Расширение защиты информационных систем защитой индивидуальных web-приложений в ОС Linux

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дальневосточный государственный университет путей сообщения

РАСШИРЕНИЕ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ЗАЩИТОЙ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ WEB-ПРИЛОЖЕНИЙ В ОС LINUX

В.Д. Епанешников, д-р физ.-мат. наук

И.В. Епанешникова, канд. техн. Наук

Хабаровск

Аннотация

Возможности класса QHttpServer, используемого для создания серверных web-приложений в операционной системе Linux, были расширены добавлением протокола SSL. Это позволило связывать браузер и серверное WEB-приложение по защищенному кодированному TCP соединению. Проект был реализован в среде Qt Creator 3.3.0 (основан на Qt 5.4.0) операционной системы Fedora-20 (32-битная версия) (коммерческой версией Fedora является Red Hat). Проект также был реализован в среде Qt Creator 4.2.1 (основан на Qt 5.8.0) операционной системы Fedora- 25 (64-битная версия) и в операционной системе AstraLinux.

Ключевые слова: защита информации, серверное web-приложение, протокол SSL.

Введение

Разработка WEB-приложений находит все большее применение для решения широкого круга технических и научных задач. Это позволяет использовать всю аппаратную и программную мощность сервера, и нет необходимости создавать специальную программу-клиента, так как в этом качестве можно задействовать любой браузер. Создавать такие приложения лучше в среде программирования, имеющей доступ к обширным библиотекам функций, реализующих решение множества прикладных задач. В операционной системе Windows такими средами WEB-программирования являются, например, MS Visual Studio, RAD Studio, позволяющие пользоваться языками C#, C++ и обширными библиотеками функций. В операционной системе Linux такую возможность предоставляет, например, пакет Qt [1] с использованием QT Creator. В стандартную поставку Qt не входит класс, реализующий функции WEB-сервера на языке C++. Однако существует его реализация с открытым кодом по адресу [2], которая хорошо включается в среду Qt и позволяет создавать web-приложения, удовлетворяющие практическим требованиям. Обмен информацией между браузером и серверным WEB-приложением осуществляется по TCP соединению, которое совершенно не защищено, что по нынешним временам является серьезным недостатком. В среде Internet существует несколько предложений, как защитить соединение QHttpServer и браузера по протоколу SSL, например, [3], однако полной реализации этих идей пока не опубликовано. В настоящей статье представлена практическая реализация использования протокола SSL для защиты информации TCP соединения браузера и QHttpServer.

Постановка задачи и реализация

Использование протокола SSL [4] для защиты TCP соединения предпочтительно потому, что его поддержка уже включена в браузере и остается организовать ее только на стороне QHttpServer. Используя идеи [3, 5], можно произвести замену взаимодействия классов следующим образом. Исходное взаимодействие классов QHttpServer HttpConnection (здесь используется незащищенное TCP соединение) представлено на рис. 1.

Рис. 1 Упрощенная диаграмма исходных классов

Эту последовательность классов следует заменить на другую последовательность QHttpServer QSslServer QHttpConnection (в классе QSslServer используется QSslSocket), которая представлена на рис. 2.

Рис. 2 Упрощенная диаграмма новой последовательности классов

Для этого необходимо произвести некоторые изменения в исходных файлах [2]. Ниже приведены фрагменты текстов изменяемых файлов (рис. 3 - 5). Все изменения и дополнения выделены жирным шрифтом.

Рис. 3 Изменения в файле qhttpserverfwd.h

Рис. 4 Изменения в файле qhttpserverfwd.h.

Рис. 5 Изменения в файле qhttpserver.cpp

Все изменения были осуществлены при создании серверного WEB-приложения, реализующего краткосрочное прогнозирование момента времени и магнитуды будущего землетрясения на основе волновых форм предшествующих землетрясений [6, 7]. Проект был реализован в среде Qt Creator 3.3.0 (основан на Qt 5.4.0) операционной системы Fedora - 20 (32-битная версия) (коммерческой версией Fedora является Red Hat). Были использованы внутренние сертификационные файлы Fedora-20 localhost.crt и localhost.key, которые были скопированы в другой рабочий каталог проекта.

Проект также был реализован в среде Qt Creator 4.2.1 (основан на Qt 5.8.0) операционной системы Fedora-25 (64-битная версия) и в операционной системе As- traLinux (64-битная версия).

На рис. 6 и 7 представлены входные формы проекта в различных браузерах.

Рис. 6 Входная форма проекта в браузере Yandex

Рис. 7 Входная форма проекта в браузере Firefox

При вызове проекта необходимо соглашаться на использование ненадежного сертификата. Факт передачи по сети кодированных сообщений проверялся сниффером WireShark [8].

Заключение

Web-приложение, созданное на основе класса QHttpServer, является мини - WEB-сервером, у которого оставлены только методы, необходимые для обслуживания самого web-приложения. Это снижает риск успешных атак на такой мини- WEB-сервер по сравнению с полновесными WEB-серверами.

Расширение возможностей класса QHttpServer включением протокола SSL повышает надежность и защищенность разработанных на его основе серверных WEB-приложений в операционной системе Linux, исключая возможность перехвата логинов и паролей, а также шифрованием всего трафика при взаимодействии браузера и серверного WEB-приложения.

Литература

1. URL: https://www.qt.io/ru/ (время обращения - ноябрь 2019 г.)

2. URL: https://github.com/nikhilm/qhttpserver/ (время обращения - ноябрь 2019 г.)

3. URL: https://github.com/nikhilm/qhttpserver/issues/33 (время обращения - ноябрь 2019 г.)

4. Фороузан Б.А. Криптография и безопасность сетей. М.: Интернет-Университет информационных технологий: Бином. Лаборатория знаний. 2010.

5. URL: https://doc-snapshots.qt.io/qt5-5.9/qsslsocket.html (время обращения - ноябрь 2019 г.)

6. Пат. 2558277 РФ. Способ краткосрочного прогнозирования локальной магнитуды землетрясения / В.Д. Епанешников, И.В. Епанешникова // Официальный бюл. «Изобретения. Полезные модели». 2015. № 21. С. 1-9.

7. Епанешникова И.В. Защищенное ПО SSL серверное WEB-приложение мониторинга краткосрочных предвестников землетрясений В ОС LINUX. № 2019613705, 21.03.2019 Бюл. № 4. URL:http://www1.fips.ru/wps/PA_FipsPub/res/BULLETIN/PrEVM/2019/04/20/ INDEX.HTM.

8. URL: https://www.wireshark.org (время обращения - ноябрь 2019 г.)

Размещено на Allbest.ru