Дипломный проект Тема: Аутентификация в Windows 7 при помощи электронного USB ключа

1. Санкт-Петербургский Государственный Политехнический УниверситетФакультет технической кибернетикиКафедра Измерительных информационных технологий Дипломный проект Тема: Аутентификация в Windows 7 при помощи электронного USB ключа Выполнил: студент группы 6085/20 Шестаков К.А. Научный руководитель: доц., к.т.н., Сальников В.Ю.

2. Постановка задачи Цель дипломной работы – разработка программного комплекса аутентификации в Windows 7 при помощи электронного USB ключа. Для реализации данной цели необходимо: 1. Исследовать механизмы аутентификации в Windows 7; 2. Разработать методы работы с USB ключом; 3. Разработать методы хранения и защиты ключевой информации.

3. Актуальность Контроль доступа к информационным ресурсам сложная задача. Проблемы с паролями и безопасностью актуальны как для крупных организаций так и для обычных пользователей. Решить эти проблемы пытаются при помощи электронных ключей и других аппаратных аутентификаторов. Электронные ключи предназначены для однофакторной и двухфакторной аутентификации пользователей и хранения ключевой информации. Двухфакторная аутентификация – это сочетание следующих элементов: 1. То, что у вас есть, например смарт-карта или USB накопитель. 2. То, что вы знаете, например личный идентификационный номер (PIN).

4. Недостатки существующих решений • Основные недостатки существующих программных продуктов аутентификации в Windows при помощи электронного USB ключа: • Не все поддерживают проверку на основе PIN-кода. • Большинство не имеет открытого исходного кода. • Некоторые программы не поддерживаются последними версиями Windows.

5. Архитектура входа в Windows 7 В каждом сеансе, кроме нулевого, есть экземпляр процесса winlogon. Новый процесс LogonUI регистрирует и загружает несколько поставщиков учетных данных, а также осуществляет визуализацию графического отображения процесса входа в систему.

6. Алгоритм работы поставщика учетных данных • Чтобы поставщик начал обработку информации • необходимо соблюдение двух условий: • К компьютеру должен быть подключен один USB накопитель. • Должен быть введен PIN-код (четыре цифры). • Обработка начинается при нажатии клавиши «Enter»в поле ввода PIN-кода.

7. Алгоритм работы программы – агента (отслеживание извлечения ключевого устройства) При запуске, программа – агент пытается получить PNPID ключевого устройства. Если идентификатор был получен, то при извлечении электронного USB ключа будет выполнен выход из сеанса. Если идентификатор получить не удалось, извлечение не отслеживается.

8. Алгоритм работы программы – агента (создание ключевого устройства) • Создание электронных USB ключей возможно только от имени «Администратора». • Чтобы создать ключевое устройство необходимо: • Подключить один USB накопитель. • Указать имя пользователя. • Ввести пароль (необязательное поле) • Ввести PIN-код. • Нажать кнопку «Создать».

9. Получение информации об электронном USB ключе при помощи механизма WMI ROOT/CIMV2 – пространство имен WMI по умолчанию на компьютерах с операционной системой Windows. При построении WQL запросов используются два класса WMI: 1. Win32_LogicalDisk – класс логических дисков Свойства: - DriveType (2 – съемное устройство) - Caption (буква логического диска) 2. Win32_DiskDrive – класс физических дисков. Свойства: - InterfaceType («USB») - PNPDeviceID (идентификатор) В коде программ используются следующие запросы: - SELECT * FROM Win32_LogicalDisk – возвращает все логические диски. - SELECT * FROM Win32_DiskDrive – возвращает все физические диски.

10. Алгоритм шифрования ключевой информации Функции шифрования и дешифрования написаны на основе блочного алгоритма шифрования TEA. Блок данных – 4 байта разбит на две равные части v0 и v1 по 2байта. Ключ разбит на четыре подключа K0, K1, K2 и K3 по 2байта. Переменная Delta – 2байта, на каждом шаге цикла умножается на номер шага. Ключи и Delta инициализируются значениями, полученными с использованием значения PIN-кода.

11. Хранение ключевой информации Информацияосозданных USB ключаххранитсявреестре HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Diagnostics: - LOGX – логин; - PNPX – зашифрованный PNPID электронного USB ключа. X – номер записи от 0 до 9. В программе – агенте не имеется средств для удаления информации о созданных электронных USB ключах. Удаление ключевой информации выполняет администратор путем извлечения соответствующих записей из реестра.

12. Графический интерфейс Окно для ввода PIN-кода поставщика учетных данных. Окно программы – агента.

13. Технические требования Программный комплекс аутентификации с использованием ключевого USB устройства разработан для операционной системы Windows 7. Компьютер должен иметь разъем USB или разъем для карт памяти MMC/SD. Электронный USB ключ должен иметь флеш-память не менее 32КБ для хранения зашифрованного пароля.

14. Недостатки и ограничения При включении, перезагрузке компьютера, когда отображается экран входа в систему, окно для ввода PIN-кода появляется с задержкой в несколько секунд. При выходе из сеанса или блокировании окно появляется сразу. Для авторизации в системе или при создании электронного USB ключа, к компьютеру может быть подключен только один USB накопитель. Количество зарегистрированных на компьютере электронных USB ключей ограничено десятью. Отсутствуют инструменты удаления информации о зарегистрированных в системе ключевых устройствах. Поэтому удаление ключевой информации выполняется администратором путем извлечения соответствующих записей из реестра.

15. Заключение В результате выполнения дипломного проекта были решены следующие задачи: 1. Исследованы механизмы аутентификации в Windows 7. 2. Разработаны методы работы с USB ключом. 3. Разработаны методы хранения и защиты информации. 4. Написан собственный поставщик учетных данных. 5. Написана программа – агент. 6. Проведены успешные испытания. 7. Выявлены недостатки и ограничения.