Как да оценяваме и сравняваме устройства за криптиране на Ethernet мрежи

Тази прегледна статия (или, ако желаете, сравнително ръководство) написах, когато ми беше възложено да сравня няколко устройства на различни производители. Освен това, тези устройства принадлежат към различни класове. Трябваше да се задълбоча в архитектурата и характеристиките на всички тези устройства и да съставя «координатна система» за сравнение. Ще се радвам, ако моят преглед помогне на някого:

• Да се разбере описанията и спецификациите на устройствата за криптиране
• Да се различат «хартиените» характеристики от наистина важните в реалния живот
• Да се изляза извън познатия набор от производители и да включа в разглеждането всякакви продукти, подходящи за решаване на поставената задача
• Да се зададат правилните въпроси по време на преговорите
• Да се съставят изисквания за търг (RFP)
• Да се разбере, от какви характеристики ще трябва да се откажа, ако бъде избрана определена модел на устройство

Какво може да се оценява

В принципе, подходът е приложим за всякакви самостоятелни (standalone) устройства, пригодни за криптиране на мрежов трафик между дистанционни сегменти на Ethernet (междусайтово криптиране). Тоест «кутии» в отделен корпус (добре, ще включим и блейди/модули за шасито), които се свързват чрез един или повече порта Ethernet към локалната (кампусна) мрежа Ethernet с нешифриран трафик, а през друг порт (портове) – към канала/мрежата, чрез която вече криптирания трафик се предава към други, отдалечени сегменти. Такова решение за криптиране може да бъде разположено в частна или операторска мрежа чрез различни видове «транспорт» («тъмен» оптичен кабел, апаратура за честотно разделяне, комутируема мрежа Ethernet, както и «псевдопроводи», прокарани през мрежа с друга архитектура на маршрутизиране, най-често MPLS), с използване на технология VPN или без нея.

Мрежово криптиране в разпределена мрежа Ethernet

Самите устройства могат да бъдат или специализирани (предназначени изключително за криптиране), или многофункционални (хибридни, конвергентни), тоест изпълняващи и други функции (например, на защитна стена или рутер). Различни производители отнасят своите устройства към различни класове/категории, но това не е важно – важно е само дали те могат да криптират междусайтовия трафик и какви характеристики притежават.

Искам просто да напомня, че термините «мрежово криптиране», «криптиране на трафика», «криптограф» са неформални, макар че често се използват. В българските нормативно-правни актове (включително тези, които въвеждат БДС) вероятно няма да ги срещнете.

Нива на криптиране и режими на предаване

Преди да пристъпим към описанието на самите характеристики, които ще се използват за оценка, първо трябва да изясним една важна тема, а именно «нивото на криптиране». Забелязах, че то често се споменава, както в официални документи на доставчици (в описания, ръководства и т.н.), така и в неформални обсъждания (на преговори, на семинари). Тоест, изглежда, че всички знаят за какво става въпрос, но лично бях свидетел на определена объркване.

Така че какво представлява «нивото на криптиране»? Ясно е, че става дума за номера на нивото на стандартния мрежов модел OSI/ISO, на което се извършва криптирането. Четем БДС Р ИСО 7498-2–99 «Информационни технологии. Взаимовръзка на открити системи. Основен стандартен модел. Част 2. Архитектура на защитата на информацията». От този документ можем да разберем, че нивото на услугата за конфиденциалност (една от механизмите за осигуряване на която е именно криптирането) – това е нивото на протокола, чийто сервисен блок данни («полезен товар», данни на потребителя) се криптира. Както е написано в стандарта, услугата може да бъде осигурена както на същото ниво, «собственоръчно», така и с помощта на по-долно ниво (по същия начин, например, това най-често се реализира в MACsec).

На практика обаче са възможни два режима на предаване на криптирана информация през мрежата (веднага ми идва на ум IPsec, но същите режими се срещат и в други протоколи). В транспортния (понякога го наричат и native) режим се криптира само сервисния блок данни, а заглавките остават «открити», некриптирани (понякога се добавят допълнителни полета с информация за алгоритъма за криптиране, а други полета се модифицират, преизчисляват). В тунелния режим обаче целият протоколен блок данни (тоест самия пакет) се криптира и инкапсулира в сервисния блок данни на същото или по-високо ниво, т.е. обгърнат е с нови заглавки.

Сам по себе, нивото на криптиране, в комбинация с определен режим на предаване, не е нито добро, нито лошо, така че не може да се каже, например, че L3 в транспортен режим е по-добро от L2 в тунелен. Просто от тях зависят много характеристики, по които се оценяват устройствата. Например, гъвкавостта и съвместимостта. За работа в мрежата L1 (ретранслиране на битов поток), L2 (комутация на кадри) и L3 (маршрутизиране на пакети) в транспортен режим са необходими решения, които криптират на същото или по-високо ниво (в противен случай адресната информация ще бъде криптирана и данните няма да достигнат до адресата), а тунелният режим позволява да се преодолее това ограничение (вярно е, че жертва други важни характеристики).

Транспортни и тунелни режими на криптиране L2

А сега да преминем към разглеждане на характеристиките.

Производителност

За мрежовото криптиране производителността е комплексно, многомерно понятие. Има случаи, когато определен модел, надминавайки в една характеристика на производителността, отстъпва в друга. Затова винаги е полезно да се разглеждат всички съставки на производителността на криптирането и тяхното влияние върху производителността на мрежата и приложенията, използващи я. Тук може да се направи аналогия с автомобил, за който е важна не само максималната скорост, но и времето за ускорение до „сто“, разхода на гориво и така нататък. На характеристиките на производителността компаниите-вендери и техните потенциални клиенти отдават голямо значение. Обикновено именно по производителността се извършва класификация в редиците на вендорите на криптиращи устройства.

Ясно е, че производителността зависи както от сложността на мрежовите и криптографските операции, извършвани на устройството (включително от това доколко тези задачи подлежат на паралелизация и конвейеризация), така и от производителността на оборудването и качеството на вградения софтуер. Поради тази причина в по-високите модели се използва по-високопроизводително „желязо“, понякога има възможност да се добавят допълнителни процесори и модули памет. Съществуват няколко подхода за реализация на криптографските функции: на универсален централния процесор (CPU), специализирана поръчкова интегрална схема (ASIC) или на програмируема логическа интегрална схема (FPGA). Всеки от подходите има своите плюсове и минуси. Например, CPU може да стане „бутилочно гърло“ на шифрирането, особено ако в процесора няма специализирани инструкции за поддръжка на шифровалния алгоритъм (или ако те не се използват). Специализираните микросхеми нямат гъвкавост; „преминаването“ им за повишаване на производителността, добавяне на нови функции или отстраняване на уязвимости не винаги е възможно. Освен това, те стават рентабилни само при големи производствени обеми. Затова „златната среда“ – използването на FPGA (на български ПЛИС) – стана толкова популярна. Именно на ПЛИС са направени така наречените криптоускорители – вградени или свързани специализирани хардуерни модули за поддръжка на криптографски операции.

Тъй като става дума именно за мрежово шифриране, логично е, че производителността на решенията трябва да се измерва в същите единици, както и за другите мрежови устройства – пропускателната способност, процента на загуба на кадри (frame loss) и закъснението (latency). Тези величини са определени в RFC 1242. Между другото, в споменатия често вариант на закъснение (jitter) в този RFC не е написано нищо. Как да измерваме тези величини? Не намерих утвърдена в каквито и да било стандарти (официални или неофициални като RFC) методология специално за мрежово шифриране. Логично би било да се използва методологията за мрежови устройства, установена в стандарта RFC 2544. Много доставчици я следват – много, но не всички. Например, подават тестовия трафик само в една посока вместо в двете, както препоръчително е предписва стандартът. Но да не се втряваме.

Измерването на производителността на устройствата за мрежово криптиране все пак има своите особености. Първо, е важно да се провеждат измерванията коректно за чифт устройства: макар алгоритмите за криптиране да са симетрични, закъсненията и загубите на пакети при криптиране и декриптиране не непременно ще бъдат равни. Второ, има смисъл да се измерва именно делтата, влиянието на мрежовото криптиране върху крайното представяне на мрежата, като се сравняват две конфигурации: без устройства за криптиране и с тях. Или, както е в случая с хибридните устройства, които комбинират няколко функции в допълнение към мрежовото криптиране, при изключено и включено криптиране. Това влияние може да бъде различно и да зависи от схемата на свързване на устройствата за криптиране, от режимите им на работа, накрая, от характера на трафика. По-специално, много от параметрите на производителността зависят от дължината на пакетите, затова за сравнение на производителността на различни решения често използват графики, показващи зависимостта на тези параметри от дължината на пакетите, или използват IMIX – разпределение на трафика по дължини на пакетите, което приблизително отразява реалността. Ако вземем за сравнение една и съща базова конфигурация без криптиране, ще можем да сравняваме решения за мрежово криптиране, реализирани по различни начини, без да задълбаваме в тези разлики: L2 с L3, „съхрани-и-предай“ (store-and-forward) с изцяло преминаващи (cut-through), специализирани с конвергентни, ГОСТ с AES и така нататък.

Схема на свързване за тестване на производителността

Първото характеристичен, на което обръщат внимание, е "скоростта" на устройството за криптиране, т.е. пропускателната способност (bandwidth) на неговите мрежови интерфейси, скоростта на потока от битове. Тя се определя от мрежовите стандарти, които се поддържат от интерфейсите. За Ethernet обикновените цифри са 1 Гбит/с и 10 Гбит/с. Но, както знаем, всяка мрежа има максимална теоретична пропускателна способност (пропуск) на все нейни нива винаги е по-малко от пропускателната способност: част от пропускателната способност се „изяжда“ от междуснимковите интервали, служебните заглавия и т.н. Ако устройството е способно да приеме, обработи (в нашия случай да кодирате или декодирате) и предаде трафика с максималната за този слой на мрежовата модель теоретична пропускателна способност, казва се, че работи с линията. За това е нужно устройството да не губи и не отхвърля пакети при какъвто и да е размер и каквато и да е честота на следването им. Ако устройството за шифроване не поддържа работа на линията, обикновено се посочва максималната му пропускателна способност в същите гигабити в секунда (понякога с указание за дължина на пакетите – колкото по-кратки пакети, толкова обикновено по-ниска пропускателна способност). Много е важно да се разбере, че максималната пропускателна способност – това е максимална без загуби (дори ако устройството може да „прокачва“ трафик през себе си с по-голяма скорост, но губейки част от пакетите). Освен това, трябва да се обърне внимание на това, че някои доставчици измерват общата пропускателна способност между всички двойки портове, така че тези цифри не говорят много, ако целият шифрован трафик минава през един единствен порт.

Къде особено важна е работата на линията (или иначе, без загуба на пакети)? В канали с висока пропускателна способност и големи закъснения (например, спътникови), където за поддържане на висока скорост на предаване се налага да се зададе голям размер на TCP прозорец, и където загубите на пакети рязко намаляват производителността на мрежата.

Но не всяка пропускателна способност се използва за предаване на полезни данни. Трябва да се има предвид, че така наречените разходи за управление (overhead) пропускна способност. Това е част от пропускателната способност на устройството за криптиране (в проценти или в байтове на пакет), която всъщност се губи (не може да се използва за предаване на данни от приложения). Разходите се появяват, преди всичко, поради увеличаването на размера (добавките, „пакетирането“) на полето с данни в криптираните мрежови пакети (зависи от алгоритъма на криптиране и режима на работа). На второ място, заради увеличаването на дължината на заглавията на пакетите (тунелен режим, служебно вмъкване на протокола за криптиране, имитовставка и т.н. в зависимост от протокола и режима на работа на шифъра и режима на предаване) – обикновено именно тези разходи са най-съществени и на тях се обръща внимание преди всичко. На трето място, заради фрагментацията на пакетите при надвишаване на максималния размер на блока с данни (MTU) (ако мрежата може да разбива пакета, надвишаващ MTU, на два, дублирайки заглавията си). На четвърто място, заради появата в мрежата на допълнителен служебен (контролен) трафик между устройствата за криптиране (за обмен на ключове, установяване на тунели и т.н.). Ниските разходи са важни там, където пропускателната способност на канала е ограничена. Особено това се проявява при трафика на малки пакети, например, гласовия – там разходите могат да „изяждат“ повече от половината от скоростта на канала!

Пропускна способност

Накрая, има още вносима забавяне – разликата (в доли от секундата) в мрежовото забавяне (времето за преминаване на данните от входа в мрежата до изхода от нея) между предаване на данни без мрежово криптиране и с него. Обикновено, колкото по-малко е забавянето („латентността“) на мрежата, толкова по-критично става забавянето, внесено от устройствата за криптиране. Забавянето се дължи на самата операция на криптиране (зависи от алгоритъма на криптиране, дължината на блока и режимa на работа на шифъра, както и от качеството на реализацията му в софтуера), така и на обработката на мрежовия пакет в устройството. Внесеното забавяне зависи както от режима на обработка на пакетите (през проходната схема или „запазване и предаване“), така и от производителността на платформата („апаратната“ реализация на FPGA или ASIC е по-бърза, отколкото „софтуерната“ на CPU). Криптирането L2 почти винаги се отличава с по-малко внесено забавяне в сравнение с криптирането на L3 или L4: тук влияе обстоятелството, че устройствата, които криптират на L3/L4, често са реализирани като конвергентни. Например, при високоскоростни криптатори Ethernet, реализирани на FPGA и криптиращи на L2, забавянето заради операцията на криптиране е почти пренебрежимо малко – понякога при активиране на криптиране на две устройства общото внесено забавяне дори намалява! Малкото забавяне е важно там, където то е сравнимо с общото забавяне в канала, включително забавянето на разпространение на сигнала, което е приблизително 5 µs на километър. Тоест, може да се каже, че за мрежи в градски мащаб (десетки километри в диаметър) микросекунди могат да решават много. Например, за синхронна репликация на бази данни, височестотна търговия и същия блокчейн.

Внесено забавяне

Мащабируемост

Големи разпределени мрежи могат да включват хиляди възли и мрежови устройства, стотици сегменти на локални мрежи. Важно е решенията за криптиране да не налагат допълнителни ограничения относно размера и топологията на разпределената мрежа. Това се отнася преди всичко до максималния брой адреси на възлите и мрежите. С такива ограничения може да се сблъскате, например, при реализиране на многоточкова топология на защитена криптирана мрежа (с независими защитени връзки или тунели) или селективно криптиране (например по номер на протокола или VLAN). Ако мрежовите адреси (MAC, IP, VLAN ID) се използват като ключове в таблица, чийто брой редове е ограничен, тук ще се проявят тези ограничения.

Освен това, големите мрежи често имат няколко структурни равнища, включително основна мрежа, на които всяко реализира своя схема на адресиране и политика на маршрутизиране. За реализиране на такъв подход често се използват специални формати на кадри (като Q-in-Q или MAC-in-MAC) и протоколи за определяне на маршрутите. За да не се затруднява изграждането на такива мрежи, устройствата за криптиране трябва правилно да се справят с тези кадри (тоест в този смисъл мащабируемостта ще означава съвместимост – за нея по-долу).

Гъвкавост

Тук става въпрос за поддръжка на различни конфигурации, схеми на свързване, топологии и др. Например, за комутируеми мрежи на базата на технологии Carrier Ethernet това означава поддръжка на различни типове виртуални връзки (E-Line, E-LAN, E-Tree), различни видове услуги (както по портове, така и по VLAN) и различни транспортни технологии (те вече бяха изброени по-горе). Тоест, устройството трябва да може да работи както в линейен („точка-точка“), така и в многоточков режим, да установява отделни тунели за различни VLAN и да допуска неупорядочена доставка на пакети в защитен канал. Възможността за избор между различни режими на работа на криптора (включително с удостоверяване на съдържанието или без) и различни режими на предаване на пакети позволява да се осигури баланс между устойчивост и производителност в зависимост от текущите условия.

Също така е важна поддръжката на частни мрежи, чието оборудване принадлежи на една организация (или е наето от нея), както и на операторски мрежи, различните сегменти на които се контролират от различни компании. Добре е, ако решението позволява управление както от собствени специалисти, така и от външна организация (по модела на управляемия сервис). В операторските мрежи важна е още една функция – поддръжката на многопотребителност (съвместно използване от различни клиенти) под формата на криптографска изолация на отделни клиенти (абонати), чийто трафик преминава през един и същ набор от устройства за шифроване. Обикновено, това изисква използването на отделни комплекти ключове и сертификати за всеки клиент.

Ако устройството се закупува за конкретен сценарий, тогава всички тези възможности може и да не са много важни - просто трябва да се уверите, че устройството поддържа това, което е необходимо в момента. Но ако решението се купува "за напред", за да поддържа включително и бъдещи сценарии, и се избира като "корпоративен стандарт", то гъвкавостта не би попречила - особено предвид ограниченията по интероперативността на устройствата на различни производители (по това малко по-долу).

Простота и удобство

Удобството на обслужването също е многофакторно понятие. Приблизително може да се каже, че това са общите разходи за време на специалисти с определена квалификация, необходими за поддръжка на решението на различни етапи от неговия жизнен цикъл. Ако разходите са нулеви и инсталацията, настройката, експлоатацията са напълно автоматизирани, то разходите са нулеви, а удобството е абсолютно. Разбира се, в реалния свят такова не съществува. Разумно приближение е моделът «възел на провода» (bump-in-the-wire), или прозрачно свързване, при което добавянето и изключването на устройства за криптиране не изисква нито ръчни, нито автоматични промени в конфигурацията на мрежата. Това опростява поддръжката на решението: можете спокойно да включвате и изключвате функцията за криптиране и при необходимост просто да „обходите“ устройството с мрежов кабел (т.е. да свържете директно тези порти на мрежовото оборудване, към които е било свързано). Обаче, има и един минус – същото може да направи и злонамерен нападател. За реализиране на принципа „узел на проводника“ е необходимо да се вземе предвид трафикът не само на слой данни, но и на слоеве контрол и управление – устройствата трябва да са прозрачни за тях. Следователно, такъв трафик може да бъде криптиран само когато в мрежата между устройствата за криптиране няма получатели на трафик от тези видове, тъй като ако бъде отхвърлен или криптиран, конфигурацията на мрежата може да се промени при включване или изключване на криптирането. Устройството за криптиране може да бъде прозрачно и за сигнализация на физическо ниво. В частност, при загуба на сигнал то трябва да предаде тази загуба (т.е. да изключи своите предаватели) назад и напред („за себе си“) в посока на сигнала.

Също така е важна поддръжката на разделението на правомощията между отделите по информация за безопасност и ИТ, в частност, мрежовия отдел. Решението за криптиране трябва да поддържа приетата в организацията модел на управление на достъпа и одит. Необходимостта от взаимодействие между различни отдели за извършване на рутинни операции трябва да се сведе до минимум. Следователно, предимството от гледна точка на удобството трябва да бъде на специализирани устройства, които поддържат изключително функции за криптиране и са максимално прозрачни за мрежовите операции. Иначе казано, служителите на отдела за информация за безопасност не трябва да имат поводи да се обръщат към „мрежовиците“ за промяна на настройките на мрежата. А те, от своя страна, не трябва да имат нужда да променят настройките за криптиране при обслужване на мрежата.

Още един фактор – възможностите и удобството на инструментите за управление. Те трябва да бъдат интуитивни, логични, да осигуряват внос-износ на настройки, автоматизация и т.н. Необходимо е веднага да се обърне внимание на наличните опции за управление (обикновено това е собствена среда за управление, уеб интерфейс и команден ред) и с какъв набор от функции разполага всяка от тях (възможни са ограничения). Важна функция е поддръжката на извънканално (out-of-band) управление, т.е. чрез отделна управляваща мрежа, и вътреканално (in-band) управление, т.е. чрез обща мрежа, по която се пренася полезен трафик. Инструментите за управление трябва да сигнализират за всички извънредни ситуации, включително инциденти с информационна сигурност. Рутинните, повтарящи се операции трябва да се извършват автоматично. Първо, това важи за управлението на ключовете. Те трябва да се генерират/разпределят автоматично. Поддръжката на PKI е голям плюс.

Съвместимост

Тоест съвместимост на устройството с мрежовите стандарти. Имам предвид не само индустриалните стандарти, приети от авторитетни организации като IEEE, но и фирмени протоколи на лидери в индустрията, например Cisco. Има два принципни начина за осигуряване на съвместимост: или чрез прозрачност, или чрез явна поддръжка на протоколите (когато устройството за криптиране става част от мрежата за определен протокол и обработва контролния трафик на този протокол). От пълнотата и коректността на реализирането на контролните протоколи зависи съвместимостта с мрежите. Важна е поддръжката на различни варианти на PHY ниво (скорости, предавателни медии, кодиращи схеми), Ethernet кадри с различни формати с всякакво MTU, различни служебни протоколи L3 (преди всичко от семейството на TCP/IP).

Прозрачността се осигурява чрез механизми за мутация (временно изменение на съдържанието на откритите заглавия в трафика между криптьорите), пропуск (когато отделни пакети остават некриптирани) и отклонение на началото на криптиране (когато обичайно криптираните полета на пакетите не се криптират).

Как се осигурява прозрачността

Затова винаги уточнявайте как точно се осигурява поддръжката на съответния протокол. Често поддръжката в прозрачен режим е по-удобна и надеждна.

Интероперативност

Това също е съвместимост, но в друг смисъл, а именно възможността за съвместна работа с други модели устройства за криптиране, включително от други производители. Тук много зависи от състоянието на стандартизацията на криптографските протоколи. На L1 просто няма общоприети стандарти за криптиране.

За криптиране L2 в мрежи Ethernet съществува стандарт 802.1ae (MACsec), но той не използва край-инкранно (end-to-end), а между-портово, „скок-скок“ (hop-by-hop) криптиране, и в първоначалната си редакция е несъответстващ за използване в разпределени мрежи, затова се появиха собствени разширения, които преодоляват това ограничение (разбира се, за сметка на интероперативността с оборудването на други производители). Вярно е, че през 2018 година към стандарт 802.1ae беше добавена поддръжка на разпределени мрежи, но поддръжката на набори от криптографски алгоритми ГОСТ все още липсва. Следователно собствените, нестандартни криптографски протоколи L2 обикновено се характеризират с по-голяма ефективност (в частност, по-малки разходи на пропускна способност) и гъвкавост (възможност за смяна на алгоритмите и режимите на криптиране).

На по-високи нива (L3 и L4) съществуват признати стандарти, предимно IPsec и TLS, но и тук не е толкова просто. Фактът е, че всеки от тези стандарти е набор от протоколи, всеки от които с различни версии и задължителни или незадължителни за реализиране разширения. Освен това, някои производители предпочитат да използват собствените си криптографски протоколи и на L3/L4. Затова в повечето случаи не бива да се разчита на пълна интероперативност, но е важно да се осигури поне взаимодействие между различни модели и различни поколения на един производител.

Надеждност

За сравнение на различни решения може да се използва или средното време за отказ, или коефициентът на готовност. Ако тези цифри липсват (или няма доверие в тях), то може да се извърши качествено сравнение. Предимството ще бъде на устройствата с лесно управление (по-малък риск от грешки при настройката), на специализирани криптографи (по тези същите причини), а също и в решенията с минимално време за откриване и отстраняване на отказ, включително средства за „горещо“ резервиране на възли и устройства изцяло.

Цена

Що се отнася до цената, както и при повечето ИТ решения, е разумно да се сравни общата цена на притежание. За нейното изчисление не е нужно да се изобретява ново, а да се използва подходяща методология (например, от Gartner) и всеки наличен калкулатор (например, този, който вече се използва в организацията за изчисляване на TCO). Ясно е, че за решение за мрежово криптиране общата цена на притежание се състои от директни разходи за покупка или наем на самото решение, за инфраструктура за разполагане на оборудването и разходи за разгръщане, администриране и поддръжка (независимо дали сами или под формата на услуги от трета страна), а също така и от косвени разходи от престой на решението (вследствие на загубата на производителност на крайните потребители). Вероятно, има само един нюанс. Влиянието на производителността на решението може да бъде отчетено по различен начин: или като косвени разходи, причинени от падение на производителността, или като "виртуални" директни разходи за покупка/модернизация и поддръжка на мрежови средства, компенсиращи спад в производителността на мрежата поради прилагане на криптиране. Във всеки случай разходите, които е трудно да се изчислят с достатъчна точност, е по-добре да се "изключат" от изчислението: така ще има по-голямо доверие към крайната стойност. И, както обикновено, във всеки случай сравнението на различни устройства по TCO има смисъл да се прави за конкретен сценарий на тяхната употреба – реален или типичен.

Съпротивление

И последната характеристика е устойчивостта на решението. В повечето случаи устойчивостта може да се оцени само качествено, като сравняваме различни решения помежду им. Трябва да помним, че устройствата за криптиране са не само средство, но и обект на защита. Те могат да бъдат подложени на различни заплахи. На първо място са заплахите за нарушаване на конфиденциалността, възпроизвеждане и модификация на съобщения. Тези заплахи могат да се реализират чрез уязвимости на шифъра или отделни негови режими, чрез уязвимости в протоколите за криптиране (включително на етапите на установяване на връзка и генериране/разпределение на ключове). Предимство ще имат решенията, които позволяват смяна на алгоритъма за криптиране или превключване на режима на шифъра (поне чрез обновяване на вграденото софтуерно). Предимство имат и решенията, осигуряващи пълно криптиране, които скриват от злоумышленика не само потребителските данни, но и адресната и друга служебна информация, а също и тези решения, които не само криптират, но и защитават съобщенията от възпроизвеждане и модификация. За всички съвременни алгоритми за криптиране, електронни подписи, генериране на ключове и други, които са закрепени в стандартите, устойчивостта може да се приеме за еднаква (иначе просто може да се загубим в дебрите на криптографията). Трябва ли да бъдат непременно алгоритмите ГОСТ? Тук всичко е просто: ако сценарият на приложение изисква сертификация от ФСБ за СКЗИ (а в Русия това често е така), за повечето сценарии на мрежово криптиране е така, то избираме само между сертифицираните. Ако не – няма смисъл да изключваме устройства без сертификати от разглеждането.

Друга заплаха е тази на хакерство, несанкциониран достъп до устройствата (включително чрез физически достъп отвън и вътре в кутията). Заплахата може да се реализира чрез
уязвимости в изпълнението – в хардуера и в кода. Затова предимството ще бъде при решенията с минимална "повърхност за атака" през мрежата, с защитени от физически достъп корпуси (с сензори за отваряне, с защита от зондове и автоматично нулиране на ключовата информация при отваряне на корпуса), както и при тези, които позволяват обновяване на вградения софтуер в случай, че стане известна уязвимост в кода. Има и още един път: ако всички сравнявани устройства имат сертификати на ФСБ, показател за устойчивост на хакерски атаки може да се счита класът на СКЗИ, по който е издаден сертификат.

Накрая, още един тип заплахи – това са грешките при настройка и експлоатация, чисто човешки фактор. Тук излиза наяве още едно предимство на специализираните шифратори пред конвергентните решения, които често са насочени към опитни "умения", и могат да предизвикат трудности у "обикновените", широкопрофилни специалисти по информация и безопасност.

Обобщаваме

В принципе тук можеше да се предложи един интегрален показател за сравнение на различни устройства, нещо като

$$display$$K_j=∑p_i r_{ij}$$display$$

където p – тежестта на показателя, а r – рангът на устройството според този показател, като всяка от изброените по-горе характеристики може да бъде разбита на "атомарни" показатели. Тази формула може да бъде полезна, например, при сравнение на оферти на търгове по предварително одобрени правила. Но може да се справим и с проста таблица от типа

Характеристика
Устройство 1
Устройство 2
…
Устройство N

Пропускна способност
+
+

+++

Разходи
+
++

+++

Закъснение
+
+

++

Мащабируемост
+++
+

+++

Гъвкавост
+++
++

+

Интероперативност
++
+

+

Съвместимост
++
++

+++

Простота и удобство
+
+

++

Отказоустойчивост
+++
+++

++

Цена
++
+++

+

Съпротивление
++
++

+++

Ще се радвам да отговоря на въпросите и конструктивните критични забележки.

Източник: habr.com