Информационная безопасность — тренажёр для 9 класса

Раздел 1 — Определение

Информационная безопасность — это состояние защищённости информации и информационных систем, при котором обеспечиваются конфиденциальность, целостность и доступность данных для их законного владельца. Три названных свойства называют триадой КЦД и считают критериями оценки любой защиты.

Конфиденциальность означает, что данные доступны только тем, кому они предназначены; целостность — что данные не изменены и не повреждены; доступность — что законный пользователь получит их тогда, когда они нужны. Нарушение любого из трёх свойств уже считается инцидентом безопасности, даже если файл не украден.

В курсе информатики 9 класса тема завершает линию «Информация и информационные процессы»: ученик переходит от вопроса «как хранить и передавать данные» к вопросу «как защитить их при хранении и передаче». Опорные понятия — угроза, защита информации, шифрование, аутентификация, а также правовые нормы Российской Федерации.

Угроза информационной безопасности — потенциальная возможность нарушить КЦД. Реализованная угроза называется атакой, а слабое место системы, через которое атака проходит, — уязвимостью (устаревшая программа, простой пароль, доверчивость пользователя).

Раздел 2 — Ключевые правила

Защита информации строится на сочетании технических средств и дисциплины пользователя: одно без другого не работает.

1. Пароль должен быть длинным и уникальным. Минимум 12 символов, разные регистры, цифры, знаки; для каждого сайта — свой. Пример: Sneg_2011!Kryша надёжнее, чем qwerty123.
2. Двухфакторная аутентификация (2ФА) обязательна для почты и госуслуг. Первый фактор — знание (пароль), второй — владение (телефон, код из приложения). Кража пароля без второго фактора бесполезна.
3. Резервное копирование выполняется по правилу 3–2–1. Три копии, на двух разных носителях, одна — вне дома (облако). Вирус-шифровальщик уничтожает данные на диске, но не в облачном архиве недельной давности.
4. Ссылки и вложения проверяются до клика. Домен читается справа налево до первой одиночной точки: в адресе sberbank.ru.login-id.com настоящий домен — login-id.com, а не Сбербанк.
5. Обновления и антивирус не откладываются. Обновление закрывает уязвимость, через которую компьютерный вирус — программа, самостоятельно внедряющая свои копии в другие файлы, — проникает в систему.
6. Персональные данные не публикуются. Номер телефона, адрес, номер школы и класс в открытом профиле дают злоумышленнику материал для целевого фишинга.

Раздел 3 — Разбор примеров

Пример 1. Фишинговое письмо. На почту приходит сообщение «Ваш аккаунт заблокирован, войдите по ссылке vk-com.ru/login». Что происходит: фишинг — выманивание данных через поддельный сайт-двойник. Домен vk-com.ru не равен vk.com: дефис заменил точку. Пароль, введённый на копии, уходит злоумышленнику. Вывод: адрес проверяется посимвольно, вход выполняется через закладку или ручной ввод адреса.

Пример 2. Шифр Цезаря. Зашифруем слово «КОД» ключом k = 3 в алфавите из 33 букв: c = (m + k) mod 33, где m — номер буквы (нумерация с 0). К = 11 → (11+3) mod 33 = 14 → Н; О = 15 → 18 → С; Д = 4 → 7 → З. Получаем «НСЗ». Расшифрование: m = (c − k) mod 33. Вывод: симметричное шифрование использует один ключ для зашифрования и расшифрования, поэтому ключ надо передать по защищённому каналу.

Пример 3. Стойкость пароля. Пароль из 4 цифр даёт 10⁴ = 10 000 вариантов; перебор со скоростью 10 000 паролей в секунду занимает 1 секунду. Пароль из 10 символов алфавита мощностью N = 62 даёт 62¹⁰ ≈ 8,4·10¹⁷ вариантов. Что происходит: число комбинаций считается по формуле K = Nᶫ, где N — мощность алфавита, L — длина. Рост по длине — степенной, поэтому длина важнее экзотических символов. Вывод: удлинение пароля на один символ умножает время взлома на N.

Пример 4. Асимметричная схема. Ученик хочет отправить учителю зашифрованный файл, не встречаясь с ним. Что происходит: асимметричное шифрование даёт учителю пару ключей — открытый (публикуется) и закрытый (хранится в тайне). Ученик шифрует открытым ключом, расшифровать может только закрытый. Вывод: проблема передачи ключа решена; на этой же паре строится электронная подпись — файл подписывают закрытым ключом, проверяют открытым.

Пример 5. Вирус-шифровальщик. Пользователь запустил файл Домашка.docx.exe, все документы стали нечитаемыми, на экране — требование выкупа. Что происходит: двойное расширение маскирует исполняемый файл; нарушена доступность данных. Выкуп не гарантирует возврат. Вывод: спасает резервная копия, а не оплата; включённое отображение расширений файлов предотвращает запуск.

Раздел 4 — Таблица

Раздел 5 — Типичные ошибки

Смешение аутентификации и авторизации. Ошибка возникает из-за похожих корней. Аутентификация — проверка, что пользователь тот, за кого себя выдаёт (пароль, код, отпечаток); авторизация — выдача прав уже опознанному пользователю. Неправильно: «Авторизуйся паролем». Правильно: «Пройди аутентификацию по паролю, после чего система авторизует тебя как редактора».

«Антивирус защищает от всего». Причина — вера в одно универсальное средство. Антивирус не остановит добровольный ввод пароля на фишинговом сайте и не восстановит удалённые файлы. Правильно: антивирус + обновления + 2ФА + резервные копии.

Один пароль для всех сервисов. Причина — экономия памяти. Утечка базы одного форума открывает почту, а через почту — все привязанные аккаунты. Неправильно: Masha2009 везде. Правильно: менеджер паролей и уникальная строка для каждого сайта.

«Асимметричное шифрование — это когда ключ длиннее». Причина — формальное запоминание слова. Асимметрия относится к ролям ключей, а не к их длине. Правильно: разные ключи для зашифрования и расшифрования, один из них публичный.

Копия на том же диске считается резервной. Причина — подмена понятия «копия файла» понятием «резервная копия». Поломка диска или шифровальщик уничтожат обе копии сразу. Правильно: второй носитель или облако.

Раздел 6 — Пошаговый алгоритм

1. Прочитайте условие и назовите защищаемый объект: файл, аккаунт, канал связи, персональные данные.
2. Определите, какое свойство триады под угрозой: конфиденциальность, целостность или доступность.
3. Назовите тип угрозы: вирус, фишинг, несанкционированный доступ, потеря данных.
4. Подберите средство защиты, соответствующее угрозе: шифрование — против перехвата, аутентификация — против чужого входа, резервное копирование — против потери.
5. Для задач на шифрование запишите формулу и ключ: c = (m + k) mod N при шифре Цезаря; выполните вычисление для каждой буквы.
6. Для задач на пароли примените K = Nᶫ и, если требуется, найдите время перебора t = K / v, где v — скорость подбора.
7. Укажите правовую норму, если в задаче есть нарушитель: ст. 272 УК РФ, 152-ФЗ и другие.
8. Проверьте результат: выполните обратное действие (расшифруйте полученный текст ключом k) и сверьте единицы измерения времени и порядок степени.

Раздел 7 — Как запомнить

• КЦД — «Кто? Целое? Доступно?»: конфиденциальность, целостность, доступность. Три вопроса к любой системе защиты.
• Симметрия = один ключ, как один ключ от квартиры у двоих. Асимметрия = замок и ключ: замок (открытый ключ) висит на виду, ключ (закрытый) — в кармане у владельца.
• Формула стойкости: K = Nᶫ — «мощность в степени длины»; длина в показателе, поэтому она сильнее.
• Правило копий: 3–2–1 — три копии, два носителя, одна вне дома.
• Два фактора: «знаю + имею» — пароль в голове, телефон в руке.
• Номера законов: 149 — информация, 152 — личное, 63 — подпись, 272 — взлом.