miércoles, 17 de julio de 2013

Unidad 6. Protección y seguridad

La protección es un mecanismo control de acceso de los programas, procesos o usuarios al sistema o recursos.

Hay importantes razones para proveer protección  La mas obvia es la necesidad de prevenirse de violaciones intencionales de acceso por un usuario. Otras de importancia son, la necesidad de asegurar que cada componente de un programa, use solo los recursos del sistema de acuerdo con las políticas fijadas para el uso de esos recursos.

Un recurso desprotegido no puede defenderse contra el uso no autorizado o de un usuario incompetente. Los sistemas orientados a la protección proveen maneras de distinguir entre uso autorizado y desautorizado.

Objetivos

•  Inicialmente protección del SO frente a usuarios poco confiables.
•  Protección: control para que cada componente activo de un proceso solo pueda acceder a los recursos especificados, y solo en forma congruente con la política establecida.
•  La mejora de la protección implica también una mejora de la seguridad.
•  Las politicas de uso se establecen:
•  Por el hardware.
•  Por el administrador / SO.
•  Por el usuario propietario del recurso.
•  Principio de separación entre mecanismo y política:
•  Mecanismo → con que elementos (hardware y/o software) se realiza la protección.
•  Política → es el conjunto de decisiones que se toman para especificar como se usan esos elementos de protección.
      La política puede variar
•  dependiendo de la aplicación,
•  a lo largo del tiempo
•  La protección no solo es cuestion del administrador, sino tambien del usuario.
El sistema de proteccion debe:

  • distinguir entre usos autorizados y no-autorizado 
  •  especificar el tipo de control de acceso impuesto.
  •  proveer medios para el aseguramiento de la proteccion. 




Funciones del sistema de protección

Es el control de acceso que hace referencia a las características de seguridad que controlan quien puede obtener acceso a los recursos de un sistema operativo. Las aplicaciones llaman a las funciones de control de acceso para establecer quien puede obtener acceso a los recursos específicos o controlar el acceso a los recursos proporcionados por la aplicación.

Un sistema de protección deberá tener la flexibilidad suficiente para poder imponer una diversidad de políticas y mecanismos.

Existen varios mecanismos que pueden usarse para asegurar los archivos, segmentos de memoria, CPU, y otros recursos administrados por el Sistema Operativo.

Por ejemplo, el direccionamiento de memoria asegura que unos procesos puedan ejecutarse solo dentro de sus propios espacios de dirección. El timer asegura que los procesos no obtengan el control de la CPU en forma indefinida.

La protección se refiere a los mecanismos para controlar el acceso de programas, procesos, o usuarios a los recursos definidos por un sistema de computación. Seguridad es la serie de problemas relativos a asegurar la integridad del sistema y sus datos.

Hay importantes razones para proveer protección. La más obvia es la necesidad de prevenirse de violaciones intencionales de acceso por un usuario. Otras de importancia son, la necesidad de asegurar que cada componente de un programa, use solo los recursos del sistema de acuerdo con las políticas fijadas para el uso de esos recursos.

Un recurso desprotegido no puede defenderse contra el uso no autorizado o de un usuario incompetente. Los sistemas orientados a la protección proveen maneras de distinguir entre uso autorizado y desautorizado.



El sistema de protección tiene la función de proveer un mecanismo para el fortalecimiento de las políticas que gobiernan el uso de recursos. Tales políticas se pueden establecer de varias maneras, algunas en el diseño del sistema y otras son formuladas por el administrador del sistema. Otras pueden ser definidas por los usuarios individuales para proteger sus propios archivos y programas.

Las políticas son diversas, dependen de la aplicación y pueden estar sujetas a cambios a lo largo del tiempo.

Un principio importante es la separación de políticas de los mecanismos. ‘Los mecanismos determinan como algo se hará. Las políticas deciden que se hará'.
La separación es importante para la flexibilidad del sistema.

Dentro de las funciones del sistema de protección del sistema operativo encontramos:

• Controlar el acceso a los recursos
• Asegurarse que todos los accesos a los recursos del sistema están controlados


Implantación de la matriz de acceso


El modelo de protección del sistema se puede ver en forma abstracta como una matriz, la matriz de acceso. Una matriz de acceso es una representación abstracta del concepto de dominio de protección.

Este modelo fue propuesto por Lampsoncomo una descripción generalizada de mecanismos de protección en sistemas operativos. Es el modelo más utilizado, del que existen numerosas variaciones, especialmente en su implementación.


Los elementos básicos del modelo son los siguientes:

•  Sujeto: Una entidad capaz de acceder a los objetos. En general, el concepto de sujeto es equiparable con el de proceso. Cualquier usuario o aplicación consigue acceder en realidad a un objeto por medio de un proceso que representa al usuario o a la aplicación.

•  Objeto: Cualquier cosa cuyo acceso debe controlarse. Como ejemplo se incluyen los archivos, partes de archivos, programas y segmentos de memoria.

•  Derecho de acceso: la manera en que un sujeto accede a un objeto. Como ejemplo está Leer, Escribir y Ejecutar.

El modelo considera un conjunto de recursos, denominados objetos, cuyo acceso debe ser controlado y un conjunto de sujetos que acceden a dichos objetos. Existe también un conjunto de permisos de acceso que especifica los diferentes permisos que los sujetos pueden tener sobre los objetos (normalmente lectura, escritura, etc., aunque pueden ser diferentes, en general, dependiendo de las operaciones que puedan realizarse con el objeto).
Se trata de especificar para cada pareja (sujeto, objeto), los permisos de acceso que el sujeto tiene sobre el objeto. Esto se representa mediante una matriz de acceso M que enfrenta todos los sujetos con todos los objetos. En cada celda M [i, j] se indican los permisos de acceso concretos que tiene el sujeto i sobre el objeto j.




El mecanismo de protección es la matriz, junto con todos los elementos que se han de añadir para que se cumplan de manera efectiva todas las restricciones de acceso a los objetos.

•  La política consiste en decidir cómo rellenar las distintas celdas de la matriz.
•  La MA permite implementar operaciones de cambio de domino.
•  El objeto sobre el que trabajamos es el Dominio aparecen tantas columnas como dominios haya en el sistema. 
•  La operación es la conmutación de un dominio a otro.
•  También la MA es un objeto que se puede modificar. De este modo podemos definir tres operaciones:
•  Copiar derechos de acceso de una celda a otra dentro de la misma columna. Consiste en pasar el derecho de acceso a un objeto de un Dominio que lo tiene, a otro donde originalmente no lo tenía. Se señala con un asterisco (*).
•  Copia ilimitada con propagación del propio derecho de copia.
•  Copia limitada sin propagación.
•  Movimiento de derecho.
•  Dueño. Un proceso ejecutándose en un dominio que tiene derecho de “dueño” sobre un objeto, puede repartir cualquier derecho de acceso sobre cualquier dominio para dicho objeto.
•  Control. Opera solo sobre dominios. Ejercer el control sobre un dominio implica que se puede quitar cualquier derecho sobre una fila de dominio.
•  La MA también ha de ser protegida.

Implementación de la Matriz de Acceso

*Tabla Global

Sencilla. Se almacena una lista de ternas {<dominio, objeto, permisos>...}.
Como el número de objetos y dominios es posiblemente muy grande, se debería guardar en memoria virtual lento. 



*Lista de acceso para objetos (ACL)

Se expresa la MA por columnas {<dominio, permisos>,...}. Se descartan las entradas vacías.
Se puede crear una lista de permisos por defecto para hacer más fácil su uso.

Dado que cada vez que se va a usar un objeto hay que comprobar si hay o no permiso para hacerlo, es lógico poner la ACL allí donde estén descritos los atributos del objeto.

Asocia a cada objeto una lista ordenada con:

  • ·         Todos los dominios que pueden tener acceso al objeto.
  • ·         La forma de dicho acceso (ej.: lectura (r), grabación (w), ejecución (x)).
  • ·         Una forma de implementar las ACL consiste en:
  • ·         Asignar tres bits (r, w, x) para cada archivo, para:
  • ·         El propietario, el grupo del propietario y los demás usuarios.
  • ·         Permitir que el propietario de cada objeto pueda modificar su ACL en cualquier momento:
  • ·         Permite prohibir accesos antes permitidos.


*Lista de Capacidades

Se expresa la MA por filas. Cada dominio tiene una lista de la forma {<objeto, permisos>,...}
Para identificar el objeto se usa o bien su nombre lógico, o un puntero a él (la estructura de datos que le describe); a esta dirección se la llama capacidad.
Solo se podrá realizar la operación M sobre el objeto O si se dispone de la capacidad (puntero) al objeto. 



*Mecanismo de Cerradura-Llave

·         Cada objeto tiene una lista de patrones llamados cerradura.
·         Cada dominio tiene una lista de patrones llamados claves.
·         Un proceso que se ejecuta en un dominio solo tendrá acceso a un objeto si el dominio contiene una llave que coincida con una de las cerraduras.

Protección basada en el lenguaje

El grado de protección que se proporciona en los sistemas informáticos existentes suele conseguirse inmediatamente en kernel del sistema operativo que actúa como agente de seguridad para inspeccionar y validar cada intento de acceder a un recurso protegido.

La protección la maneja la máquina virtual (JVM). La JVM asigna un dominio de protección a una clase cuando la carga. El dominio de protección indica qué operaciones puede (y no puede) realizar la clase.Si se invoca un método de biblioteca y éste realiza una operación privilegiada, se examina el stack para asegurar que la biblioteca pueda realizar la operación.

La seguridad en los sistemas de una computadora es un elemento muy importante en diseño delos sistemas operativos ya que manejan información muy valiosa para sus propietarios.




La seguridad de un sistema tiene múltiples facetas, desde la protección ante posibles daños físicos de los datos (fuego, terremotos, etc.) hasta el acceso indebido a los mismos (intrusos, fallos de confidencialidad, etc.).Los ataques contra la confidencialidad, la integridad o la disponibilidad de recursos en un sistema deben prevenirse y solventarse mediante la política y los mecanismos de seguridad de un sistema. La seguridad debe tener en cuenta eventos tanto internos como externos (provenientes del entorno en que opera el sistema), de nada sirve tener mecanismos de protección interna muy buenos, si el sistema operativo no es capaz de identificar a los usuarios que acceden al sistema o si no existe una política de salvaguarda de datos antes la rotura de un disco. La protección, consiste en evitar que se haga un uso indebido de los recursos que están dentro del ámbito del sistema operativo. Es necesario comprobar que los recursos (archivos, zonas de memoria, etc.) solo se usan por aquellos usuarios que tienen derechos de acceso. El sistema operativo debe proporcionar los medios para implementar políticas de protección deseadas por el usuario.

Concepto de seguridad

Los términos seguridad y protección se utilizan en forma indistinta. Sin embargo, es útil hacer una distinción entre los problemas generales relativos a la garantía de que los archivos no sea leídos o modificados por personal no autorizado, lo que incluye aspectos técnicos, de administración, legales y políticos, por un lado y los sistemas específicos del sistema operativo utilizados para proporcionar la seguridad, por el otro. Para evitar la confusión, utilizaremos el término seguridad para referirnos al problema general y el término mecanismo de protección para referirnos a los mecanismos específicos del sistema operativo utilizado para resguardar la información de la computadora. Sin embargo, la frontera entre ellos no está bien definida. 

La seguridad tiene muchas facetas. Dos de las más importantes son la perdida de datos y los intrusos. Algunas de las causas más comunes de la perdida de datos son:

•  Actos divinos: Incendios, inundaciones, terremotos, guerras, revoluciones o ratas que roen las cintas o discos flexibles.
•  Errores de Hardware o Software: Mal funcionamiento de la CPU, discos o cintas ilegibles, errores de telecomunicación o errores en el programa.
•  Errores Humanos: Entrada incorrecta de datos, mal montaje de las cintas o el disco, ejecución incorrecta del programa, perdida de cintas o discos.

Un problema más interesante es que hacer con los intrusos. Estos tienen dos variedades. Los intrusos pasivos solo desean leer archivos que no están autorizados a leer. Los intrusos activos son más crueles: Desean hacer cambios no autorizados a los datos. Si se desea diseñar un sistema seguro contra los intrusos, es importante tener en cuenta el tipo de intruso con el que se desea tener protección. Algunas de las categorías comunes son:

•  Curiosidad casual de usuarios no técnicos.
•  Conocidos husmeando.
•  Un intento deliberado de hacer dinero.
•  Espionaje comercias o militar.

Otro aspecto del problema de la seguridad es la privacía: la protección de las
personas respecto del mal uso de la información en contra de uno mismo. Esto implica en forma casi inmediata muchos aspectos morales y legales.Para proteger un sistema, debemos optar las necesarias medidas de seguridad en cuatro niveles distintos:

  • 1.   Físico
  • 2.   Humano
  • 3.   Sistema operativo
  • 4.   Red


Si queremos poder garantizar la seguridad del sistema operativo, es necesario garantizar la seguridad en los primeros dos niveles. Cualquier debilidad en uno de los niveles altos de seguridad (físico o humano) podría puentear las medidas de seguridad que son estrictamente de bajo nivel (del nivel del sistema operativo). Así, la frase que afirma que una cadena es tan fuerte como el más débil de sus eslabones es especialmente cierta cuando hablamos de seguridad de los sistemas. Para poder mantener la seguridad, debemos contemplar todos estos aspectos.


Además, el sistema debe proporcionar mecanismos de protección para permitir la implementación de las características de seguridad. Sin la capacidad de autorizar a los usuarios y procesos, de controlar su acceso y de registrar sus actividades, sería imposible que un sistema operativo implementara medidas de seguridad o se ejecutara de forma segura. Para soportar un esquema global de protección hacen falta mecanismos de protección hardware. Por ejemplo, un sistema donde la memoria no está protegida no puede nunca estar seguro.

Clasificación de la seguridad




La seguridad interna está relacionada a los controles incorporados al hardware y al Sistema Operativo para asegurar los recursos del sistema.

La seguridad externa consiste en:
  • 1. Seguridad física. Esta incluye la protección contra desastres (como inundaciones, incendios, etc.) y la protección contra intrusos. En ella son importantes los mecanismos de detección, algunos ejemplos son:

 ·         Detectores de humo.
  •          Sensores de calor.
  •          Detectores de movimiento.
La seguridad física trata especialmente de impedir la entrada de intrusos,  utilizando sistemas de identificación física, como:
  • ·         Tarjetas de identificación.
  • ·         Sistemas de huellas digitales.
  • ·         Identificación por medio de la voz.


  • 2. Seguridad Operacional. Consiste en las diferentes políticas y procedimientos implementados por la administración de la instalación computacional. La autorización determina que acceso se permite y a quien. La clasificación divide el problema en subproblemas:


·         Los datos del sistema y los usuarios se dividen en clases, a las clases se conceden diferentes derechos de acceso.
·         Un aspecto crítico es la selección y asignación de personal, la pregunta es si se puede confiar en la gente.

El tratamiento que generalmente se da al problema es la división de responsabilidades:
§  Se otorgan distintos conjuntos de responsabilidades.
§  No es necesario que se conozca la totalidad del sistema para cumplir con esas responsabilidades.
§  Para poder comprometer al sistema puede ser necesaria la cooperación entre muchas personas:
§  Se reduce la probabilidad de violar la seguridad.
§  Debe instrumentarse un gran número de verificaciones y balances en el sistema para ayudar a la detección de brechas en la seguridad.
§  El personal debe estar al tanto de que el sistema dispone de controles, pero:
§  Debe desconocer cuales son esos controles:
§  Se reduce la probabilidad de poder evitarlos.
§  Debe producirse un efecto disuasivo respecto de posibles intentos de violar la seguridad.
Para diseñar medidas efectivas de seguridad se debe:
1.   Enumerar y comprender las amenazas potenciales.
2.   Definir que grado de seguridad se desea (y cuanto se esta dispuesto a gastar en seguridad).

3.   Analizar las contramedidas disponibles.



Validación y amenazas

Los tipos de amenazas a la seguridad de un sistema informático los podemos caracterizar teniendo en cuenta como esta información es suministrada por el sistema. En general, hay un flujo de información de una fuente a un destino.

Dentro de las amenazas que existen podemos mencionar las siguientes:

*Interrupción: Un elemento del sistema es destruido o se hace inservible. Es una amenaza a la disponibilidad. Ejemplos son la destrucción de algún elemento hardware  y la desactivación del sistema de gestión de ficheros.

 * Intercepción: Una parte no autorizada obtiene acceso a un elemento relacionado con la seguridad. Es una amenaza a la privacidad. Ejemplos son la copia ilícita de programas y la visualización de ficheros que han de permanecer ocultos.

 * Modificación: Una parte no autorizada no sólo obtiene acceso sino que puede modificar un elemento relacionado con la seguridad. Es una amenaza a la integridad. Ejemplos son la alteración del contenido de un fichero y modificar un programa para que funcione de forma diferente.

 * Fabricación: Una parte no autorizada inserta nuevos elementos en el sistema. Es una amenaza a la integridad. Ejemplos son adición de registros a un fichero y la inclusión de mensajes ilegítimos en una red.

*Intrusos: dentro de ellos tenemos lo que son los piratas o hackers: que son los individuos que acceden al sistema sin autorización y hacen que los sistemas presenten agujeros que es el lugar por donde consiguen colarse.

Amenazas de tipo software

· Bomba Lógica: Es un código incrustado en un programa que comprueba si ciertas condiciones se cumplen, en cuyo caso ejecuta alguna acción no autorizada. Un ejemplo de uso de bomba lógica es el caso de un programador que vende un programa a una empresa. Si transcurrido un cierto tiempo la empresa no ha pagado, el programador revela la existencia de la bomba lógica con el fin de obtener su dinero.

· Puerta Falsa (Trapdoor): Es un punto de entrada secreto en un programa, de forma que alguien que conozca la existencia de dicha puerta puede obtener permisos de acceso sin tener que pasar por los mecanismos normales de autentificación.

· Caballo de Troya (Trojan Horse): Es una rutina oculta en un programa de utilidad. Cuando el programa se ejecuta, se ejecuta la rutina y ésta realiza acciones no autorizadas. Estos programas permiten realizar de forma indirecta acciones que no puede realizar de forma directa. Por ejemplo, puede ser un editor que cuando es ejecutado modifica los permisos de los ficheros que edita de forma que éstos puedan ser accedidos por cualquier usuario.

· Virus: Es código introducido en un programa que puede infectar otros programas mediante la copia de sí mismo en dichos programas.

· Bacteria: Programa que consume recursos del sistema replicándose asimismo, pero no daña explícitamente ningún fichero. Se suele reproducir exponencialmente, por lo que puede acaparar recursos como CPU, memoria y disco.


· Gusano (Worm): Es un programa que usa las redes de computadores para pasar de unos sistemas a otros. Una vez que llega a un sistema, el gusano se puede comportar como un virus o una bacteria, puede implantar programas caballo de troya, o puede realizar acciones no autorizadas.