Операционных систем без уязвимостей не бывает — вопрос лишь в том, как эффективно разработчики их выявляют и закрывают. Наша ОС Astra Linux Special Edition здесь не исключение: мы постоянно проверяем и тестируем код на ошибки, нарушения логики, прочие баги и оперативно их устраняем. Иначе бы ФСТЭК России вряд ли сертифицировала Astra Linux на обработку данных, составляющих гостайну. Но о сертификации мы поговорим подробней в другом посте. А в этом расскажем о том, как организована работа над уязвимостями Astra Linux и взаимодействие с отечественным банком данных угроз безопасности информации.
Фото: Leonhard Foeger/Reuters
Для улучшения безопасности ОС мы используем два подхода. Первый, архитектурный, заключается в том, что мы разрабатываем и внедряем различные средства защиты информации еще на этапе проектирования. Эти средства образуют комплекс средств защиты (КСЗ), который реализует функции безопасности. С помощью КСЗ мы стараемся достичь того, чтобы в системе уже по умолчанию был минимизирован риск возможных потенциальных угроз.
Архитектура комплекса средств защиты Astra LInux Special Edition
Ключевой элемент КСЗ – монитор обращений, созданный чтобы предотвращать несанкционированный доступ и изменение защищаемых компонентов системы. Монитор предусматривает дискреционное, ролевое и мандатное управление доступом, а также мандатный контроль целостности.
Что такое мандатный контроль целостности? Поясним на примере. Ключевым компонентом ОС является ядро. Соответственно, мы обязаны обеспечить для него максимально защищенную среду выполнения в самой операционной системе, чтобы уменьшить количество возможных способов атаки на ядро.
Для этого мы реализуем в операционной системе мандатный контроль целостности, за счет чего сегментируем ОС по различным подсистемам — так, чтобы взлом одной подсистемы не повлиял на работоспособность других. Если произойдет взлом непривилегированного пользователя ОС (уровень целостности 0) или сетевой подсистемы (уровень целостности 1), системы виртуализации (уровень целостности 2), графического интерфейса (уровень целостности 8) или другого компонента, это не повлечет за собой дискредитацию всего КСЗ (уровень целостности 63).
При этом надо отметить, что указанные уровни не являются иерархическими, то есть не располагаются друг над другом и полностью изолированы друг от друга с точки зрения возможности прав записи. Принадлежность объекта к тому или иному уровню целостности монитор обращений определяет по битовой маске.
Чтобы уровни целостности не воспринимались как иерархические — то есть, например, «уровень 8 имеет больше прав, чем уровень 2», что неверно — каждый из уровней получает свое наименование. Так, например, восьмой уровень целостности называется «Графический сервер», максимально возможный уровень целостности администратора в системе — «Высокий», а нулевой уровень целостности (пользовательский) — «Низкий».
Монитор обращений, о котором рассказывалось в нашей предыдущей статье, контролирует и исключает возможность влияния друг на друга процессов с метками разных уровней целостности.
Таким образом операционная система получает набор правил, как изолировать друг от друга системные процессы, и теперь понимает, какие именно процессы, даже запущенные пользователем с высокими привилегиями, не имеют права на запись в другие процессы или файлы.
Поэтому если в результате эксплуатации уязвимости (в том числе, нулевого дня) злоумышленник получит контроль над каким-либо процессом в системе и повысит свои полномочия до привилегированного пользователя (например, root), его метка целостности останется прежней, и, соответственно, он не получит возможности влиять на системные процессы, менять настройки или скрыть свое присутствие в системе.
Принцип работы изолированных уровней целостности
Таким образом, значимой мишенью для злоумышленника становится уже не вся операционная система, а только hardened ядро и максимально компактный монитор обращений, что уже существенно сокращает поверхность атаки.
Помимо мандатного, есть еще динамический и регламентный контроль целостности. Их применяют для исключения запуска и использования недоверенного или стороннего ПО, а также периодических проверок целостности системы.
Динамический контроль вычисляет и проверяет электронную цифровую подпись исполняемых файлов в момент их запуска. Если ЭЦП нет или она неправильная, в запуске программ будет отказано. В какой-то степени это реализация концепции белых списков, но за счет использования иерархии ключей, выданных разработчикам программного обеспечения.
Работа с динамическим контролем целостности
Регламентный контроль проверяет целостность и неизменность ключевых для системы файлов, сравнивая их контрольные суммы с эталонными значениями. Это могут быть как конфигурационные файлы, так и любые другие.
Таким образом в ОС применяется эшелонированная защита от уязвимостей в приложениях и их подмены, чем минимизируется вред от угроз безопасности, в том числе и тех, которые используют уязвимости «нулевого» дня.
Вместе с архитектурным мы параллельно используем процессный подход: постоянно выявляем и собираем сведения об уязвимостях, прорабатываем эту информацию и передаем результаты в банк данных уязвимостей ФСТЭК России. Так мы готовим и выпускаем плановые и оперативные обновлений ОС. Ищем уязвимости как в открытых источниках, так и самостоятельно — особенно в тех частях ПО, которые полностью разрабатываем сами. Много информации мы получаем от партнеров, занимающихся аналогичными исследованиями — тестированием и изучением безопасности операционных систем.
Организация работ по выявлению уязвимостей
Исследования безопасности в первую очередь ведутся в отношении компонентов, которые входят в состав ОС Astra Linux Special Edition («Смоленск»). Вместе с тем уязвимости закрываются также и для версии Astra Linux Common Edition, как в рамках обновлений безопасности, так и в процессе планового обновления компонентов системы.
Как только мы получаем сведения об уязвимости, проверяем, насколько она актуальна для наших пользователей. Если уязвимость не является критической, то описываем ее в ближайшем выпуске бюллетеня безопасности на официальном сайте. Уведомления об выпуске бюллетеней отправляются пользователю по электронной̆ почте, адрес которой̆ обязательно указывается в лицензионном договоре. Для критических уязвимостей в течение нескольких дней выпускаются методические указания: каким образом можно устранить ее своими силами, не дожидаясь кумулятивного обновления безопасности. В списке бюллетеней безопасности они отмечены буквами MD (мethodical direction).
Здесь хорошим примером является уязвимость, информация о которой была опубликована здесь же, на Хабре. К слову, автор данной статьи с нами заранее не связывался и предварительно не уведомлял о том, что им выявлена данная уязвимость и готовится материал. В качестве иллюстрации мы решили привести тайминг работ над уязвимостью с момента размещения текста на ресурсе.
Итак, ночью, в 4 утра, 9 июля 2019 года была опубликована сама статья, о том, что при манипуляциях с размером экрана виртуальной машины можно увидеть окна под блокировщиком экрана.
Стоит отметить, что для эксплуатации продемонстрированной на видео уязвимости нужно совершить ряд дополнительных действий: необходимо сначала установить на виртуальную машину Astra Linux, а затем и на гостевую машину дополнительные пакеты, которые отвечают за изменение разрешения виртуальной машины «на лету», но при этом не входят в состав сертифицированной операционной системы.
10 июля 2019 года сведения об уязвимости опубликованы в БДУ ФСТЭК. Серьёзность уязвимости была определена как средняя (базовая оценка по метрике CVSS 2.0 составила 4,9, по метрике CVSS 3.0 — 4).
12 июля нами опубликован бюллетень безопасности № 20190712SE16MD для Astra Linux Special Edition версии 1.6 и бюллетень безопасности № 20190712SE15MD для Astra Linux Special Edition версии 1.5. Аналогичное обновление безопасности получил и релиз Astra Linux Common Edition.
Таким образом, с момента размещения информации об уязвимости среднего уровня опасности до выпуска корректирующего патча для всех версий Astra Linux (где возможно использование виртуализации) прошло меньше 4 дней.
Схема выпуска оперативных обновлений для Astra Linux
Не реже чем раз в квартал мы выпускаем обновления безопасности — оперативные обновления, которые устраняют ранее неизвестные уязвимости, в том числе прикладного ПО, библиотек и функций ОС, не реализующих требования безопасности. Если угрозы безопасности, реализуемые с использованием уязвимости, нельзя исключить компенсирующими мерами, проводятся работы по доработке ОС. После завершения доработки и тестирования обновления безопасности на сайте также публикуется бюллетень и само обновление. За первые полгода 2019 года было выпущено два кумулятивных обновления для ОС Astra Linux Special Edition версии 1.6, закрывших сотни различных уязвимостей. Сейчас к выпуску готовится третье.
Наконец, мы активно взаимодействуем с сообществом разработчиков:
Поскольку наша ОС сертифицирована ФСТЭК России, мы в первую очередь добавляем информацию о найденных уязвимостях в банк данных угроз безопасности информации (БДУ) ФСТЭК для официальной публикации: если вы зайдете в БДУ, то найдете информацию о более чем 350 устраненных уязвимостей в разных версиях Astra Linux, а также подробную информацию по ним.
Таким образом мы обеспечиваем открытость в работе. Благодаря этому пользователи — и регулятор в том числе — могут быть в определенной степени уверены в том, что безопасность действительно находится под контролем. Мало получить обновление, нужно понимать, какие конкретно уязвимости оно закрыло.
Пока что наш архитектурно-процессный подход по поддержанию безопасности ОС полностью себя оправдывает — мы успешно соблюдаем высокий уровень защищенности информационных систем с ОС Astra Linux Special Edition. А открытый доступ к информации об уязвимостях через БДУ ФСТЭК повышает уровень доверия к нашему продукту.
Будем рады ответить на вопросы о безопасности нашей системы в комментариях. Также, если вам интересно узнать что-то новое о системе, оставляйте ваши пожелания — мы их обязательно учтем при дальнейшей работе с блогом.
Фото: Leonhard Foeger/Reuters
Подход первый, архитектурный
Для улучшения безопасности ОС мы используем два подхода. Первый, архитектурный, заключается в том, что мы разрабатываем и внедряем различные средства защиты информации еще на этапе проектирования. Эти средства образуют комплекс средств защиты (КСЗ), который реализует функции безопасности. С помощью КСЗ мы стараемся достичь того, чтобы в системе уже по умолчанию был минимизирован риск возможных потенциальных угроз.
Архитектура комплекса средств защиты Astra LInux Special Edition
Ключевой элемент КСЗ – монитор обращений, созданный чтобы предотвращать несанкционированный доступ и изменение защищаемых компонентов системы. Монитор предусматривает дискреционное, ролевое и мандатное управление доступом, а также мандатный контроль целостности.
Что такое мандатный контроль целостности? Поясним на примере. Ключевым компонентом ОС является ядро. Соответственно, мы обязаны обеспечить для него максимально защищенную среду выполнения в самой операционной системе, чтобы уменьшить количество возможных способов атаки на ядро.
Для этого мы реализуем в операционной системе мандатный контроль целостности, за счет чего сегментируем ОС по различным подсистемам — так, чтобы взлом одной подсистемы не повлиял на работоспособность других. Если произойдет взлом непривилегированного пользователя ОС (уровень целостности 0) или сетевой подсистемы (уровень целостности 1), системы виртуализации (уровень целостности 2), графического интерфейса (уровень целостности 8) или другого компонента, это не повлечет за собой дискредитацию всего КСЗ (уровень целостности 63).
При этом надо отметить, что указанные уровни не являются иерархическими, то есть не располагаются друг над другом и полностью изолированы друг от друга с точки зрения возможности прав записи. Принадлежность объекта к тому или иному уровню целостности монитор обращений определяет по битовой маске.
Чтобы уровни целостности не воспринимались как иерархические — то есть, например, «уровень 8 имеет больше прав, чем уровень 2», что неверно — каждый из уровней получает свое наименование. Так, например, восьмой уровень целостности называется «Графический сервер», максимально возможный уровень целостности администратора в системе — «Высокий», а нулевой уровень целостности (пользовательский) — «Низкий».
Монитор обращений, о котором рассказывалось в нашей предыдущей статье, контролирует и исключает возможность влияния друг на друга процессов с метками разных уровней целостности.
Таким образом операционная система получает набор правил, как изолировать друг от друга системные процессы, и теперь понимает, какие именно процессы, даже запущенные пользователем с высокими привилегиями, не имеют права на запись в другие процессы или файлы.
Поэтому если в результате эксплуатации уязвимости (в том числе, нулевого дня) злоумышленник получит контроль над каким-либо процессом в системе и повысит свои полномочия до привилегированного пользователя (например, root), его метка целостности останется прежней, и, соответственно, он не получит возможности влиять на системные процессы, менять настройки или скрыть свое присутствие в системе.
Принцип работы изолированных уровней целостности
Таким образом, значимой мишенью для злоумышленника становится уже не вся операционная система, а только hardened ядро и максимально компактный монитор обращений, что уже существенно сокращает поверхность атаки.
Помимо мандатного, есть еще динамический и регламентный контроль целостности. Их применяют для исключения запуска и использования недоверенного или стороннего ПО, а также периодических проверок целостности системы.
Динамический контроль вычисляет и проверяет электронную цифровую подпись исполняемых файлов в момент их запуска. Если ЭЦП нет или она неправильная, в запуске программ будет отказано. В какой-то степени это реализация концепции белых списков, но за счет использования иерархии ключей, выданных разработчикам программного обеспечения.
Работа с динамическим контролем целостности
Регламентный контроль проверяет целостность и неизменность ключевых для системы файлов, сравнивая их контрольные суммы с эталонными значениями. Это могут быть как конфигурационные файлы, так и любые другие.
Таким образом в ОС применяется эшелонированная защита от уязвимостей в приложениях и их подмены, чем минимизируется вред от угроз безопасности, в том числе и тех, которые используют уязвимости «нулевого» дня.
Подход второй, процессный
Вместе с архитектурным мы параллельно используем процессный подход: постоянно выявляем и собираем сведения об уязвимостях, прорабатываем эту информацию и передаем результаты в банк данных уязвимостей ФСТЭК России. Так мы готовим и выпускаем плановые и оперативные обновлений ОС. Ищем уязвимости как в открытых источниках, так и самостоятельно — особенно в тех частях ПО, которые полностью разрабатываем сами. Много информации мы получаем от партнеров, занимающихся аналогичными исследованиями — тестированием и изучением безопасности операционных систем.
Организация работ по выявлению уязвимостей
Исследования безопасности в первую очередь ведутся в отношении компонентов, которые входят в состав ОС Astra Linux Special Edition («Смоленск»). Вместе с тем уязвимости закрываются также и для версии Astra Linux Common Edition, как в рамках обновлений безопасности, так и в процессе планового обновления компонентов системы.
Как только мы получаем сведения об уязвимости, проверяем, насколько она актуальна для наших пользователей. Если уязвимость не является критической, то описываем ее в ближайшем выпуске бюллетеня безопасности на официальном сайте. Уведомления об выпуске бюллетеней отправляются пользователю по электронной̆ почте, адрес которой̆ обязательно указывается в лицензионном договоре. Для критических уязвимостей в течение нескольких дней выпускаются методические указания: каким образом можно устранить ее своими силами, не дожидаясь кумулятивного обновления безопасности. В списке бюллетеней безопасности они отмечены буквами MD (мethodical direction).
Здесь хорошим примером является уязвимость, информация о которой была опубликована здесь же, на Хабре. К слову, автор данной статьи с нами заранее не связывался и предварительно не уведомлял о том, что им выявлена данная уязвимость и готовится материал. В качестве иллюстрации мы решили привести тайминг работ над уязвимостью с момента размещения текста на ресурсе.
Итак, ночью, в 4 утра, 9 июля 2019 года была опубликована сама статья, о том, что при манипуляциях с размером экрана виртуальной машины можно увидеть окна под блокировщиком экрана.
Стоит отметить, что для эксплуатации продемонстрированной на видео уязвимости нужно совершить ряд дополнительных действий: необходимо сначала установить на виртуальную машину Astra Linux, а затем и на гостевую машину дополнительные пакеты, которые отвечают за изменение разрешения виртуальной машины «на лету», но при этом не входят в состав сертифицированной операционной системы.
10 июля 2019 года сведения об уязвимости опубликованы в БДУ ФСТЭК. Серьёзность уязвимости была определена как средняя (базовая оценка по метрике CVSS 2.0 составила 4,9, по метрике CVSS 3.0 — 4).
12 июля нами опубликован бюллетень безопасности № 20190712SE16MD для Astra Linux Special Edition версии 1.6 и бюллетень безопасности № 20190712SE15MD для Astra Linux Special Edition версии 1.5. Аналогичное обновление безопасности получил и релиз Astra Linux Common Edition.
Таким образом, с момента размещения информации об уязвимости среднего уровня опасности до выпуска корректирующего патча для всех версий Astra Linux (где возможно использование виртуализации) прошло меньше 4 дней.
Схема выпуска оперативных обновлений для Astra Linux
Не реже чем раз в квартал мы выпускаем обновления безопасности — оперативные обновления, которые устраняют ранее неизвестные уязвимости, в том числе прикладного ПО, библиотек и функций ОС, не реализующих требования безопасности. Если угрозы безопасности, реализуемые с использованием уязвимости, нельзя исключить компенсирующими мерами, проводятся работы по доработке ОС. После завершения доработки и тестирования обновления безопасности на сайте также публикуется бюллетень и само обновление. За первые полгода 2019 года было выпущено два кумулятивных обновления для ОС Astra Linux Special Edition версии 1.6, закрывших сотни различных уязвимостей. Сейчас к выпуску готовится третье.
Наконец, мы активно взаимодействуем с сообществом разработчиков:
- сообщаем в багтрекеры проектов о самостоятельно обнаруженных ошибках;
- передаем в проекты готовые исправления недостатков, закрытые нами;
- обращаемся к коммьюнити с просьбами оказать содействие в устранении недостатков — знание логики работы программы позволяет на порядок быстрее получить исправление нежели реверсивный инжиниринг, проводимый собственными силами;
- используем и включаем в свои обновления все выпускаемые сообществом исправления. Мы понимаем, что тем самым повышаем качество продукта. При этом применяем методы контроля и обеспечения доверия, о которых писали в предыдущей статье.
Открытость — это важно
Поскольку наша ОС сертифицирована ФСТЭК России, мы в первую очередь добавляем информацию о найденных уязвимостях в банк данных угроз безопасности информации (БДУ) ФСТЭК для официальной публикации: если вы зайдете в БДУ, то найдете информацию о более чем 350 устраненных уязвимостей в разных версиях Astra Linux, а также подробную информацию по ним.
Таким образом мы обеспечиваем открытость в работе. Благодаря этому пользователи — и регулятор в том числе — могут быть в определенной степени уверены в том, что безопасность действительно находится под контролем. Мало получить обновление, нужно понимать, какие конкретно уязвимости оно закрыло.
Пока что наш архитектурно-процессный подход по поддержанию безопасности ОС полностью себя оправдывает — мы успешно соблюдаем высокий уровень защищенности информационных систем с ОС Astra Linux Special Edition. А открытый доступ к информации об уязвимостях через БДУ ФСТЭК повышает уровень доверия к нашему продукту.
Будем рады ответить на вопросы о безопасности нашей системы в комментариях. Также, если вам интересно узнать что-то новое о системе, оставляйте ваши пожелания — мы их обязательно учтем при дальнейшей работе с блогом.
