использована для ознакомления с но-
вейшими сетевыми технологиями, как учащихся старших возрастных групп,
так и преподавательского состава.
Беспроводные сети могут быть установлены для использования в по-
мещениях, где нет кабельной сети или если прокладка сетевых кабелей за-
труднена или вообще нежелательна или невозможна. Беспроводная сеть мо-
жет быть использована для увеличения числа рабочих мест в кабинетах
«Компьютерная грамотность» и «Компьютерный дизайн» за счет мобильных
персональных компьютеров учеников.
Беспроводная сеть может быть использована для обеспечения доступа
обучающихся к ресурсам локальной сети, в которой находятся учебные мате-
риалы, и сети Интернет, в которой можно найти справочную информацию,
необходимую для решения разнообразных задач. При этом с помощью про-
граммных и аппаратных средств, установленных в Центре, обеспечивается
приватность передаваемой информации, а также безопасность администра-
тивного сегмента сети.
Технологии беспроводных сетей включают в себя качественные сред-
ства защиты информации: шифрование данных и поддержка различных
средств аутентификации для подключения к беспроводной сети. Таким обра-
зом, проблемы, связанные с безопасностью при доступе к беспроводной сети
решаются встроенными средствами защиты.
В соответствии с требованиями, предъявляемыми к беспроводной сети
центра детского творчества она должна:
иметь достаточную пропускную способность для работы всех исполь-
зуемых в центре приложений;
обеспечивать максимальную зону покрытия;
не вносить искажения в работу электронной аппаратуры и не быть под-
верженной влиянию радиопередающих устройств Центра;
28
быть простой в использовании, т.е. свести к минимуму настройки, про-
изводимые клиентами для подключения;
обеспечивать информационную безопасность с учётом специфики дет-
ского учреждения.
Все эти требования необходимо учесть при построении беспроводной
локальной сети.
Обеспечение информационной безопасности детского образовательно-
го учреждения помимо общих для любой локальной сети задач, таких как
защита от хакерских атак, вирусов и других вредоносных программ должно
включать средства защиты детей от нежелательной информации и разграни-
чения доступа в административной и учебной подсетях.
Компьютерные сети, как и любые другие средства, способные облег-
чить жизнь человеку, помимо пользы могут создать при эксплуатации угрозы
его информационной безопасности [14].
По мере распространения сети Интернет и локальных сетей организа-
ций в них возрастает уровень хулиганства, в результате которого может быть
украдена или уничтожена ценная информация, похищены конфиденциальные
данные, или просто может быть занесён компьютерный вирус, который пара-
лизует работу сети предприятия. Разрушение информационного ресурса,
наступившее вследствие атаки на него, его временная недоступность или не-
санкционированное использование могут нанести значительный материаль-
ный и моральный ущерб [42].
Угрозы безопасности можно классифицировать по следующим призна-
кам:
цели реализации (свойства конфиденциальности, целостность и доступ-
ность информации, расширение прав доступа и получением полного кон-
троля над работой компьютера);
29
принципу воздействия на систему (взлом парольной защиты, нападение
на основе сетевого протокола);
характеру воздействия на систему (пассивный перехват трафика, актив-
ная подмена данных);
причине появления используемой ошибки защиты (например, из-за от-
сутствия средств обнаружения вторжений, неправильной настройки средств
защиты или не установки защищающих обновлений);
объекту атаки (данные, программы, сетевое обеспечение);
используемым средствам атаки;
состоянию объекта атаки (например, явное изменение состояния или
отсутствие каких бы то ни было изменений, так как осуществляется лишь
пассивный перехват входящих и исходящих пакетов или почтовых сообще-
ний);
по источнику угроз и т. п.
Общую классификацию угроз локальным сетям можно представить
следующим образом:
Угрозы конфиденциальности данных и программ - реализуются при не-
санкционированном доступе к данным, программам или каналам связи.
Угрозы целостности данных, программ, аппаратуры - несанкциониро-
ванное уничтожение, добавление лишних элементов и модификация данных,
изменение порядка их расположения.
Угрозы доступности данных - объект (пользователь или процесс) не по-
лучает доступа к законно выделенным ему службам или ресурсам [19].
Некоторые наиболее распространенные проявления угроз информаци-
онной безопасности:
Несанкционированный доступ - получение пользователем или другим
субъектом (например, процессом) доступа к объекту, на который у него нет
прав.
30
Незаконное использование привилегий. Незаконный захват привилегий
возможен либо при наличии ошибок в самой системе защиты или в случае
халатности при управлении системой привилегий.
Скрытые каналы - пути передачи информации между процессами си-
стемы, нарушающие системную политику безопасности. Пользователь может
придумать для этого обходные пути для получения разрешения на обработку
интересующих его данных.
"Маскарад" - выполнение одним пользователем локальной сети каких-
либо действий от имени другого пользователя с последующим присвоением
его прав и привилегий.
"Сборка мусора" (garbage collection). Под "Мусором" - понимается па-
мять, оставшаяся после использования программой. После окончания работы
информация не всегда полностью удаляется программами из памяти ПК. С
помощью специальных средств возможно её восстановление.
Взлом системы - умышленное проникновение в систему с несанкцио-
нированными параметрами входа, т. е. именем пользователя и его паролем.
"Люки" - скрытые точки входа в ПО, связанные с ошибками програм-
миста [2].
Причины, способствующие атакам на локальные сети:
Уязвимость основной архитектуры локальных сетей (клиент-сервер),
подразумевающая наличие уязвимостей во всех трех составляющих этой ар-
хитектуры - в клиентском и серверном обеспечении и в каналах связи, их со-
единяющих;
Наличие слабостей в системных утилитах, командах и сетевых сервисах
локальных сетей;
Наличие слабостей в современных технологиях программирования, ис-
пользуемых при проектировании и функционировании локальной сети, её ба-
зовых механизмов и сервисов;
31
Ошибки, возникающие при проектировании, реализации и использова-
нии различного ПО, используемого в локальных сетях (основными здесь яв-
ляются сами ОС и реализации сетевых протоколов в этих ОС);
Уязвимость для атак сетевыми вирусами [2].
Анализ структуры локальной сети центра детского творчества и осо-
бенностей циркулирующей в ней информации можно выделить следующие
представляющие особую опасность типы угроз:
угроза проникновения злоумышленника во внутреннюю сеть центра;
угроза проникновения в административную сеть центра изнутри учеб-
ной сети;
различные вредоносные программы, в частности компьютерные виру-
сы;
возможность соприкосновения детей с нежелательной информацией.
2.2. Средства обеспечения межсетевой безопасности
Подключение к открытой сети интернет может иметь негативные по-
следствия. Может возникнуть угроза неправомерного вторжения из внешней
сети во внутреннюю, которое может производиться с целью несанкциониро-
ванного использования ресурсов внутренней сети (например, для хищения
информации) и с целью нарушения ее работоспособности [20].
Проблема защиты от несанкционированного доступа при взаимодей-
ствии с внешними сетями может быть решена базовым наиболее распростра-
ненным и важным средством защиты сетей от неправомерных вторжений
различного рода являются - межсетевым экраном.
Межсетевой экран или сетевой экран (брандмауэр, файервол) - ком-
плекс аппаратных и/или программных средств, осуществляющий контроль и
фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов на различных уровнях в
соответствии с заданными правилами. Основной задачей межсетевого экрана