ПРОГРАММНО-
АППАРАТНАЯ ЗАЩИТА 
ИНФОРМАЦИИ

П.Б. ХОРЕВ

3-е издание, исправленное и дополненное

Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов 
Российской Федерации по образованию в области историко-архивоведения 
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению «Информационная безопасность»

Москва 
ИНФРА-М 
2020

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 004.056(075.8)
ББК 32.973-018.2я73
 
Х79

Хорев П.Б.
Х79  
Программно-аппаратная защита информации : учебное пособие / 
П.Б. Хорев. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 
327 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/1035570.

ISBN 978-5-16-015471-8 (print)
ISBN 978-5-16-107928-7 (online)
Учебное пособие посвящено методам и средствам программно-аппарат-
ной защиты информации в компьютерных системах.
Рассмотрены методы и средства идентификации и аутентификации 
субъектов компьютерных систем, разграничения их доступа к объектам 
компьютерных систем, аудита их действий в компьютерных системах, 
криптографической защиты информации в компьютерных системах. 
Описаны программные и программно-аппаратные средства защиты ин-
формационных ресурсов компьютерных систем от вредоносных программ 
и несанкционированного копирования.
Соответствует требованиям федеральных государственных образова-
тельных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначено для студентов высших учебных заведений, обуча-
ющихся по направлениям «Информационная безопасность», «Приклад-
ная математика и информатика» и «Информатика и вычислительная 
техника». Также может быть полезно студентам, обучающимся по другим 
направлениям подготовки, аспирантам, слушателям систем повышения 
квалификации и переподготовки специалистов, интересующимся вопро-
сами обеспечения информационной безопасности.

УДК 004.056(075.8) 
ББК 32.973-018.2я73

Р е ц е н з е н т ы:
Мельников Н.В., доктор технических наук, профессор, заведующий 
кафедрой информационной безопасности Российского государствен-
ного социального университета;
Мельников Ю.Н., доктор технических наук, профессор кафедры вы-
числительных машин, систем и сетей Национального исследователь-
ского университета «МЭИ»

ISBN 978-5-16-015471-8 (print)
ISBN 978-5-16-107928-7 (online)

© Хорев П.Б., 2015
© Хорев П.Б., 2020, 
с изменениями 

Список сокращений

АС — автоматизированная система
БД — база данных
ЖД — жесткий диск 
ЗУ — запоминающее устройство 
ДСЧ — датчик случайных чисел 
КС — компьютерная система
ЛВС — локальная вычислительная сеть
МЭ — межсетевой экран
НСД — несанкционированный доступ
ОС — операционная система
ПК — персональный компьютер 
ПО — программное обеспечение
РС — рабочая станция 
СВТ — средства вычислительной техники 
СРД — система разграничения доступа 
УЦ — удостоверяющий центр (центр сертификации)
ЦРК — центр распределения криптографических ключей
ЭП — электронная подпись
3-DES (Triple Data Encryption Standard) — «тройной» DES (ал-
горитм симметричного шифрования)
3-DES Two Key — «тройной» DES, в котором ключи шифро-
вания на первом и третьем шагах совпадают
ACE (Access Control Entry) — элемент списка управления до-
ступом
AES (Advanced Encryption Standard) — улучшенный стандарт 
шифрования (алгоритм симметричного шифрования)
API (Application Programming Interface) — программный интер-
фейс прикладного программирования
BASE64 — способ кодировки двоичных данных для их преобра-
зования в строку символов
BLOB (Bit Large Object) — большой битовый объект (формат 
организации данных различного типа)
CA (Certifi cate Authority) — центр сертификации (удостове-
ряющий центр)
CAST (C.Adams S.Tavares) — алгоритм симметричного шифро-
вания
CBC (Cipher Block Chaining) — сцепление блоков шифра (режим 
блочного шифрования)

CFB (Cipher Feedback) — обратная связь по шифротексту 
(режим блочного шифрования)
CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol) — про-
токол аутентификации при удаленном доступе на основе модели 
«рукопожатия»
CMOS (Comрlementary Metal Oxode Semiconductor) — энерго-
зависимая перезаписываемая память
COM (Component Object Model) — технология программи-
рования на основе многокомпонентных объектов, разработанная 
Microsoft
CRL (Certifi cate Revocation List) — список отозванных серти-
фикатов
CryptoAPI (Cryptographic Application Procedure Interface) — 
криптографический интерфейс приложений Windows
CryptoSPI (Cryptographic Service Provider Interface) — интер-
фейс криптопровайдеров Windows
CSP (Cryptographic Service Provider) — провайдер криптогра-
фического обслуживания (криптопровайдер)
DAC (Discretionary Access Control) — дискреционное управ-
ление доступом к объектам
DACL (Discretionary Access Control List) — дискреционный 
список управления доступом к объекту
DDoS (Distributed Denial of Service) — распределенная атака 
с вызовом отказа в обслуживании
DES (Data Encryption Standard) — стандарт шифрования 
данных (алгоритм симметричного шифрования)
DH (Diffi  e Hellman) — криптографический протокол Диффи — 
Хеллмана, основанный на сложности дискретного логарифмиро-
вания
DLL (Dynamic Linked Library) — динамически компонуемая би-
блиотека (модуль приложения Windows)
DoS (Denial of Service) — атака с вызовом отказа в обслужи-
вании на атакуемом узле компьютерной сети
DSS (Digital Signature Standard) — стандарт вычисления элект-
ронной цифровой подписи
EFS (Encrypted File System) — шифрующая файловая система 
Windows
HMAC (Hash-based Message Authentication Code) — основанный 
на хешировании код аутентификации сообщения
HTML (Hypertext Markup Language) — язык разметки гипер-
текста

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) — протокол передачи гипер-
текста
IPSec (Internet Protocol Security) — протокол защищенной связи 
в сети Интернет
IDPS (Intrusion Detection/Prevention Systems) — системы обна-
ружения и предотвращения атак
IRC (Internet Relay Chat) — сервисная система по принципу 
чата для общения в интернете с другими людьми в режиме реаль-
ного времени
KDC (Key Distribution Center) — центр распределения крипто-
графических ключей
MAC (Message Authentication Code) — код аутентификации со-
общения
MAC (Mandatory Access Control) — мандатное разграничение 
доступа к объектам
MD2, MD4, MD5 (Message Digest) — функции хеширования
MMC (Microsoft Management Console) — консоль управления 
Microsoft (системное приложение)
NTFS (New Technology File System) — файловая система, ис-
пользуемая в Windows NT/2000/XP/2003 и старше
NTLM (New Technology LAN Manager) — протокол аутентифи-
кации при удаленном доступе в ОС Windows
OFB (Output Feedback) — обратная связь по выходу (режим 
блочного шифрования)
OID (Object Identifier) — идентификатор объекта (установ-
ленный стандартом X.400 способ идентификации криптографиче-
ских алгоритмов, типов сообщений, множеств символов и т.п.)
PC (Personal Computer) — персональный настольный компьютер 
или ноутбук
POST (Power On Self Test) — программа BIOS для проверки 
оборудования при загрузке операционной системы
PFX (Personal Information Exchange) — способ хранения и пе-
редачи персональной информации (в том числе секретного ключа)
PKCS (Public Key Cryptographic Standards) — стандарты пред-
ставления информации о криптографическом открытом ключе
PKI (Public Key Infrastructure) — инфраструктура открытых 
ключей
RC2, RC4 (Rivest Cipher) — алгоритмы симметричного шифро-
вания
RADIUS (Remote Authentication Dial In User Service) — про-
токол непрямой аутентификации при удаленном доступе пользо-
вателя

RBAC (Role-Based Access Control) — ролевое разграничение до-
ступа к объектам
RIPEMD (Race Integrity Primitives Evaluation Message Digest) — 
функция хеширования
RSA (Rivest Shamir Adleman) — асимметричная криптосистема, 
основанная на сложности задачи факторизации целого числа
SACL (System Access Control List) — системный список управ-
ления доступом
SHA (Secure Hash Algorithm) — алгоритм безопасного хеширо-
вания
SID (Security Identifi er) — идентификатор безопасности пользо-
вателя (группы) Windows
SSL (Secure Socket Layer) — протокол аутентификации и без-
опасной передачи данных в сети Интернет
TGS (Ticket Granting Server) — сервер выдачи билетов в прото-
коле аутентификации Kerberos
TGT (Ticket Granting Ticket) — начальный билет в протоколе 
аутентификации Kerberos
TKT (Ticket Kerberos Ticket) — сеансовый билет в протоколе 
аутентификации Kerberos
URL (Uniform Resource Location) — строка с уникальным пред-
ставлением размещения ресурса в сети Интернет
USB (Universal Serial Bus) — последовательный интерфейс 
для подключения периферийных устройств к компьютеру
VBA (Visual Basic for Application) — язык программирования 
для приложений Microsoft Offi  ce
VPN (Virtual Private Network) — технология создания вирту-
альных частных сетей для обеспечения безопасной передачи данных

Предисловие

Постоянное развитие информационных технологий наряду 
с безусловными благами для отдельного человека, общественных 
и коммерческих организаций, общества, государства и мирового 
сообщества в целом, к сожалению, приводит к обострению старых 
и появлению новых проблем. Одной из таких проблем является 
проблема защиты информации — надежного обеспечения ее со-
хранности и установленного статуса использования.
Рост количества и «качества» угроз безопасности информации 
в компьютерных системах не всегда приводит к адекватному от-
вету в виде создания надежных систем защиты информации и без-
опасных информационных технологий. 
Данное учебное пособие посвящено одному из обязательных 
компонентов любой системы обеспечения информационной без-
опасности — методам и средствам программно-аппаратной защиты 
информации. 
Автор выражает искреннюю признательность рецензентам 
и своим коллегам по кафедре информационной безопасности Рос-
сийского государственного социального университета, кафедре 
информационных систем Московского государственного техноло-
гического университета «СТАНКИН» и кафедре прикладной мате-
матики Национального исследовательского университета «МЭИ».
Из третьего издания удален устаревший материал, оно допол-
нено новыми данными, также исправлены ошибки, допущенные 
в предыдущих изданиях, обновлен список источников, добавлены 
тесты для проверки знаний, список тем для подготовки рефератов 
и докладов, список сокращений. В главу 3 включены теоретические 
сведения и примеры использования криптографических классов 
библиотеки Framework Class Library в приложениях для среды 
Microsoft.Net. 

Введение

Поскольку наиболее опасные угрозы информационной без-
опасности вызваны преднамеренными действиями человека-нару-
шителя, которые в общем случае являются неформализуемыми, 
проблема защиты информации относится к формально не опреде-
ленным проблемам. Отсюда следуют два основных вывода:
1) надежная защита информации в КС не может быть обеспе-
чена только формальными методами (например, только програм-
мными и аппаратными средствами);
2) защита информации в КС не может быть абсолютной.
Можно выделить три подхода к обеспечению безопасности 
компьютерных систем.
1. При фрагментарном подходе сначала обеспечивается защита 
от одних угроз (например, несанкционированного доступа к инфор-
мации), затем от других (например, от воздействий вредоносных 
программ) и т.д. В результате такого подхода в состав КС вклю-
чаются отдельные, не связанные между собой аппаратные и прог-
раммные средства (разграничение доступа к информации на основе 
паролей пользователей, установка антивирусных программ и т.п.) 
и используются некоторые организационные мероприятия (вве-
дение пропусков для доступа на объект). Фрагментарный подход 
не может обеспечить необходимый в настоящее время уровень без-
опасности компьютерных систем.
2. При системном подходе в состав компьютерной системы 
включается подсистема безопасности со своим управляющим 
блоком (ядром защиты), которая должна обеспечивать надежную 
защиту во все время функционирования КС. Недостатком систем-
ного похода является невозможность обеспечения защиты от новых 
угроз безопасности информации.
3. При комплексном подходе защита информации рассматри-
вается как непрерывный процесс, целенаправленно проводимый 
на всех этапах жизненного цикла КС, начиная с ее проектирования, 
с комплексным применением всех имеющихся средств, методов 
и мероприятий.
Надежное обеспечение информационной безопасности КС воз-
можно только на основе комплексного подхода к защите инфор-
мации, основой для реализации которого должна быть политика 
информационной безопасности — утвержденный руководством ор-
ганизации, создающей и эксплуатирующей компьютерную систему, 

письменный документ, содержащий, как правило, следующие раз-
делы:
1) определение информационной безопасности, ее основных 
целей и области ее применения, а также ее значения как механизма, 
позволяющего коллективно использовать информацию; 
2) изложение позиции руководства по вопросам реализации 
целей и принципов информационной безопасности; 
3) разъяснение конкретных вариантов политики безопасности, 
принципов, стандартов и требований к ее соблюдению, включая: 
 
• выполнение правовых и договорных требований; 
 
• требования к обучению персонала правилам безопасности; 
 
• политику предупреждения и обнаружения вредоносных 
программ; 
 
• политику обеспечения бесперебойной работы организации;
4) определение общих и конкретных обязанностей по обеспе-
чению режима информационной безопасности; 
5) разъяснение процесса уведомления о событиях, таящих 
угрозу безопасности (инцидентах безопасности).
Существующие методы и средства защиты информации можно 
разделить на четыре основные группы:
1) методы и средства организационно-правовой защиты инфор-
мации;
2) методы и средства инженерно-технической защиты инфор-
мации;
3) криптографические методы и средства защиты информации;
4) программно-аппаратные методы и средства защиты инфор-
мации.
К аппаратным средствам защиты информации относятся элект-
ронные и электронно-механические устройства, включаемые в со-
став аппаратных средств КС и выполняющие (самостоятельно 
или в едином комплексе с программными средствами) некоторые 
функции обеспечения информационной безопасности. Критерием 
отнесения устройства к аппаратным, а не инженерно-техническим 
средствам защиты является именно обязательное включение аппа-
ратных средств в состав КС.
Примеры аппаратных средств защиты информации:
 
• устройства для хранения информации, идентифицирующей 
и аутентифицирующей пользователя КС (смарт-карты, элект-
ронные USB-ключи, генераторы одноразовых паролей и т.п.);
 
• устройства для ввода идентифицирующей пользователя ин-
формации (магнитных и пластиковых карт, отпечатков пальцев 
и т.п.);

• устройства для шифрования информации;
 
• устройства для воспрепятствования несанкционированному 
включению рабочих станций и серверов (электронные замки 
и блокираторы);
 
• устройства уничтожения информации на магнитных и иных но-
сителях;
 
• устройства сигнализации о попытках несанкционированных 
действий пользователей КС и др.
Под программными средствами защиты информации понимают 
специальные программы, включаемые в состав программного обес-
печения КС исключительно для выполнения защитных функций.
Примеры программных средств защиты информации:
 
• программы идентификации и аутентификации пользователей КС;
 
• программы разграничения доступа пользователей к ресурсам КС;
 
• программы шифрования информации;
 
• программы защиты информационных ресурсов (системного 
и прикладного ПО, баз данных, компьютерных средств обучения 
и т.п.) от несанкционированного изменения, использования 
и копирования;
 
• программы уничтожения остаточной информации (в блоках 
оперативной памяти, временных файлах и т.п.);
 
• программы аудита (ведения регистрационных журналов) со-
бытий, связанных с безопасностью КС, для обеспечения воз-
можности восстановления и доказывания факта происшествия 
этих событий;
 
• программы имитации работы с нарушителем (отвлечения его 
на получение якобы конфиденциальной информации);
 
• программы тестового контроля защищенности КС и др.
К преимуществам программных средств защиты информации 
относятся:
 
• простота тиражирования;
 
• гибкость (возможность настройки на различные условия при-
менения, учитывающие специфику угроз информационной без-
опасности конкретных КС);
 
• простота применения − одни программные средства, например 
шифрования, работают в «прозрачном» (незаметном для поль-
зователя) режиме, а другие не требуют от пользователя никаких 
новых (по сравнению с другими программами) компетенций;
 
• практически неограниченные возможности развития путем вне-
сения изменений для учета новых угроз безопасности инфор-
мации и исправления обнаруженных уязвимостей.