Chap. 18 Protection Chapitre 18

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1 Chap. 18 Protection Chapitre 18 http://w3.uqo.ca/luigi/ http://www.fotosearch.com/IGS236/is102-015/

2 Chap. 18 Concepts importants du chapitre n Niveaux de protection, anneaux en Multics n Domaines dexécution n Besoin de connaître n Protection sur les descripteurs des segments n Matrices daccès u Copier, modifier, octroyer les droits daccès n Implémentation des droits daccès: u Listes daccès aux objets u Liste de capacité des processus u Compromis, solutions mixtes

3 Chap. 18 Le problème de la protection n Sassurer quun objet ne puisse être accédé que u par les processus qui sont autorisés u dans la façon autorisée n Importante u pour la protection des données des usagers, u pour le bon fonctionnement du système entier: F vulnérabilité des SE qui ont des mauvais mécanismes de protection

4 Chap. 18 Exigences, besoins. Exemple 1 n Niveaux de protection: un programme de correction, écrit par un prof, exécute des progs. d étudiants. n Nous avons 3 niveaux de protection: u Système d exploitation F Doit être protégé par rapport aux programmes usagers F Peut les affecter (R,W,X?) u Programme du prof F Doit être protégé par rapport aux progrs. étudiants F Peut les affecter u Programme étudiant F Doit être protégé par rapport aux programmes dautres étudiants

5 Chap. 18 Exigences, besoins. Exemple 2 n Nous avons vu que les systèmes dexploitation modernes sont organisés par couches de fonctionnalités u Il est souhaitable de pouvoir protéger les couches les plus internes (les plus critiques) contre les plus externes u P.ex le noyau contre les programmes dapplication

6 Chap. 18 Exigences, besoins. Exemple 3 n Protection par rapport aux domaines dexécution dans lesquelles lusager se trouve u Quand jexécute un programme de traitement de texte, jaurai accès à certaines données F Fichiers.doc,.txt … u Quand jexécute mon application de courriel, jaurai accès à dautres données F Fichiers.pst … u Pour éviter la corruption de données.pst, il devrait être empêché de les ouvrir par les logiciels conçus pour.txt

7 Chap. 18 Principe besoin de connaître (need to know) n On ne devrait permettre à une entité que daccéder à linfo dont elle a vraiment besoin u Si un processus invoque une procédure, cette procédure doit avoir accès à ses paramètres, mais ne devrait pas être capable d accéder aux variables du processus u Dans un hôpital, F Un statisticien aura accès aux données disant les types de maladies, mais pas aux noms des patients F Un médecin aura accès aux infos concernant ses patients, mais pas accès aux infos concernant dautres patients

8 Chap. 18 Mécanismes n Comment trouver des mécanismes parfaitement adaptés aux besoins dons nous avons parlé? n Ce qui suit présente quelques uns des mécanismes connus

9 Chap. 18 Machines virtuelles n Le concept de protection de base dans linfonuagique (cloud computing) n Chaque machine virtuelle se comporte comme un ordi séparé donc en principe ses données ne peuvent pas être saisies de la part dune autre machine virtuelle n Chaque usager aura donc sa propre machine virtuelle

10 Chap. 18 Mécanismes de protection de base n Modes superviseur – usager (bit dans UCT) u LUCT passe en mode superviseur par effet dune interruption, qui peut être provoquée par une application F P.ex. appel au système u Elle passe en mode usager par requête du SE n Instructions privilégiées – peuvent être exécutées seulement en mode superviseur interruption si un usager cherche à les exécuter u Les instructions importantes pour la protection sont privilégiées u Le fait que les instructions dE/S sont protégées permet la protection des fichiers n

11 Chap. 18 Protection de zones de mémoire principale n Contrôle dadresses générées pas la MMU u bornes inférieures, supérieures u ne peuvent pas être modifiées en mode usager u les tentatives daccéder à une adresse au delà des bornes causent une interruption

12 Chap. 18 Partage et protection de segments (ou de pages) Deux processus qui partagent un programme Mais les données de lun sont protégées par rapport à lautre

13 Chap. 18 Protection de segments partagés Tabl. segms. Proc. 1 n Protection sur le chemin d`accès entre processus et segment n Le contrôle d accès est effectué chaque fois quune adresse est calculée (donc besoin de matériel qui fasse ceci) Tabl. segms. Proc. 2 R,W R Segment partagé Les deux proc partagent un segment, cependant Proc. 2 ne peut que le lire Lim. Base

14 Chap. 18 Couches dans les systèmes de protection n Couche 1: Chiffrement n Couche 2: Contrôle didentité n Couche 3: Contrôle daccès n Couche 4: Contrôle de flux n Couche 5: Protection de lintimité (privacy)

15 Chap. 18 Couche 1: Chiffrement n Tout le système de sécurité dépend de la capacité de chiffrer certaines informations critiques pour les garder sécrètes u Mots de passe u Certains fichiers

16 Chap. 18 Couche 2: Contrôle de lidentité n Aussi, tout système de sécurité dépend de la capacité didentifier les personnes, processus, etc. qui interviennent dans un système, n Ainsi que de déterminer leurs droits et prérogatives sur les différentes ressources du système n Cette couche utilise les fonctionnalités de la couche chiffrement

17 Chap. 18 Couche 3: Contrôle daccès n Cette couche gère les requêtes des personnes, processus etc. qui demandent accès aux différentes ressources, données etc. n Pour lire, écrire, exécuter, etc. n Intercepte les requêtes des usagers, et autorise ou nie laccès n Cette couche utilise les fonctionnalités de la couche du contrôle de lidentité, pour déterminer qui est qui et qui peut faire quoi

18 Chap. 18 Couche 4: Contrôle de flux n Cette couche détermine qui peut avoir accès à quelle information dans un système u Ex: un employé ne peut pas avoir accès au salaire dun autre employé, ni directement ni indirectement n Elle utilise les fonctionnalités de contrôle daccès

19 Chap. 18 Couche 5: Protection de la vie privée (Privacy) n Cette couche se préoccupe dimplémenter les exigences de protection de la vie privée des individus n P.ex. dans un réseau social certains individus pourraient demander que certaines informations (disons date de naissance) ne soient pas accessibles à autres individus n Utilise les fonctionnalités du contrôle de flux

20 Chap. 18 Modèles de protection

21 Chap. 18 Modèles MAC et DAC n Modèles MAC: Mandatory Access Control u Le SE, programmé par un administrateur, détermine qui peut faire accès à quelles informations et pour faire quoi u Accès aux informations selon les qualifications (credentials) de lusager qui cherche à faire accès u Application: systèmes dhaute sécurité n Modèles DAC: Discretionary Access Control u Lusager a le contrôle daccès à ses données u Peut déterminer qui peut accéder à quoi

22 Chap. 18 Systèmes MAC et leurs implémentations

23 Chap. 18 Exemple dapplication militaire Le soldat simple ne peut pas savoir (lire) ce que le général sait, Mais il peut linformer (écrire) No read up, no write down Read down, write up

24 Chap. 18 Modèle Bell-La Padula: un système MAC n Les Objets (données, fichiers) sont classifiés en catégories de secret u P.ex. Public, Classifié, Secret, Très Secret n Les Sujets sont classifiés en catégories dhabilitation (clearance) par rapport aux données auxquelles ils peuvent avoir accès: u P.ex. Soldat dans Public, Capitan dans Classifié, Colonel dans Secret, Général dans Très Secret n Règles: u Un sujet ne peut pas lire dans une catégorie plus élevée F No read up – read down permis u Un sujet peut ne peut pas écrire dans une catégorie moins élevée F No write down – write up permis

25 Chap. 18 Exercice n Prouver que ce mécanisme empêche vraiment la circulation de linformation dans la direction non souhaitée u Non seulement de manière directe, mais aussi de manière indirecte

26 Chap. 18 Implémentations n Multics a implémenté ce concept déjà à partir des années 196X n Les systèmes Intel ont fourni du matériel pour ceci à partir des modèles x86 u Mais les implémentations logiciel ont tardé n Linux implémente maintenant un modèle de protection à anneaux u Le nombre de niveaux varie

27 Chap. 18 Multics: Anneaux de protection (`peau doignon`) n Extension du concept de mode superviseur- usager (chaque mode est un anneau) n Chaque anneau est un domaine de protection n Les anneaux les plus internes sont les plus essentiels, les plus privilégiés, et les plus protégés

28 Chap. 18 Affectation de processus aux anneaux n Exemple: u anneau 0: noyau du SE u anneau 1: fonction dadministration système u anneau 2: programme de correction du prof u anneau 3: programme de l`étudiant n Chaque segment dun processus est affecté à un anneau n À un moment donné, un processus se trouve dans un anneau n Quand un proc. se trouve dans un anneau n, il peut u accéder librement aux segments dans l anneau n, ou anneaux extérieurs u il ne peut pas accéder aux segments dans les anneaux intérieurs

29 Chap. 18 Mécanisme danneaux n LUCT a un registre qui contient le numéro de lanneau où elle est en train d exécuter n Un proc qui exécute dans un anneau peut accéder aux données dans les anneaux plus externes. u cependant ses capacités peuvent être limitées par rapport à certains fichiers (R,W,E) comme discuté (need to know) n Lappel aux procédure plus externes et relativement libre, cependant il faut `copier` les params dans une zone où il puissent être lus en exécutant dans un anneau qui a moins de capacités u Il faut aussi se préoccuper que les paramètres puissent être rendus disponibles au niveau plus externe n Lappel aux procédures plus internes est contrôlé par le SE par des règles rigoureuses: v. manuel

30 Chap. 18 Intégrité et diffusion de linformation n Le système Bell-LaPadula se préoccupe de limiter laccès aux informations n Dans dautres systèmes, la préoccupation pourrait être surtout de sauvegarder lintégrité de linformation u P.ex. quun subordonné, pouvant écrire en haut, pourrait modifier les directives provenant de là

31 Chap. 18 Système Biba n Le système Biba se préoccupe justement de protéger lintégrité des infos des niveaux supérieurs n Règles: u Un sujet ne peut pas écrire dans une catégorie plus élevée F No write up – write down permis u Un sujet peut ne peut pas lire dans une catégorie moins élevée F No read down – read up permis n Persuadez-vous que les information plus sécrètes ne peuvent pas être corrompues

32 Chap. 18 Domaines dapplication n Il est clair que Bell-LaPadula et Biba ne peuvent pas simultanément être en vigueur pour les mêmes sujets et données n Cependant chacun a son domaine dapplication dans une entreprise, p.ex.: u Les subordonnés peuvent écrire en haut les statistiques de vente, les gérants ne peuvent pas les changer (Bell- LaPadula) u Les gérants peuvent écrire en bas les politiques de vente, les subordonnés ne peuvent pas les changer n On peut donc penser à une répartition dune organisation: u Partie où on applique BLP et partie où on applique Biba

33 Chap. 18 Systèmes DAC: Discretionary Access Control

34 Chap. 18 Domaines dexécution

35 Chap. 18 Domaines dexécution: modèle abstrait n Nous avons dans un systèmes des domaines dexécution qui déterminent ce quun processus peut faire quand il se trouve dans chaque domaine Limpression de O 4 peut être effectuée dans domaine D 2 ou D 3, pas D1

36 Chap. 18 Changement de domaines dexécution n À chaque moment dans son exécution, un processus (ou usager...) se trouve dans un domaine dexécution En exécutant, un proc peut passer dun domaine à un autre Limpression de O 4 peut être effectuée dans domaine D 2 ou D 3, pas D1

37 Chap. 18 Réalisation de domaines n Un usager peut être associé à un domaine u changement de domaine au moment de changement dusager n Un processus peut être associé à un domaine u changement de domaine au moment de changement de processus n Une procédure ou méthode peut être un domaine u changement de domaine au moment de changement de procédure ou méthode

38 Chap. 18 Méthode de la matrice daccès n Indique les capacités dun processus exécutant dans un domaine Di sur différents objets capacités du dom. D2 capacités sur le fichier F2

39 Chap. 18 La matrice daccès sépare le mécanisme des critères n Mécanismes u Le SE fournit la matrice daccès et les règles u Assure que la matrice ne soit manipulée que par des agents autorisés et que les règles soient respectées n Critères (politiques, policies) u sont dictés par les usagers u quels domaines peuvent accéder à quel objet avec quelles capacités

40 Chap. 18 Extensions de la méthode de la matrice daccès

41 Chap. 18 Changement de domaine comme capacité n Un usager qui se trouve dans le domaine D2 peut changer au domaine D3 ou D4.

42 Chap. 18 Capacité de copier les droits daccès n Un processus peut avoir le droit de recopier un droit daccès d un domaine à un autre (signalé par *) u p.ex. un proc exécutant dans domaine D2 peut copier son droit d accès sur fichier F2 à un autre domaine Après modif

43 Chap. 18 Droits de propriétaire n Droit d un propriétaire de changer les droits dautres sur les objets qui lui appartiennent u si (i,j) contient owner, un proc dans Di peut ajouter ou enlever des droits dans la colonne j

44 Chap. 18 Implantation des matrices daccès n Difficile à implanter de façon que chaque accès de mémoire puisse être contrôlé n Tableau global. Désavantages: u grand, éparpillé, doit être paginé n Par colonne: chaque objet est associé à une liste daccès (qui peut faire quoi sur l objet) u facile à mettre à jour à partir de l objet u difficile à mettre à jour à partir des domaines n Par ligne: chaque domaine est associé à une liste de ses capacités u facile et difficile: contraire du précédent n etc: v. discussion dans manuel

45 Chap. 18 Mécanismes serrure-clé (lock-key): un compromis n Chaque objet a une liste de patrons de bit unique: ses serrures n Chaque domaine a aussi une liste de patrons de bits unique: ses clés n Un processus qui exécute dans un domaine a accès à un objet seulement si une des clés du domaine correspond à une des serrures sur lobjet n Serrures et clés sont gérées par le SE

46 Chap. 18 Solutions mixtes: exemple n Les objets ont des listes daccès n Quand un processus cherche à accéder à un objet (p.ex. un fichier) le SE cherche sur la liste daccès de l`objet si le domaine du proc a droit daccès à lobjet n Si oui, la capacité daccéder à lobjet est ajoutée à la liste des capacités du processus u Dans le cas de segmentation, quand un nouveau segment est ajouté à un proc, on crée une entrée additionnelle dans le tableau des segments, avec la protection appropriée

47 Chap. 18 Fonctionnement possible Le tableau de segments dun proc qui a droit daccès à 2 segms R R,W R X Le proc a demandé accès à un 3ème segment pour lexécuter. Le SE contrôle quil a droit, si oui il ajoute le droit daccès au tableau des segments du processus lim base

48 Chap. 18 Solutions basées sur les langages de programmation n Les langages de programmation peuvent inclure des énoncés qui déterminent les droits de protection. u p.ex. en Java contrôle d accès aux méthodes et variables n Considérations: u Fiabilité ̶ :un système basé sur les mécanismes d un langage de programmation est moins fiable que un système basé sur le noyau du SE u Efficacité ̶ : un système qui utilise le noyau, le matériel, etc. sera normalement plus efficace u Flexibilité +: un système basé sur un langage de programmation sera plus flexible et plus adapté aux besoins de l usager u Cependant, le langage de programmation peut faire appel au noyau.

49 Chap. 18 Conclusion n Les exigences de protection peuvent être très complexes n La méthode de la matrice daccès est puissante et générale, mais son implantation efficace est problématique n Les systèmes réels cherchent à approximer le résultats désirés par des solutions mixtes

50 Chap. 18 Concepts importants du chapitre n Niveaux de protection n Modèle de protection à couches: 5 couches n Protection de diffusion et dintégrité: n Bell-LaPadula, Biba n Implémentation de Bell-LaPadula dans système Multics n Domaines dexécution n Besoin de connaître n Protection sur les descripteurs des segments n Matrices daccès u Copier, modifier, octroyer les droits daccès n Implémentation des droits daccès: u Listes daccès aux objets u Liste de capacité des processus u Compromis, solutions mixtes

51 Chap. 18 Par rapport au livre: Chap 18 n Sauf u Protection en Unix u Mécanismes spécifiques: Hydra, CAP etc. u Section 18.6: connaissance générale