Введение 3
1 Современные требования к паролям и существующие решения 6
2 Расчёт статистических характеристик паролей 14
3 Разработка схемы формирования парольной фразы 25
4 Разработка алгоритма формирования семантических паролей 35
5 Библиотеки python для работы с текстовыми данными 44
6 Тестирование программы и разработка руководства пользователя 64
7 Вредные психофизиологические факторы, влияющие на психоэмоциональное состояние специалиста по защите информации.
Методы и средства физической культуры, снижающие их воздействие 71
Заключение 78
Список использованных источников 79
Приложение А. Обязательное. Блок-схема алгоритма генератора семантических паролей 82
Приложение Б. Обязательное. Листинг программы генератора семантических паролей 84
В настоящее время информационные технологии уже проникли практически во все сферы жизнедеятельности человека, вынуждая его ежедневно взаимодействовать сразу с несколькими информационными системами. Это приводит к возникновению множества реальных угроз, связанных с несанкционированным доступом к конфиденциальным данным. Сложившаяся ситуация во многом усугубляется широким распространением злонамеренных и противоправных действий в сфере информационных технологий, а также постоянным целенаправленным совершенствованием средств для их осуществления. Несмотря на повсеместное внедрение средств биометрический аутентификации и разнообразных средств аппаратной защиты, надежный пароль и по сей день остаётся наиболее распространённым, а порой - единственным, инструментом для защиты данных от несанкционированного доступа [1].
Всё это заставляет постоянно ужесточать требования к сложности используемых паролей. В настоящее время наиболее распространённым требованием к минимальной длине пароля является 8 символов. При этом для повышения надёжности к паролям часто предъявляются дополнительные требования, такие как использование букв верхнего и нижнего регистра, включение одной или нескольких цифр и специальных символов, запрет слов, найденных в чёрном списке паролей, содержащих личную информацию пользователя или информацию о компании, запрет паролей, совпадающих с форматом даты, номерами машин, телефонными номерами и т.п.
Иногда системы безопасности сами генерируют пароль для пользователя или позволяют ему выбрать один из ограниченного числа вариантов. Некоторые политики безопасности требуют, чтобы пользователь менял пароль периодически, например каждые 90 или 180 дней. При этом современные требования безопасности, как правило, прямо запрещают где-либо записывать пароль к системе и предписывают хранить его только в своей памяти [1].
На данный момент требования настолько ужесточились, что удовлетворение всем им в полной мере стало просто нереалистичным, и они, так или иначе, неизбежно нарушаются. Основная проблема заключается в том, что пароли достаточной для обеспечения требуемого уровня безопасности сложности с учётом необходимости использования их большого числа обычному человеку просто невозможно запомнить. В этой связи исследование возможностей эффективного использования семантики осмысленных фраз и словосочетаний естественного языка в целях улучшения запоминаемости сложных, устойчивых к взлому паролей, в настоящее время представляет особенно большой интерес, а тема выпускной квалификационной работы "Безопасность семантических паролей" является особенно актуальной.
Уже сейчас в этом направлении имеются интересные наработки, постоянно появляются новые программные продукты, предназначенные для генерации парольных фраз и основанных на них легко запоминающихся сильных паролей. Но все они имеют свои недостатки и нуждаются в совершенствовании и доработке. К тому же большинство подобных программных продуктов рассчитаны на использование только латинской раскладки и мало подходят для русскоязычных пользователей, так как в этих приложениях никак не учитываются особенности построения предложений русского языка.
Целью настоящей работы является разработка и программная реализация генератора надёжных русскоязычных семантических паролей.
В рамках поставленной цели в работе проведён анализ современных требований, предъявляемых к паролям, и проведён обзор существующих решений в данной области; проанализированы основные статистические характеристики паролей, определяющие стойкость к взлому, а также методы их расчета. В соответствии со всеми предъявляемыми требованиями разработана схема формирования семантического пароля, позволяющая генерировать пароли разной длины и использовать для этого фразы разной структуры.
Кроме этого в работе проведён обзор библиотек python для работы с текстовыми данными, разработан и реализован алгоритм генерации семантического пароля. В заключении проведено исследование функционирования разработанной программы и даны практические рекомендации по её использованию.
В ходе выполнения настоящей дипломной работы были проанализированы актуальные требования, предъявляемые к паролям, а также основные подходы к формированию сильных и хорошо запоминаемых паролей. Проведён обзор методов вычисления информационной энтропии наборов символов различных паролей и коротких фрагментов текста естественных языков.
Разработана обобщённая синтаксическая структура парольной фразы, предназначенной для обеспечения хорошей запоминаемости пароля, состоящего из первых пар, троек, или отдельных символов образующих её слов. Данная структура позволяет автоматически формировать 84 типа синтаксически правильных русскоязычных предложений, состоящих от 2 до 10 слов.
Разработан алгоритм генерации семантических паролей, основанный на генерации случайных, независимых друг от друга символов, с последующим подбором для них грамматически правильной и семантически согласованной парольной фразы. Надёжность генерируемого пароля гарантируется случайной генерацией образующих его символов, а хорошая запоминаемость достигается за счёт получения хорошо согласованной, близкой к естественной, парольной фразы. Для семантического согласования предложений в работе использовалась векторная модель слов, показавшая хорошие результаты.
Разработанный алгоритм реализован в виде законченного консольного приложения на кроссплатформенном языке программирования python. Данное приложение было испытано в работе на операционных системах windows и linux, полностью подтвердив свою работоспособность. По результатам проведённых испытаний даны рекомендации по установке необходимых для работы программы библиотек, и по её практическому использованию.
В завершении работы проанализированы вредные психофизиологические факторы, влияющие на психоэмоциональное состояние специалиста по защите информации в процессе исполнения им служебных обязанностей, а так же определены физкультурно-оздоровительные мероприятия, направленные на предотвращение негативных последствий этих факторов.
