Как да оценявате и сравнявате устройства за криптиране за мрежи Ethernet

Този преглед (или, ако искате, ръководство за сравнение) написах, когато получих задачата да сравня няколко устройства на различни производители. Освен това, тези устройства принадлежаха на различни класове. Трябваше да разбера архитектурата и характеристиките на всичките тези устройства и да съставя „координатна система“ за сравнение. Ще се радвам, ако моят преглед помогне на някого:

• Да се разберат описанията и спецификациите на устройствата за криптиране
• Да се отделят „хартиените“ характеристики от наистина важните в реалния живот
• Да се излезе извън обичайния набор от производители и да се включат в обсъждане всякакви продукти, подходящи за решаване на поставената задача
• Да се зададат правилните въпроси на преговорите
• Да се съставят изисквания за търг (RFP)
• Да се разбере какви характеристики ще трябва да бъдат пожертваните, ако се избере определен модел устройство

Какво може да се оценява

По принцип подходът е приложим към всякакви автономни (standalone) устройства, годни за криптиране на мрежовия трафик между отдалечени сегменти на Ethernet (междинно криптиране). Тоест „кутиите“ в отделен корпус (добре, и блейдове/модули за шасита също тук се включват), които се свързват чрез един или няколко порта Ethernet към локалната (кампусна) мрежа Ethernet с нешифрован трафик, а през другия порт (портовете) – към канала/мрежата, през която вече криптирания трафик се предава към други, отдалечени сегменти. Такова решение за криптиране може да бъде разгърнато в частна или операторска мрежа чрез различни видове „транспорт“ („тъмен“ влакнооптичен кабел, техника за честотно разделение, комутируема мрежа Ethernet, както и „псевдопроводи“, прокарани през мрежа с друга архитектура на маршрутизиране, най-често MPLS), с използване на технологията 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), т.е. изпълняващи още и други функции (например, защитна стена или рутер). Различни производители класифицират устройствата си в различни класове/категории, но това не е важно – важно е само дали могат да криптират междусайтовия трафик и какви характеристики притежават при това.

Напомням, че термините "мрежово криптиране", "криптиране на трафика", "криптиратор" са неформални, въпреки че често се използват. В българските нормативни актове (включително тези, които въвеждат стандартите) вероятно няма да ги срещнете.

Нива на криптиране и режими на предаване

Преди да преминем към описанието на самите характеристики, които ще се използват за оценка, трябва първо да разберем една важна подробност, а именно "нивото на криптиране". Забелязах, че то често се споменава както в официални документи на доставчиците (в описания, ръководства и т.н.), така и в неформални обсъждания (на преговори, на тренировки). Тоест, сякаш всички знаят за какво става дума, но лично съм бил свидетел на известно объркване.

И така, какво представлява "ниво на криптиране"? Ясно е, че става дума за номера на нивото на еталонната мрежова модел OSI/ISO, на който се извършва криптиране. Четем БДС ISO 7498-2–99 "Информационни технологии. Взаимовръзка на отворени системи. Основен еталонен модел. Част 2. Архитектура на защита на информацията". От този документ можем да разберем, че нивото на услугата конфиденциалност (едно от механизмите за осигуряване на което е криптирането) – това е нивото на протокола, чиято сервизна блок данни ("полезен товар", данни на потребителя) се криптира. Както е записано в стандарта, услугата може да се осигурява или на това същото ниво, "собствени сили", или с помощта на по-долно ниво (точно така, например, това най-често се реализира в MACsec).

На практика обаче има два режима на предаване на криптирана информация през мрежата (в ума веднага идва IPsec, но тези режими се срещат и в други протоколи). В транспортния (понякога му казват native) режим се криптира само сервизния блок данни, а заглавията остават "отворени", некриптирани (понякога добавят допълнителни полета с служебна информация за алгоритъма за криптиране, а други полета се модифицират, преизчисляват). В тунелния уж режим целия протоколен блок данни (тоест самият пакет) се криптира и инкапсулира в сервизния блок данни на същото или по-високо ниво, тоест той е ограден с нови заглавия.

Сам по себе нивото на криптиране в комбинация с някакъв режим на предаване не е нито добро, нито лошо, така че не може да се каже, че например L3 в транспортен режим е по-добро от L2 в тунелен. Просто от тях зависят много характеристики, по които се оценяват устройствата. Например, гъвкавост и съвместимост. За работа в мрежа L1 (ретранслация на битовия 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 стигнат до целта), а тунелният режим позволява да се преодолее това ограничение (въпреки че жертва други важни характеристики).

Транспортен и тунелен режими на криптиране L2

А сега да преминем към разглеждане на характеристиките.

Производителност

За мрежовото криптиране производителността е комплексно, многомерно понятие. Понякога определен модел, който превъзхожда в едно измерение на производителността, изостава в друго. Затова винаги е полезно да се разглеждат всички компоненти на производителността на криптирането и влиянието им върху производителността на мрежата и приложенията, които я използват. Тук може да се направи аналогия с автомобил, за който важна е не само максималната скорост, но и времето за ускорение до „сотне“, разхода на гориво и така нататък. Характеристиките на производителността са от голямо значение както за компанията производител, така и за потенциалните ѝ клиенти. По правило именно производителността е основата за класирането в линиите на устройствата за криптиране.

Ясно, че производителността зависи както от сложността на мрежовите и криптографските операции, извършвани на устройството (включително от това доколко добре тези задачи се поддават на паралелизиране и конвейеризиране), така и от производителността на оборудването и качеството на вградения софтуер. Затова в по-високите модели се използва по-високопроизводително „железо”, понякога има възможност за допълнително оборудване с допълнителни процесори и модули памет. Има няколко подхода за реализиране на криптографски функции: на универсален централния процесор (CPU), специализирана поръчкова интегрална схема (ASIC) или на програмируема логическа интегрална схема (FPGA). Всеки подход има своите плюсове и минуси. Например, CPU може да стане „бутилочно гърло” на криптирането, особено ако в процесора липсват специализирани инструкции за поддръжка на алгоритъма за криптиране (или ако не се използват). Специализираните микросхеми нямат гъвкавост, „препрограмировать” ги за увеличаване на производителността, добавяне на нови функции или отстраняване на уязвимости може не винаги. Освен това, рентабилно тяхното използване става само при големи обеми на производство. Затова толкова популярна стана „златната среда” – използването на FPGA (на български ПЛИС). 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 криптиране, логично е производителността на решенията да се измерва в същите величини като за другите мрежови устройства – капацитет на пропускане, процент на загуба на кадри (frame loss) и забавяне (latency). Тези величини са определени в RFC 1242. Между другото, относно често споменаващата се вариация на забавянето (jitter) в този RFC не е написано нищо. Как да измерваме тези величини? Не намерих утвърдена в някакви стандарти (официални или неофициални, като RFC) методика специално за мрежово криптиране. Логично би било да се използва методиката за мрежови устройства, закрепена в стандарта RFC 2544. Много продавачи я следват – много, но не всички. Например, подават тестовия трафик само в едната посока вместо в двете, както се препоръчва е в стандарта. Но да, добре.

Измерването на производителността на устройства за мрежово криптиране има свои особености. На първо място, е важно да се провеждат измервания за двойка устройства: въпреки че криптографските алгоритми са симетрични, закъсненията и загубата на пакети при криптиране и декриптиране не задължително ще бъдат равни. На второ място, има смисъл да се измерва именно делтата, въздействието на мрежовото криптиране върху общата производителност на мрежата, сравнявайки две конфигурации: без криптиращи устройства и с тях. Или, както в случая с хибридни устройства, комбиниращи няколко функции в допълнение към мрежовото криптиране, при изключено и включено криптиране. Въздействието може да бъде различно и да зависи от схемата на свързване на криптиращите устройства, от режимите на работа, накрая, от характера на трафика. В частност, много параметри на производителността зависят от дължината на пакетите, затова за сравнение на производителността на различни решения често се използват графики за зависимостта на тези параметри от дължината на пакетите или се използва IMIX – разпределение на трафика по дължини на пакетите, което в приблизителна степен отразява реалното. Ако вземем за сравнение същата базова конфигурация без криптиране, можем да сравняваме решения за мрежово криптиране, реализирани по различни начини, без да се задълбочаваме в тези различия: L2 с L3, „съхрани-и-предай“ (store-and-forward) с директно (cut-through), специализирани с конвергентни, ГОСТ с AES и така нататък.

Схема на свързване за тестване на производителността

Първата характеристика, на която се обръща внимание – това е "скоростта" на устройството за криптиране, тоест пропускателна способност (bandwidth) на неговите мрежови интерфейси, скоростта на потока от битове. Тя се определя от мрежовите стандарти, които поддържат интерфейсите. За Ethernet обичайните стойности са 1 Гбит/с и 10 Гбит/с. Но, както знаем, в всяка мрежа максималната теоретична пропускателна способност (пропускна способност) на всяко от нейните нива винаги е по-малка от наличната пропускна способност: част от пропускната «се яде» от междукадровите интервали, служебни заглавия и т.н. Ако устройството може да приеме, обработи (в нашия случай да шифрова или дешифрова) и предаде трафика с пълна скорост на мрежовия интерфейс, т.е. с максималната теоретична пропускна способност за това ниво на мрежовата модел, се казва, че то работи на линията. За това е необходимо устройството да не губи, не отхвърля пакети, независимо от техния размер и честотата на тяхното следване. Ако устройството за шифроване не поддържа работа на линията, обикновено посочва максималната си пропускна способност в същите гигабити в секунда (понякога с указание за дължината на пакетите – обикновено, колкото по-къси са пакетите, толкова по-ниска е пропускната способност). Много е важно да разберем, че максималната пропускна способност е максималната без загуби (дори ако устройството може да «прокачва» през себе си трафик на по-висока скорост, но като губи част от пакетите). Освен това, трябва да се обърне внимание на факта, че някои доставчици измерват общата пропускна способност между всички двойки портове, така че тези цифри малко говорят, ако целият шифрован трафик минава през единствен порт.

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

Но не всяка пропускна способност се използва за предаване на полезни данни. Трябва да се отчита с т. нар. разходи за обработка (overhead) пропускна способност. Това е част от пропускната способност на устройството за криптиране (в проценти или байтове на пакет), която всъщност се губи (не може да се използва за предаване на данни от приложения). Накладните разходи се появяват, първо, поради увеличаване на размера (допълнения, „пакетиране“) на полето с данни в криптираните мрежови пакети (в зависимост от алгоритъма на криптиране и режима на работа). На второ място, поради увеличаване на дължината на заглавията на пакетите (тунелирен режим, служебно вмъкване на протокола за криптиране, имитовмъкване и т.н., в зависимост от протокола и режима на работа на шифъра и режима на предаване) – обикновено именно тези накладни разходи са най-съществени и на тях се обръща внимание на първо място. На трето, поради фрагментацията на пакетите при надвишаване на максималния размер на блока с данни (MTU) (ако мрежата може да разделя пакет с надхвърляне на MTU на два, дублирайки неговите заглавия). На четвърто, поради появата в мрежата на допълнителен служебен (контролен) трафик между устройствата за криптиране (за обмен на ключове, установяване на тунели и т.н.). Ниските накладни разходи са важни там, където пропускната способност на канала е ограничена. Това особено се проявява при трафик от малки пакети, например гласов – там накладните разходи могат да „изядат“ повече от половината от скоростта на канала!

Пропускна способност

Накрая, има още внедрена закъснение – разликата (в милисекунди) в мрежовото забавяне (времето за предаване на данни 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, внасяно от криптиращите устройства. Забавянето идва от самата операция по криптиране (зависи от алгоритъма за криптиране, размера на блока и режима на работа на шифъра, както и от качеството на неговата реализация в софтуера), както и от обработката на мрежовия пакет в устройството. Внасяното забавяне зависи както от режима на обработка на пакетите (проводен или „запазвай и предавай“), така и от производителността на платформата („хардуерната“ реализация на FPGA или ASIC обикновено е по-бърза от „софтуерната“ на CPU). Криптирането на L2 почти винаги се отличава с по-малко внасяно забавяне в сравнение с криптиране на L3 или L4: влияе това, че устройствата, които криптират на L3/L4, често се реализират конвергентно. Например, при високоскоростните криптатори Ethernet, реализирани на FPGA и криптиращи на L2, забавянето от операцията по криптиране е почти незабележимо – понякога, когато се активира криптиране на две устройства, общото внасяно забавяне от тях дори намалява! Малкото забавяне е важно там, където е сравнимо с общите забавяния в канала, включително забавянето на разпространение на сигнала, което е приблизително 5 мкс на километър. Тоест, може да се каже, че за мрежи на градски мащаб (десетки километри в диаметър) микросекундите могат да решават много. Например, за синхронна репликация на бази данни, високочестотна търговия, същия блокчейн.

Внасяно забавяне

Мащабируемост

Големи разпределени мрежи могат да включват хиляди възли и мрежови устройства, както и стотици локални мрежови сегменти. Важно е решенията за криптиране да не налагат допълнителни ограничения по отношение на размерите и топологията на разпределената мрежа. Най-вече това се отнася до максималния брой адреси на възли и мрежи. С такива ограничения можете да се сблъскате, например, при реализирането на множество точки в защитена мрежа, криптирана (с независими защитени връзки или тунели) или при изборно криптиране (например, по номер на протокол или VLAN). Ако мрежовите адреси (MAC, IP, VLAN ID) се използват като ключове в таблица, бройката на редовете в която е ограничена, то именно там се проявяват тези ограничения.

Освен това, големите мрежи често имат няколко структурни нива, включително основна мрежа, на всяко от които реализацията предполага собствена схема на адресиране и политика на маршрутизиране. За реализация на такъв подход често се използват специални формати на кадри (например Q-in-Q или MAC-in-MAC) и протоколи за определяне на маршрути. За да не се пречи на изграждането на такива мрежи, устройствата за криптиране трябва да се справят коректно с тези кадри (т.е., в този смисъл, мащабируемостта ще означава съвместимост – за което по-долу).

Гъвкавост

Тук става въпрос за поддръжка на различни конфигурации, схеми на свързване, топологии и други. Например, за комутируеми мрежи, базирани на технологии Carrier Ethernet, това означава поддръжка на различни типове виртуални връзки (E-Line, E-LAN, E-Tree), различни типове услуги (както по портове, така и по VLAN) и различни транспортни технологии (които бяха изброени по-горе). Тоест, устройството трябва да може да работи както в линейни („точка-точка“), така и в многоточков режим, да установява отделни тунели за различни VLAN, да допуска неупорядочена доставка на пакети в защитен канал. Възможността за избор на различни режими на работа на криптора (включително с или без аутентикация на съдържанието) 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, чиято апаратура принадлежи на една организация (или е наета от нея), и операторски, различните сегменти на които са под управлението на различни компании. Добре е, ако решението позволява управление както от собствени средства, така и от трета страна (по модела на управлявана услуга). В операторските мрежи важна е и функцията за поддръжка на мултифункционалност (съвместно използване от различни клиенти) чрез криптографска изолация на отделни клиенти (абонати), чиито трафик преминава през един и същ набор от устройства за криптиране. Обикновено, това изисква използването на отделни комплекти ключове и сертификати за всеки клиент.

Ако устройството се придобива за конкретен сценарий, всички тези възможности може и да не са толкова важни – нужно е само да се уверите, че устройството поддържа това, което е необходимо в момента. Но ако решението се придобива 'за напред', за поддръжка на бъдещи сценарии, и се избира като 'корпоративен стандарт', то гъвкавостта няма да е излишна – особено с оглед на ограниченията по интероперабилността на устройства от различни производители (за което ще стане въпрос по-долу).

Леснота и удобство

Удобството на обслужването – това е също многопластово понятие. Приблизително може да се каже, че това са общите разходи от време на специалисти с определена квалификация, необходими за поддръжка на решението на различни етапи от жизнения му цикъл. Ако разходите са нулеви, а инсталацията, настройката и експлоатацията са напълно автоматизирани, то разходите са нулеви, а удобството е абсолютно. Разбира се, в реалния свят такова не се случва. Разумно приближение – това е моделът „възел на провода“ (bump-in-the-wire), или прозрачно свързване, при което добавянето и премахването на устройства за криптиране не изисква ръчно или автоматично променяне на конфигурацията на мрежата. Това опростява поддръжката на решението: може спокойно да се включва и изключва функцията за криптиране, а при необходимост просто да се „заобиколи“ устройството с мрежов кабел (т.е. да се свържат директно портовете на мрежовото оборудване, към което е било свързано). Вярно е, че има и един недостатък – същото може да направи и злонамерен потребител. За реализиране на принципа „узел на проводника“ е необходимо да се вземе предвид трафикът не само на данни, но и на слоеве за контрол и управление – устройствата трябва да са прозрачни за тях. Затова такъв трафик може да се криптира само когато в мрежата между устройствата за криптиране няма получатели на трафик от тези видове, тъй като ако той бъде отхвърлен или криптиран, конфигурацията на мрежата може да се промени при включването или изключването на криптирането. Устройството за криптиране може да бъде прозрачно и за сигнализиране на физическо ниво. В частност, при загуба на сигнал, трябва да предаде тази загуба (т.е. да изключи предавателите си) назад и напред („за себе си“) в посока на сигнала.

Също така е важна поддръжката на разделението на правомощия между отделите за информационна сигурност и информационни технологии, в частност, мрежовия отдел. Решението за криптиране трябва да поддържа приетия в организацията модел за управление на достъпа и одита. Необходимостта от взаимодействие между различните отдели за извършване на рутинни операции трябва да бъде сведена до минимум. Следователно, предимството от гледна точка на удобството е на страната на специализирани устройства, подкрепящи единствено функции за криптиране и максимално прозрачни за мрежовите операции. По-просто казано, служителите на отдела за ИБ не трябва да имат причина да се обръщат към „сетевиците“ за промяна на настройките на мрежата. А те, от своя страна, не трябва да имат необходимост да променят настройките за криптиране по време на поддръжката на мрежата.

Друг важен фактор – възможностите и удобството на средствата за управление. Те трябва да бъдат ясни, логични и да предоставят функции за импортиране и експортиране на настройки, автоматизация и подобно. Веднага трябва да се обърне внимание на достъпните варианти за управление (обикновено това е собствена среда за управление, уеб интерфейс и команден ред) и с какъв набор от функции разполагат всеки от тях (може да има ограничения). Важна функция – поддръжка на външно (out-of-band) управление, тоест през отделна мрежа за управление, и вътрешно (in-band) управление, тоест през обща мрежа, по която преминава полезният трафик. Средствата за управление трябва да сигнализират за всички извънредни ситуации, включително инциденти с информационна безопасност. Рутинните, повтарящи се операции трябва да се извършват автоматично. Първо се отнася до управлението на ключовете. Те трябва да се генерират/разпределят автоматично. Поддръжката на PKI е голямо предимство.

Съвместимост

Тоест съвместимостта на устройството със стандартите за мрежа. Като се имат предвид не само индустриалните стандарти, приети от авторитетни организации като IEEE, но и фирмени протоколи на водещи компании в бранша, например Cisco. Има два основни начина за осигуряване на съвместимост: или чрез прозрачност, или чрез изрична поддръжка на протоколите (когато устройството за криптиране става узел в мрежата за конкретен протокол и обработва контролните данни на този протокол). Зависи от пълнотата и коректността на реализирането на контролни протоколи съвместимостта с мрежите. Важна е поддръжката на различни варианти на PHY нивото (скорости, медии за трансфер, схеми за кодиране), кадри на Ethernet в различни формати с произволен MTU, различни служебни протоколи L3 (преди всичко от семейството на TCP/IP).

Прозрачността се осигурява чрез механизми на мутация (временно изменение на съдържанието на отворените заглавия в трафика между криптографските устройства), пропуск (когато отделни пакети остават некриптирани) и отлагане на началото на криптиране (когато обикновено криптираните полета на пакетите не се криптират).

Как се осигурява прозрачността

Затова винаги уточнявайте как именно се осигурява поддръжката на конкретен 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 и на други производители. Много зависи от състоянието на стандартизацията на протоколите за криптиране. На L1 просто няма общоприети стандарти за криптиране.

За криптиране на L2 в Ethernet мрежи съществува стандарт 802.1ae (MACsec), но той не използва сквозно (end-to-end), а межпортово, „позвенно“ (hop-by-hop) криптиране, и в първоначалния си вариант е непригоден за използване в разпределени мрежи, поради което се появиха неговите фирмени разширения, които преодоляват това ограничение (разбира се, за сметка на интероперативността с оборудването на другите производители). Вярно е, че през 2018 година в стандарт 802.1ae беше добавена поддръжка за разпределени мрежи, но поддръжката на набори от криптографски алгоритми ГОСТ все още я няма. По тази причина фирмените, нестандартни протоколи за криптиране L2, обикновено се отличават с по-голяма ефективност (в частност, с по-малки разходи на честотна лента) и гъвкавост (възможността за смяна на алгоритми и режими на криптиране).

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

Надеждност

За сравнение на различни решения може да се използва или средното време между отказите, или коефициентът на готовност. Ако тези цифри липсват (или не предизвикват доверие), то може да се извърши качествено сравнение. Предимството ще бъде на устройства с удобен интерфейс за управление (по-малък риск от грешки в настройките), на специализирани криптатори (по същата причина), както и на решения с минимално време за откритие и отстраняване на откази, включително средства за „горещо“ резервиране на възлови точки и устройства изцяло.

Цена

Що се отнася до цената, както и при повечето ИТ решения, целесъобразно е да се сравнява общата цена на притежаването. За нейното изчисление не е необходимо да се изобретява колелото, а може да се използва всяка подходяща методология (например, от Gartner) и всеки калкулатор (например, този, който вече се използва в организацията за изчисляване на TCO). Ясно е, че за решението за мрежово криптиране, общата цена на притежаването се състои от преки разходи за закупуването или наемането на самото решение, за инфраструктурата за разполагане на оборудването, както и разходи за внедряване, администриране и поддръжка (независимо дали със собствени усилия или под формата на услуги от трета страна), а също така от косвени разходи от времето, в което решението не функционира (предизвикано от загуба на продуктивността на крайния потребител). Вероятно има само една тънкост. Влиянието на производителността на решението може да се оцени по различни начини: или като косвени разходи, предизвикани от намаляване на продуктивността, или като "виртуални" преки разходи за покупка/модернизация и поддръжка на мрежови средства, компенсиращи спадането на производителността на мрежата поради използването на криптиране. Във всеки случай разходите, които е трудно да се изчислят с достатъчна точност, е по-добре да се "игнорират" от изчисленията: така ще има повече доверие към крайната стойност. И, както обикновено, във всеки случай сравняването на различни устройства по TCO има смисъл да се прави за конкретен сценарий на тяхното използване – реален или типичен.

Устойчивост

И последната характеристика – това е устойчивостта на решението. В повечето случаи устойчивостта може да бъде оценена само качествено, сравнявайки различни решения помежду им. Трябва да помним, че устройствата за криптиране не са само средство, а и обект на защита. Те могат да бъдат подложени на различни заплахи. На преден план излизат угрозите за нарушаване на конфиденциалността, възпроизвеждането и модифицирането на съобщения. Тези заплахи могат да бъдат реализирани чрез уязвимости на самия шифър или на отделни негови режими, чрез уязвимости в криптографските протоколи (включително на етапите на установяване на връзка и генериране/разпределение на ключовете). Предимство ще имат решенията, които позволяват смяна на алгоритъма за криптиране или превключване на режима на шифъра (поне чрез ъпдейт на вграденото ПО), на решенията, осигуряващи максимално криптиране, скриващи от нападателите не само потребителските данни, но и адресната и друга служебна информация, както и на онези решения, които не само криптират, но и защитават съобщенията от възпроизвеждане и модифициране. За всички съвременни алгоритми за криптиране, електронен подпис, генериране на ключове и др., които са регламентирани в стандартите, устойчивостта може да се приема за еднаква (в противен случай може просто да се изгубите в дебрите на криптографията). Трябва ли това задължително да бъдат алгоритми на ГОСТ? Тук е просто: ако сценарият на приложение изисква сертификация от ФСБ за СКЗИ (а в Русия това най-често е така) за повечето сценарии на мрежово криптиране, то избираме само между сертифицирани. Ако не – тогава няма смисъл да изключваме устройства без сертификати от разглеждане.

Друга заплаха – е заплахата от хакерство, несанкциониран достъп до устройствата (включително чрез физически достъп отвън и вътре в корпуса). Заплахата може да се реализира чрез
уязвимости в реализации – в хардуера и в кода. По тази причина предимство имат решенията с минимална "повърхност за атака" през мрежата, с корпуси, защитени от физически достъп (с датчици за отваряне, с защита от зондироване и автоматично нулиране на ключовата информация при отваряне на корпуса), а също и тези, които позволяват обновление на вграденото ПО, когато стане известна уязвимост в кода. Има и още един подход: ако всички сравнявани устройства имат сертификати от Държавна сигурност, класът на СКЗИ, по който е издаден сертификатът, може да се счита за показател за устойчивост на хакерски атаки.

Накрая, още един тип заплахи – това са грешките при настройка и експлоатация, човешкият фактор в чист вид. Тук излиза на преден план още едно предимство на специализираните шифратори в сравнение с конвергентните решения, които често са насочени към уважавани "мрежови" специалисти и могат да създават трудности за "обикновените", широкопрофилни специалисти по киберсигурност.

Нека обобщим

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

$$display$$K_j=∑p_i r_{ij}$$display$$

където p – теглото на показателя, а r – рангът на устройството по този показател, като всяка от гореспоменатите характеристики може да бъде разделена на "атомарни" показатели. Такава формула би могла да бъде полезна, например, при сравняване на търговски предложения по предварително уговорени правила. Но може да се справим и с проста таблица като

Характеристика
Устройство 1
Устройство 2
…
Устройство N

Пропускна способност
+
+

+++

Накладни разходи
+
++

+++

Закъснение
+
+

++

Мащабируемост
+++
+

+++

Гъвкавост
+++
++

+

Интероперативност
++
+

+

Съвместимост
++
++

+++

Леснота и удобство
+
+

++

Отказоустойчивост
+++
+++

++

Цена
++
+++

+

Устойчивост
++
++

+++

С удоволствие ще отговоря на въпроси и конструктивни критични забележки.

Източник: habr.com