Кафедра безопасности информационных технологий

Аннотация к книге:
В книге рассмотрены актуальные вопросы обеспечения информационной безопасности геоинформационных систем (ГИС). Представлены результаты научных исследований авторов в этой области. В частности, рассмотрены угрозы безопасности ГИС, разработаны стратегии защиты данных в персональных, сетевых и интернет-ГИС, учитывая специфику их построения и функционирования. Рассмотрены вопросы разработки и реализации мандатного принципа доступа, как для данных ГИС, так и для баз данных, с помощью которых ГИС могут быть построены. Далее в книги обсуждаются вопросы использования стеганографии, показатели и методики оценки средств безопасности данных в ГИС, а также нормативная документация по защите информации в геоинформатике.
Книга предназначена для специалистов, студентов и аспирантов, занимающихся вопросами использования и защиты геоинформационных систем.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГИС 2
1.1 Понятие геоинформационной системы.                                                          2
1.2 Общие принципы функционирования ГИС 5
1.3. Требования к современным ГИС. 8
1.4. Типы геоинформационных данных. 10
1.5 Современный рынок ГИС. 15
1.5.1 Геоинформационные системы ArcGIS от компании ESRI 15
1.5.2 Геоинформационные системы от КБ «ПАНОРАМА» 18
1.6 Типовые структуры геоинформационных систем 20
1.6.1 Сетевая ГИС 20
1.6.2 Персональная ГИС 24
1.6.3 Интернет ГИС. 25
1.6.4 Типовая технология публикации геоинформационных данных в WEB. 28
2. УГРОЗЫ БЕЗОПАСНОСТИ ИНФОРМАЦИИ В ГИС 2
2.1 Анализ данных, подлежащих защите в ГИС 2
2.2 Классификация угроз по их источнику 3
2.2.1 Антропогенные угрозы 3
2.2.2 Техногенные угрозы 5
2.2.3 Форс-мажорные обстоятельства 5
2.3 Характеристика наиболее часто проявляющихся угроз 6
2.4 Выявление угроз для конкретных компонентов ГИС 9
3.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В ГИС 2
3.1 Методы шифрования. 3
3.1.1 Симметричные криптосистемы 4
9.1.2 Асимметричные криптосистемы. 8
3.2 Методы аутентификации. 11
3.2.1 Парольная аутентификация 14
3.2.2 Симметричные методы аутентификации. Схема Kerberos. 17
3.2.3 Асимметричные методы аутентификации. Удостоверяющие центры и цифровые сертификаты. 20
3.3 Модели разграничения доступа. 25
3.3.1 Дискреционная модель доступа 25
3.3.2 Мандатная модель доступа 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 31
4. ПРИМЕНЕНИЕ SWOT-АНАЛИЗА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ СТРАТЕГИИ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В ГИС.

5. СТРАТЕГИИ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В ПЕРСОНАЛЬНЫХ ГИС 2
5.1 Защита информации в персональной ГИС массового использования. 2
4.2 Защита информации в персональной настольной ГИС 6
5.3 Криптографическая защита хранимых и обрабатываемых данных в персональных настольных ГИС 8
5.3.1 Выбор криптографического алгоритма для защиты персональных ГИС 11
5.3.2 Особенности реализации модуля криптографической защиты файлов данных в информационных системах. Разработка модуля перехвата данных с помощью промежуточного драйвера файловой системы. 14
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 19

6. ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В ГИС НА СЕТЕВОМ УРОВНЕ 2
6.1 Стратегии защиты информации в Интернет-ГИС. 2
6.2 Защита Интернет сервера 4
6.3 Обеспечение безопасности WEB-серверов 5
6.4 Особенности использования и настройки стандартных картографических серверов. 9
6.5 Анализ вариантов реализации картографического Интернет сервера 10
6.6 Вопросы реализации Интернет ГИС с помощью базовой геоинформационной системы. 11
6.6.1 Вопросы разработки подсистемы взаимодействия клиента и серверного сценария. 13
6.6.2 Вопросы разработки подсистемы взаимодействия серверного сценария и базовой геоинформационной системы 14
6.7 Вопросы реализации элементов ГИС в Интернет сервере. 16
6.7.1 Вопросы подготовки и использования картографического материала 18
6.7.2 Вопросы подготовки и использования семантических данных 19
6.7.3 Связь между пространственными и семантическими данными 20
6.7.4 Вопросы реализации навигации 20
6.7.5 Указание местоположения пространственных объектов на карте 23
6.7.6 Использование многослойных карт 24
6.8 Методы защиты Интернет ГИС, используемой для решения корпоративных задач. 25
6.9 Вопросы разработки технических средств по защите данных в сетевой геоинформационной системе 27
6.9.1 Сетевая архитектура сетевой ГИС 27
6.9.2 Архитектурные решения по защите сетевых данных 29
6.9.3 Возможности шифрования пакетов на различных сетевых уровнях. 33
6.9.4 Использование протоколов IPSec для защиты данных ГИС на сетевом уровне. 35
6.10 Обоснование перечня организационных мероприятий по защите данных в сетевой геоинформационной системе 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 40
7. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МАНДАТНОГО РАЗГРАНИЧЕНИЯ ДОСТУПА В СОВРЕМЕННЫХ ГИС И СУБД. 2
7.1 Механизм добавочной защиты. Понятия и основные принципы построения диспетчера доступа. 4
7.2 Разработка модели мандатного доступа в современных реляционных СУБД 9
7.2.1 Формальное описание и требования к модели мандатного разграничения доступа. 9
7.2.2 Анализ модели мандатного разграничения доступа в СУБД Oracle 12
7.2.3 Общие вопросы разработки модели мандатного доступа в реляционных СУБД 14
7.2.4 Классификация объектов доступа 16
7.2.5 Определение собственника, владельца и пользователя информации 19
7.2.6 Разработка формальной модели мандатного доступа в реляционных СУБД 22
7.2.7 Проблема взаимодействия мандатного и дискреционного доступа в СУБД 30
7.3. Разработка системы мандатного доступа в реляционных СУБД 32
7.3.1 Разработка архитектуры СУБД с мандатным доступом 32
7.3.2 Разработка структуры цифрового сертификата, как средства хранения мандатных прав доступа 35
7.3.3 Внесение классификационных меток в объекты доступа 38
7.3.4 Алгоритмы обработки запросов диспетчером доступа 40
7.3.4.1 Обработка запроса SELECT 40
7.3.4.2 Обработка запроса INSERT 42
7.3.4.3 Обработка запроса CREATE TABLE. 43
7.3.4.4 Обработка запроса DROP TABLE. 46
7.4 Реализация мандатного доступа в современных ГИС на примере «Карта 2005». 48
7.4.1 Протокол взаимодействия ГИС с прикладными программами и открытый формат цифровой информации о местности. 51
7.4.2 Хранения меток конфиденциальности для различных уровней представления картографической информации. 55
7.4.3 Вопросы реализации мандатного доступа на уровне объектов на картах 56
7.4.4 Вопросы реализации мандатного доступа на уровне районов работ, пользовательских карт, классификаторов и слоев. 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66

8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТЕГАНРОГРАФИИ В ГИС. 2
8.1 Основные задачи, решаемые стеганографическими системами 2
8.2 Основные требования к стеганографическим методам 3
8.3 Основные способы стеганогрфирования 4
8.4 Возможность применения стеганографии в ГИС 5
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 8

9. ПОКАЗАТЕЛИ И МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ СРЕДСТВ БЕЗОПАСНОСТИ ГИС. 2
9.1 Оценка стоимости системы безопасности ГИС. 2
9.1.1 Оценка стоимости защиты информации на основе минимизации затрат и потерь 2
9.1.2 Оценка стоимости защиты информации на основе априорных данных о хакерах 3
9.2 Показатели подсистемы криптографической защиты ГИС 5
9.2.1 Криптостойкость средств симметричного шифрования 6
9.2.2 Быстродействие средств симметричного шифрования 6
9.2.3 Криптостойкость средств расчета хэш-значения 7
9.2.5 Криптостойкость электронной цифровой подписи 8
9.2.6 Быстродействие средств выработки и проверки электронной цифровой подписи 8
9.3 Подсистема обеспечения целостности информации БД ГИС 9
9.3.1 Надежность функционирования подсистемы обеспечения целостности информации ГИС 10
9.3.3 Интервал обновления контрольных точек 11
9.3.4 Степень достоверности средств контроля целостности БД ГИС и исполняемых модулей СПО 12
9.3.5 Надежность средств архивации, кодирования и сжатия информации ГИС 13
9.4 Подсистема мониторинга защищенности ГИС 14
9.4.1 Степень достоверности анализа вычислительных ресурсов ГИС 14
9.4.2 Быстродействие подсистемы мониторинга 17
9.4.3 Быстродействие встроенных средств оповещения 18
9.4.4 Объем протоколируемых событий 19
9.4.5 Степень защищенности системных регистрационных журналов от несанкционированного ознакомления и модификации 20
9.5. Показатели подсистемы аутентификации 21
9.5.1 Эффективность средств защиты при использовании детерминированных средств доступа 23
9.5.2 Оценка эффективности средств защиты от НСД к ресурсам рабочих станций с использованием биометрической аутентификации пользователя. 23
9.5.3 Анализ стойкости методов аутентификации 25
8.6. Разработка проекта типовой методики оценки слабоформализуемых показателей безопасности ГИС 27
8.6.1 Разработка методики синтеза экспертных оценок 28
8.6.2 Разработка проекта типовой методики экспертной оценки показателей безопасности ГИС 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 39
10. НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ПО ЗАЩИТЕ ИНФОРМАЦИИ В ГЕОИНФОРМАТИКЕ