أمن المعلومات

وبعد أن أخذنا مقدمة عن أمن المعلومات لابد لنا من معرفة :

1. تعريف الخطر Risk وأقسامه.

2. الإجراءات المضادة عند حدوث الخطر Countermeasures.

3. كيفية إدارة الخطر و احتمال حدوثه .

سندرس اليوم النقطة الأولى، وندرس النقطتين التاليتين في الدرس القادم إن شاء الله..

تعريف الخطر Risk وأقسامه:

الخطر أو Risk هو أنه يوجد على الأرجح تهديد يمكن إستغلاله , وبالتالي إذا استغل ذلك التهديد يمكن أن نطلق عليه Vulnerability (ثغرة) , حيث أنه يوجد ثغرة أمنية في تلك المنظمة.

ومن هذا التعريف يمكن أن نقسم ال Risk إلى قسمين رئيسيين هما :

• التهديد (Threat) : وهو عملية المحاوله الى الوصول إلى المعلومات السرية الخاصة بالمنظمة.

• الثغرات (Vulnerabilities) : وهي أنه يوجد ضعف في المنظمة يستطيع المهاجم Attacker الدخول من خلالها .

والآن سوف نأخذ الـ Vulnerabilities والـ Threats بشيء من التفصيل :

أولا الثغرات Vulnerabilities:

تتكون من نوعين وهما:

• تحصين تقني Technical Vulnerability: إذا كان التحصين ضعيفا واستغل الضعف من قبل المهاجم Attacker يعرف هذا الهجوم بما يسمى بالهجوم التقني.

• تحصين غير تقني Administrative Vulnerability: وهو ما يسمى بالهجوم الغير تقني أو هجوم الهندسة الاجتماعيةsocial engineering Attack.

ويمكن تقسيمها من حيث الصعوبة والسهولة إلى قسمين:

• تحصينات ضعيفةHigh-level Vulnerability :وهو سهل الاستغلال, ومثال عليه كتابه كود برمجي لاستغلال تلك الثغرة.

• تحصينات قوية Low-level Vulnerability : وهذا النوع صعب الاستغلال ويتطلب الكثير من المصادر , مصادر ماليه أو وقت طويل على المهاجم Attacker.

ثانيا التهديد Threat :

هناك ثلاث مكونات أساسيه للتهديد Threat وهي :

• الهدف Target: وهي المعلومات المراد سرقتها.

• الطريقة أو العميل Agent: وهي الأشياء المكونة والمنشأة للتهديد.

• الحدث Event :وهي نوعية التأثير لوضعية التهديد .

ولنتحدث عن كل منهم بالتفصيل:

1. الهدف Target :

وهي المعلومات الخاصة بالمنظمة ويمكن للمهاجم Attacker بعمل الآتي على كل من :

• الخصوصية Confidentiality: وذلك بكشف المعلومات السرية للآخرين.

• سلامه المعلومات Integrity: يمكنه تغيير المعلومات الخاصة بالمنظمة.

• التواجد Availability : بواسطة رفض الخدمة عن طريق DoS.

• قابلية محاسبة المهاجمAccountability : لكي لا يحاسب المهاجم Attacker فإنه يقوم بإخفاء الهجوم (على سبيل المثال تغيير سجل الأحداث Events logs).

2. الطريقة Agents(أو العميل):

لابد من توفر ثلاث سمات :

• الوصول إلى الهدف Access to the target: قد يكون وصول مباشرDirect (أي أن لدية حساب دخول على النظام وقد يكون غير مباشر Indirect (وذلك بالدخول عن طريق وسيط ).

• معلومات عن الضحية Knowledge about the target.

• الدوافع أو أسباب الهجوم Motivation.

3. الأحداث Events:

وهي تكون بطرق عديدة من أهمها إساءة الدخول المخول Authorized وغير المخول Unauthorized إلى المعلومات أو النظام.وإما عن طريق وضع أكواد خبيثة Malicious (تروجونات أو فيروسات) في الأنظمة.

وبعد أن عرفنا تعريف الخطر Risk وأقسامه نكمل ما تبقى لدينا :

2. الإجراءات المضادة عند حدوث الخطر Countermeasures.

3. كيفية إدارة الخطر و احتمال حدوثه .

الإجراءات المضادة عند حدوث الخطر Countermeasures:

لا شك أن المعلومات تختلف من منشأة إلى منشأة وعلى حسب أهمية المعلومات فأن المنشأة تتخذ الإجراء المناسب , وقد يكون التدخل قبل حدوث الخطر ويسمى Proactive Model وقد يكون تدخل بعد حدوث الخطر (انفعالي أو عاطفي ) ويسمى Reactive Model. وسنقوم بشرحه لاحقا.

وهنا بعض أمثلة الإجراءات المضادة للتهديد Threats أو الهجوم Attacks:

• وضع جدران نارية Firewalls.

• برامج مكافحة الفيروسات Anti-virus software.

• التحكم بالدخول Access Control.

• مضاعفة أنظمة التحقق من المستخدم Two-factor authentication systems.

• التدريب الجيد للموظفين Well-trained employees.

وغيرها الكثير من الإجراءات.

كيفية إدارة الخطر و احتمال حدوثه:

الخطوات المتبعة في إدارة الخطر Risk هي:

أولا: تحليل الخطر (Risk Analysis).

ثانيا: اتخاذ قرار بشأن هذا الخطر (Decision Management).

ثالثا: تطبق ذلك القرار (Implementation).

إدارة الخطر من حيث التدخل ينقسم إلى قسمين هما:

1. تدخل بعد حدوث الخطر Reactive Model: وهذا النوع مشهور جدا وهو ما يسمى بالتدخل الانفعالي أو العاطفي Emotional ,على سبيل المثال يقوم مسئول الأمن في الشركة بتحميل برنامج مكافح الفيروسات بعدما ينتشر الفيروس ويدمر بعض الأجهزة ويمكن حسابه كما يلي :

تكلفة الحماية = مجموع تكلفة هذا الخطر + تكلفة الإجراء المضاد.

2. يستعد للتدخل أي قبل حدوث الخطر Proactive Model: وهذا النوع أفضل بكثير من ناحية التكلفة, حيث يقلل من تكلفة الخطر. كما يلي:

تكلفة الحماية = الحد الأدنى من الخطر + تكلفة الإجراء المضاد.

والآن ننتقل لحساب احتمالية حدوث التهديد Threat:

الخطوات المتبعة لحساب الاحتمالية هي كما يلي :

1. البداية من أعلى أي أنها على شكل شجري Tree.

2. البحث عن الطرق المؤدية أو المحتملة إلى وقوع التهديد.

3. جمع هذه الطرق باستخدام العلاقات (AND,OR,XOR).

4. لحساب الاحتمالية فإننا نبدأ من أسفل إلى الأعلى.

وهذه العلاقات تمثل:

AND: (لا بد من تحقق فرعين متوازيين من ال Tree معا (.

OR: (أن يتحقق أحد الفرعين المتوازيين).

يتضح ان:

عندما يحاول المهاجم Attackers كسر كلمة السر الخاصة بال Root.

• إما أن يحاول المهاجم معرفة كلمة ال Root بالتخمين Guessing the root password .

• أو مهاجمة الشبكة ككل لمحاولة وجود Bugs في الشبكة .

ويندرج تحت هذه النقطة عنصرين لتحقق وجود Bugs وهي :

1. أن يوجد ثغرات يمكن استغلالها AND و أيضا لابد أن يتحقق الشرط التالي مع هذا الشرط.

2. أن لا يحدث النظام (أي لا تمحل ترقيعه Patch لهذه الثغرة).

مقدمة Introduction :

التشفير استخدم قديما في الحضارات القديمة لإخفاء المعلومات والمراسلات ولكن التشفير كعلم مؤسس منظم يدين بولادته ونشأته للعلماء الرياضيين واللغويين العرب إبان العصر الذهبي للحضارة العربية ومن أشهرهم الفراهيدي والكندي, وقد ألف هؤلاء العلماء مفاهيم رياضية متقدمة من أهمها التوافيق والتباديل . وكذلك توظيف الكندي ومن تبعه مفاهيم الإحصاء والاحتمالات في كسر الشفرة , وقد سبقت هذه الكتابات كتابات باسكال وفيرما بحوالي ثمانية قرون !!!

وقد شاع في أيامنا استخدام مصطلح "التشفير" ليدل على إخفاء المعلومات. ولكن كلمة "التشفير" وافدة من اللغات الأوربية (Cipher) وهذه بدورها جاءت أصلا من اللغة العربية ولكن بمعنى آخر لكلمة "الصفر". فكما هو معلوم أن العرب قد تبنوا مفهوم الصفر والخانات العشرية واستخدموه في الحساب, وهو ما لم يكن الأوربيون يعرفونه في القرون الوسطى , وكان مفهوم الصفر جديدا وغريبا لدرجة أنهم أخذوه بنفس الاسم فأسموه "Cipher". ولأن مفهوم الصفر الجديد كان في منتهى التعقيد والغموض فقد صاروا يستخدمون كلمة "Cipher" للدلالة على الأشياء المبهمة وغير الواضحة.

ومن هنا تطور استخدام كلمة "Cipher" في جميع اللغات الأوربية تقريبا لتعني إخفاء المعلومات وقمنا – نحن العرب- بعد ستة قرون بإعادة بضاعتنا الأصلية ولكن بمعنى مختلف فنحتنا كلمة غريبة على اللغة العربية هي "التشفير".

التشفير: هو تحويل المعلومات المهمة أو التي لا تريد أن يطلع عليها أحد إلى نص مخفي( أي لا يمكن فهمه)

وكمثال بسيط على ذلك نأخذ على سبيل المثال كلمة Arab الخطوات أو الخوارزمية لتشفير تلك الكلمة:

نجعل كل حرف يساوي الحرف الذي تليه أي أن:

A = B

R = S

A = B

B = C

وفي هذا المثال النص الأصلي Plaintext هو Arab والنص المشفر هو BSBC وبذلك قد أخفينا النص الأصلي وعندما تصل إلى الطرف الثاني فإنه يقوم بعكس التشفير أي أننا :

نجعل كل حرف يساوي الحرف السابق , وبذلك قد حصلنا على النص الأصلي.

وسوف نتطرق إلى بعض الطرق المتبعة في التشفير إن شاء الله، وهي:

• طريقة Caesar

• طريقة Monoalphabetic

• طريقة Playfair

• طريقة Vigenere

• طريقة Caesar :

وهي من أبسط طرق التشفير وهذه الطريقة تعتبر من أقدم طرق التشفير, وفكرة هذه الطريقة هي تبديل كل حرف بثالث حرف بعده مثلا((A=D. وهكذا

عيــــــوب هذه الطريقة :

1.لو نظرنا إلى هذه الطريقة من جانب أمني لرأينا أنها سهلة الكسر لدينا 26 احتمالية (عدد الحروف الانجليزية) أو بالأصح 25 احتمالية لأن الحرف لا يساوي نفسه .

ولنأخذ على سبيل المثال الحرف A لكسره نجرب كل الحروف ماعدا الحرف نفسه وهذه طريقة معروفه لكسر التشفير وتسمى البحث الشامل Brute force Search .

2. لا يوجد مفتاح Key, وسوف نرى في الطرق الأخرى فائدة المفتاح أي أن هذه الطريقة ثابتة,(نقوم بإرسال النص المشفر فقط ).

• طريقة Monoalphabetic :

فكرة هذه الطريقة أن يكون لدينا مفتاح Key ونقوم بتبديل النص الأصلي بالمفتاح Key.وهي أفضل من طريقة Caesar لأن المفتاح متغير :

الشرح:

لدينا الأحرف من a-z:

سؤال: لماذا قمنا باختيار هذا المفتاح DKVQFIBJWPESCXHTMYAUOLRGZN هل له قاعدة ؟

الجواب: نحاول أن نختار المفتاح عشوائيا, و ليس له قاعدة قمنا باختياره عشوائيا ونحاول أن نوزع الحروف بشكل متباعد.

والآن وبعد أن و ضعنا المفتاح ال Key ونريد تشفير رسالتنا بذلك المفتاح ولنفرض أن الرسالة plaintext التي لدينا هي : " Arab"

ولتشفيرها : نبدأ بحرف A ننظر إلى الحروف Plain ونبحث عن الA و نرى ماذا يقابله ( في الجدول السابق) , ويقابلة حرف الـD . ثم نأتي للحرف التالي وهو ال R وننظر لمقابلة في الجدول وهو حرف الـ Y.... وهكذا إلى أن نحصل على النص المشفر Cipher text :

" DYDK"

مثال أخر:

النص الأصلي:

Plaintext: ifwewishtoreplaceletters

والمفتاح كما في الجدول السابق، ناتج التشفير:

Ciphertext: WIRFRWAJUHYFTSDVFSFUUFYA

التشفير (Encryption (2

وبعد أن عرفنا طريقة Caesar وطريقة Monoalphabetic, قد يتبادر إلينا أن طريقة Monoalphabetic قوية بما فيه الكفاية , وهذا ليس صحيح !!!

تكمن المشكلة في أن اللغة فيها تكرار (سواء اللغة العربية أو اللغة الإنجليزية) ولنـأخذ على سبيل المثال "th lrd sm allh shll nt wnt" .

ولفهم المثال السابق لا يلزمنا كتابة الحروف كاملة بل فهمناها بحذف حروف العلة (Vowels) .

الحروف ليست متساوية في الاستخدام , في اللغة الانجليزية على سبيل المثال E هو الأكثر استخداما ثم يأتي من بعده الحروف:

T, R, N, I, O, A, S

والحروف نادرة الاستخدام هي:

Z, J, K, Q, X

ولنأخذ على سبيل المثال النص التالي:

UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZ

VUEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSX

EPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ.

ولمعرفة النص الناتج:

 نحسب الحرف المتكرر في النص بأكبر تكرار.

 على سبيل التخمين نجعل الـ P=e والـ Z=t .

 وعلى سبيل التخمين أيضا ZW=th ومن ثم يكون ZWP=the.

و بعد المحاولات إلى أن نحصل على النص التالي:

it was disclosed yesterday that several informal but

direct contacts have been made with political

representatives of the viet cong in Moscow.

والآن ننتقل إلى الطريقة الثالثة وهي:

• طريقة Playfair :

أخترع هذه الطريقة العالم Charles Wheatstone في عام 1854م ولكنها سميت بعد ذلك بأسم صديقة Baron Playfair, وكانت هذه الطريقة تستخدم لعدة سنين بين(US & British) في الحرب العالمية الأولى (WW1).

وفكرة هذه الطريقة أن يكون لدينا مصفوفة من نوع 5x5, أي تكون المصفوفة مكونة من 25 عنصر , ولكن الحروف الانجليزية تساوي 26 !!!

ولهذا السبب جعل Charles حرفي الـ I و J متساويان، أي(I,J=>I).

الشرح:

1. نختار مفتاح Key ولنفترض "COMPUTER".

2. نقوم بتعبئة المصفوفة ونبدأ بالمفتاح Key أولا .

3. بعد ذلك نكتب الحروف بعد المفتاح Key.

4. نبدأ بحرف ال A بعد كتابة المفتاح Key وبعده ال B ثم حرف ال C ولكن حرف ال C موجود في ال key ولذلك لا نكتب ال C بل نذهب إلى الحرف الذي بعده وهكذا إلى أن نصل إلى ال Z.

طريقة التشفير:

لنأخذ مثال أخر :

المفتاحKey هو "MONARCHY".

وعند إكمال المصفوفة تصبح:

. نأخذ حرفين في كل مرة وإذا تشابه الحرفين نضع 'X' , مثلا "balloon" تصبح كالتالي "ba lx lo on".

2. إذا جاء حرفين في نفس الصف مثلا "AR" (في الجدول السابق) نبدله مع الأيمن منه إلى "RM" وهنا وقعت في طرف الجدول أخذنا "R" ونرجع إلى بداية الصف ونأخذ ال "M". ولو جاء في الوسط مثلا : "ON" تصبح "NA" .

3. إذا جاء حرفين في نفس العمود , نبدله مع الأسفل منه , مثال "MU" يشفر إلى "CM" .

4. معادا ذلك (أي إذا وقعت الحروف غير المكان السابق) كل حرف يبدل مع الحرف الواقع في نفس العمود وعلى صف الحرف الأخر,مثال "HS" يشفر إلى "BP" و"EA" يشفر إلى "IM" و"MZ" إلى "RU" وهكذا ..

ولفك التشفير نقوم بعكس الخطوات السابقة.

• طريقة Vigenere:

في هذه الطريقة نقوم بوضع مفتاح Key للنص على أن يكون :

• أن يكرر المفتاح Key على حسب طول النص.

• نجمع المفتاح Key مع النص الأصلي ( نجعل كل حرف يساوي قيمته العددية ) مثلا a=0 والc = 2 وهكذا.

مثال :

باستخدام المفتاح ( Key deceptive ).

والرسالة Plaintext هي we are discovered save yourself .

نقوم بالآتي :

key: deceptivedeceptivedeceptive

plaintext: wearediscoveredsaveyourself

في المثال السابق:

1. قمنا بتكرار ال Key على طول النص الأصلي .

2. نجمع كل حرف من النص الأصلي مع الحرف الذي يوازيه من حروف المفتاح Key.

مثل : d+w وهي تساوي 3+22=25 وهو حرف ال Z اذا d+w=Z.

e+e تساوي 4+4=8 وهو حرف ال I , I 8 =.

وبعد تشفيرها يصبح النص :

ZICVTWQNGRZGVTWAVZHCQYGLMGJ

ولفك التشفير:

النص الأصلي = النص المشفر – الحرف الموازي له من المفتاح Key.

مثل Z-d أي 25-3 = 22 وال 22 تساوي حرف w. وهكذا...