پایان نامه اصول و مبانی امنیت در شبکه های رایانه ای

پایان نامه دوره کارشناسی کامپیوتر

گرایش نرم افزار

چکیده

هدف از ارائه ی این پروژه معرفی اصول و مبانی امنیت در شبکه های کامپیوتری می باشد .در ابتدا به تعاریف و مفاهیم امنیت در شبکه می پردازیم .

در مبحث امنیت شبکه ،منابع شبکه وانواع حملات ،تحلیل خطر ،سیاست های امنیتی ،طرح امنیت شبکه و نواحی امنیتی به تفضیل مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد .

برای حفظ امنیت شبکه نیاز است تا مراحل اولیه ایجاد امنیت و سیتم های عامل و برنامه کاربردی مناسب لحاظ شود .در ادامه به انواع حملات در شبکه های رایانه ای پرداخته ایم  و برای افزایش امنیت در سطح شبکه به AUDITING  ، کامپیوترهای بدون دیسک ،به رمز در آوردن داده ها و محافظت در برابر ویروس پرداخته ایم .

و اما روشهای تامین امنیت در شبکه که عبارتند از : دفاع در عمق ،فایروال و پراکسی که به طور کامل تشریح شده است .و در ادامه سطوح امنیت شبکه ، تهدیدات علیه امنیت شبکه ، امنیت شبکه لایه بندی شده، ابزارها و الگوهای امنیت شبکه ،مراحل ایمن سازی شبکه ، راهکارهای امنیتی شبکه ،مکانیزم های امنیتی و الگوریتم جهت تهیه الگوی امنیت شبکه  توضیح داده شده است .

مقدمه

چنانچه به اهمیت شبکه‌های اطلاعاتی (الکترونیکی) و نقش اساسی آن دریافت اجتماعی آینده پی برده باشیم، اهمیت امنیت این شبکه‌ها مشخص می‌گردد. اگر امنیت شبکه برقرار نگردد، مزیتهای فراوان آن نیز به خوبی حاصل نخواهد شد و پول و تجارت الکترونیک، خدمات به کاربران خاص، اطلاعات شخصی، اطلاعاتی عمومی و نشریات الکترونیک همه و همه در معرض دستکاری و سوءاستفاده‌های مادی و معنوی هستند. همچنین دستکاری اطلاعات- به عنوان زیربنای فکری ملت‌ها توسط گروههای سازماندهی شده بین‌المللی، به نوعی مختل ساختن امنیت ملی و تهاجم علیه دولت‌ها و تهدیدی ملی محسوب می‌شود.
برای کشور ما که بسیاری از نرم‌افزارهای پایه از قبیل سیستم عامل و نرم‌افزارهای کاربردی و اینترنتی، از طریق واسطه‌ها و شرکتهای خارجی تهیه می‌شود، بیم نفوذ از طریق راههای مخفی وجود دارد. در آینده که بانکها و بسیاری از نهادها و دستگاههای دیگر از طریق شبکه به فعالیت می‌پردازند، جلوگیری از نفوذ عوامل مخرب در شبکه بصورت مسئله‌ای استراتژیک درخواهد آمد که نپرداختن به آن باعث ایراد خساراتی خواهد شد که بعضاً جبران‌ناپذیر خواهد بود. چنانچه یک پیغام خاص، مثلاً از طرف شرکت مایکروسافت، به کلیه سایتهای ایرانی ارسال شود و سیستم عاملها در واکنش به این پیغام سیستمها را خراب کنند و از کار بیندازند، چه ضررهای هنگفتی به امنیت و اقتصاد مملکت وارد خواهد شد؟
نکته جالب اینکه بزرگترین شرکت تولید نرم‌افزارهای امنیت شبکه، شرکت چک پوینت است که شعبه اصلی آن در اسرائیل می‌باشد. مسأله امنیت شبکه برای کشورها، مسأله‌ای استراتژیک است؛ بنابراین کشور ما نیز باید به آخرین تکنولوژیهای امنیت شبکه مجهز شود و از آنجایی که این تکنولوژیها به صورت محصولات نرم‌افزاری قابل خریداری نیستند، پس می‌بایست محققین کشور این مهم را بدست بگیرند و در آن فعالیت نمایند.
امروزه اینترنت آنقدر قابل دسترس شده که هرکس بدون توجه به محل زندگی، ملیت، شغل و زمان میتواند به آن راه یابد و از آن بهره ببرد. همین سهولت دسترسی آن را در معرض خطراتی چون گم شدن، ربوده شدن، مخدوش شدن یا سوءاستفاده از اطلاعات موجود در آن قرار می‌دهد. اگر اطلاعات روی کاغذ چاپ شده بود و در قفسه‌ای از اتاقهای محفوظ اداره مربوطه نگهداری می‌شد، برای دسترسی به آنها افراد غیرمجاز می‌بایست از حصارهای مختلف عبور می‌کردند، اما اکنون چند اشاره به کلیدهای رایانه‌ای برای این منظور

تعاریف امنیت شبکه :

بر اساس واژه نامه Webster امنیت به معنای کیفیت یا حالت امن بودن، رهایی از خطر، ترس و احساس نگرانی و تشویش می باشد. این تعبیر در دنیای الکترونیکی نیز صادق می باشد اما اگر بخواهیم تعریفی تخصصی در این زمینه داشته باشیم می توانیم بگوییم که، برقراری امنیت در حفظ و بقاء 4 اصل می باشد:

محرمانگی : اطلاعات فقط و فقط بایستی توسط افراد مجاز قابل دسترس باشد.

تمامیت : یک سیستم از عناصری متشکل است که در کنار هم برای رسیدن به هدفی یکسان همکاری دارند. حفظ تمامیت به معنای پیشگیری از بروز مشکل در این همکاری و پیوسته نگه داشتن عناصر یک سیستم می باشد.

دسترس پذیری : اطلاعات بایستی به هنگام نیاز، توسط افراد مجاز قابل دسترس باشد.

عدم انکار : به هنگام انجام کاری و یا دریافت اطلاعات یا سرویسی، شخص انجام دهنده یا گیرنده نتواند آن را انکار کند.

2) مفاهیم امنیت شبکه
امنیت شبکه یاNetwork Security پردازه ای است که طی آن یک شبکه در مقابل انواع مختلف تهدیدات داخلی و خارجی امن می شود. مراحل ذیل برای ایجاد امنیت پیشنهاد و تایید شده اند:

1-شناسایی بخشی که باید تحت محافظت قرار گیرد.

2-تصمیم گیری درباره  مواردی که باید در مقابل آنها از بخش مورد نظر محافظت کرد.

3-تصمیم گیری درباره چگونگی تهدیدات

4-پیاده سازی امکاناتی که بتوانند از دارایی های شما به شیوه ای محافظت کنند که از نظر هزینه به صرفه باشد.

5-مرور مجدد و مداوم پردازه و تقویت آن درصورت یاقتن نقطه ضعف

برای درک بهتر مباحث مطرح شده در این بخش ابتدا به طرح بعضی مفاهیم در امنیت شبکه می پردازیم.

1-2) منابع شبکه

در یک شبکه مدرن منابع بسیاری جهت محافظت وجود دارند. لیست ذیل مجموعه ای از منابع شبکه را معرفی می کند که باید در مقابل انواع حمله ها مورد حفاظت قرار گیرند.

1-تجهیزات شبکه مانند روترها، سوئیچ ها و فایروالها

2-اطلاعات عملیات شبکه مانند جداول مسیریابی و پیکربندی لیست دسترسی که بر روی روتر ذخیره شده اند.

3-منابع نامحسوس شبکه مانند عرض باند و سرعت

4-اطلاعات و منابع اطلاعاتی متصل به شبکه مانند پایگاه های داده و سرورهای اطلاعاتی

5-ترمینالهایی که برای استفاده از منابع مختلف به شبکه متصل می شوند.                           

6-اطلاعات در حال تبادل بر روی شبکه در هر لحظه از زمان

7-خصوصی نگهداشتن عملیات کاربرن و استفاده آنها از منابع شبکه جهت جلوگیری از شناسایی کاربران.

مجموعه فوق به عنوان دارایی های یک شبکه قلمداد می شود.

2-2) حمله

حال به تعریف حمله می پردازیم تا بدانیم که از شبکه در مقابل چه چیزی باید محافظت کنیم. حمله تلاشی خطرناک یا غیر خطرناک است تا یک منبع قابل دسترسی از طریق شبکه ، به گونه ای مورد تغییر یا استفاده قرار گیرد که مورد نظر نبوده است.برای فهم بهتر بد نیست حملات شبکه را به سه دسته عمومی تقسیم کنیم:

1-دسترسی غیرمجاز به منابع و اطلاعات از طریق شبکه

2-دستکاری غیرمجاز اطلاعات بر روی یک شبکه

3-حملاتی که منجر به اختلال در ارائه سرویس می شوند و اصطلاحا Denial of Service نام دارند.

کلمه کلیدی در دو دسته اول انجام اعمال به صورت غیرمجاز است. تعریف یک عمل مجاز یا غیرمجاز به عهده سیاست امنیتی شبکه است، اما به عبارت کلی می توان دسترسی غیرمجاز را تلاش یک کاربر جهت دیدن یا تغییر اطلاعاتی که برای وی در نظر گرفته نشده است، تعریف نمود اطلاعات روی یک شبکه نیز شامل اطلاعات موجود بر روی رایانه های متصل به شبکه مانند سرورهای پایگاه داده و وب ، اطلاعات در حال تبادل بر روی شبکه و اطلاعات مختص اجزاء شبکه جهت انجام کارها مانند جداول مسیریابی روتر است. منابع شبکه را نیز می توان تجهیزات انتهایی مانند روتر و فایروال یا مکانیزمهای اتصال و ارتباط دانست.

هدف از ایجاد امنیت شبکه ، حفاظت از شبکه در مقابل حملات فوق است، لذا می توان اهداف را نیز در سه دسته ارائه کرد:

1-ثابت کردن محرمانگی داده

2-نگهداری جامعیت داده

3 -نگهداری در دسترس بودن داده  

3-2) تحلیل خطر

پس از تعیین دارایی های شبکه و عوامل تهدیدکننده آنها ، باید خطرات مختلف را ارزیابی کرد. در بهترین حالت باید بتوان از شبکه در مقابل تمامی انواع خطا محافظت کرد، اما امنیت ارزان به دست نمی آید. بنابراین باید ارزیابی مناسبی را بر روی انواع خطرات انجام داد تا مهمترین آنها را تشخیص دهیم و از طرف دیگر منابعی که باید در مقابل این خطرات محافظت شوند نیز شناسایی شوند. دو فاکتور اصلی در تحلیل خطر عبارتند از :

1-احتمال انجام حمله

2-خسارت وارده به شبکه درصورت انجام حمله موفق

4-2) سیاست امنیتی

پس از تحلیل خطر باید سیاست امنیتی شبکه را به گونه ای تعریف کرد که احتمال خطرات و میزان خسارت را به حداقل برساند. سیاست امنیتی باید عمومی و در حوزه دید کلی باشد و به جزئیات نپردازد. جزئیات می توانند طی مدت کوتاهی تغییر پیدا کنند اما اصول کلی امنیت یک شبکه که سیاست های آن را تشکیل می دهند ثابت باقی می مانند.در واقع سیاست امنیتی سه نقش اصلی را به عهده دارد:

1-چه و چرا باید محافظت شود.

2-چه کسی باید مسئولیت حفاظت را به عهده بگیرد.

3-زمینه ای را بوجود آورد که هرگونه تضاد احتمالی را حل و فصل کند.

سیاستهای امنیتی را می توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد:

1-مجاز (Permissive) : هر آنچه بطور مشخص ممنوع نشده است ، مجاز است.

2-محدود کننده (Restrictive) : هر آنچه بطور مشخص مجاز نشده است ، ممنوع است.

معمولا ایده استفاده از سیاستهای امنیتی محدودکننده بهتر و مناسبتر است چون سیاستهای مجاز دارای مشکلات امنیتی هستند و نمی توان تمامی موارد غیرمجاز را برشمرد.

5-2) طرح امنیت شبکه

با تعریف سیاست امنیتی به پیاده سازی آن در قالب یک طرح امنیت شبکه می رسیم. المانهای تشکیل دهنده یک طرح امنیت شبکه عبارتند از :

1-ویژگیهای امنیتی هر دستگاه مانند کلمه عبور مدیریتی و یا بکارگیریSSH

2-فایروالها

3-مجتمع کننده هایVPN برای دسترسی از دور

4-تشخیص نفوذ

5-سرورهای امنیتیAAA (Authentication، Authorization and Accounting) و سایر خدماتAAA برای شبکه

6-مکانیزمهای کنترل دسترسی و محدودکننده دسترسی برای دستگاههای مختلف شبکه