Основы информационной безопасности

Информационная безопасность. Основы

    «Кто владеет информацией - тот владеет миром». Золотые слова. Посмотрите на ТОП-100 самых богатых людей планеты: первую строчку в нём занимает Билл Гейтс - глава корпорации, продающей нолики и единички (правда, руководитель одной мебельной фабрики его оттуда периодически скидывает, но Билли быстро восстанавливает статус-кво). Да и его коллеги по цеху толкутся в первой десятке…

 

    Сегодня любой хоть сколько-нибудь крупный бизнес зависит от информации. А бизнес по-настоящему крупный зависит от неё всецело. Причём, от информации не абы какой, а цифровой - той, которая может храниться на винчестерах, компакт-дисках и флеш-картах и пересылаться по цифровым каналам связи. Нужно ли говорить, что потеря такой информации может стоить не только убытков, измеряемых числами с кучей нолей, но и самого бизнеса, который в некоторых случаях даже не удаётся восстановить вообще? Поставьте себя на место бухгалтера, у которого потерялись базы данных 1С за неделю до годового отчета… Представьте себя фотографом, который после длительной и трудной фотосессии потерял все снимки на SD- или CF-карте… Оцените трагедию инженера, случайно удалившего с таким трудом нарисованный в Autocad чертёж… Список можно продолжать до бесконечности. Конечно, и в Москве, и в любом другом городе сейчас найдётся множество фирм, готовых восстановить ваши драгоценные файлы. Но во-первых, далеко не все случаи столь сложны, что требуют квалифицированного (и недешёвого, надо сказать) вмешательства. А во-вторых, в случае удаления файлов зачастую меры нужно принимать немедленно, иначе никакой сервисный центр ваши драгоценные файлы не восстановит.
    Но прежде чем рассматривать организацию безопасного хранения информации и её спасение в случае аварии, стоит остановиться на самих принципах кодирования и записи информации, распространённых в современном мире. Ведь зная эти принципы, будет гораздо проще понять, как действовать в случае аварии и в процессе восстановления данных. Те, кто в школе имел по информатике «пять», могут сразу переходить к следующей статье цикла, а остальным изложенное ниже должно стать весьма познавательно и полезно.

Из чего состоят файлы

Способов кодирования и хранения информации можно придумать множество - начиная от наскальных рисунков и заканчивая цепочкой аминокислот в ДНК. В разные эпохи человечество предпочитало тот или иной способ - как наиболее приспособленный к существующим техническим средствам. Но с появлением электронно-вычислительных машин все они уступили место одному - цифровому. Современные компьютеры работают на электричестве и поэтому представляют собой по сути очень сложный прибор для преобразования электрических сигналов. Исторически сложилось так, что сигналы эти удобнее было сделать не непрерывными (как электрический сигнал в проводе, заставляющий колебаться диффузоры акустической системы), а дискретными, то есть принимающими одно из нескольких заранее заданных значений, причём количество этих значений было взято равным двум - наличие сигнала и отсутствие сигнала. Первое значение кодирует цифру «1», второе - «0». Вот из этих-то нулей и единиц составляется всё многообразие видов информации, с которыми работают современные компьютеры: от файлов операционной системы до картинок с голыми женщинами. Каким образом - тема очень обширная и с нашим циклом не связанная. Поэтому заинтересовавшихся отсылаю к специализированной литературе, а сам продолжаю дальше.

 

Виды носителей информации и принципы их работы

    Самые сообразительные уже догадались, что любое устройство хранения информации должно представлять собой множество ячеек, способных хранить одно из двух значений - «0» или «1». Наиболее наглядным примером такого устройства служит один из первых носителей информации, придуманных для тогда ещё больших компьютеров - перфокарта. Она представляет собой кусок картона с пробитыми в нём в нужных местах дырками. Для считывания перфокарта вставлялась в специальное устройство со множеством контактов, одни из которых попадали в дырки, а другие - на картонку. Через первые проходил ток, обозначая таким образом единицу, через вторые - не проходил, обозначая ноль. Разумеется, информации на такую карту можно было записать очень немного, но в те времена хватало и этого.
    Но очень быстро хватать перестало. К тому же, перфокарты - вещь ненадёжная и недолговечная, поэтому на смену им быстро пришли магнитные накопители. Несмотря на всё многообразие видов (лента, гибкие и жёсткие диски и пр.), принцип устройства у них один: подложка (полимерная или металлическая) с нанесённым на неё магнитным слоем. Под действием магнитного поля, создаваемого записывающей головкой, частицы этого слоя (так называемые «домены») занимают одно из двух положений в пространстве, кодируя «0» или «1». Так устроены гибкие магнитные диски (если кто-то ещё помнит, что это такое), так же устроены жёсткие диски (винчестеры, HDD).
    Здесь стоит остановиться ещё на одной особенности хранения информации на магнитных дисках, которая окажется очень важной в дальнейшем. Накопители работают не с каждой ячейкой на диске, а с их целыми блоками. Вся поверхность диска разбивается на дорожки (замкнутые окружности, вдоль которых идёт запись и чтение), каждая из которых радиальными линиями делится на сектора. Все дорожки и сектора «пронумерованы». При чтении информации в накопитель передаётся номер сектора на дорожке, на который и устанавливается считывающая головка, после чего сектор читается целиком (запомните эту деталь, в будущем она нам очень пригодится).
    Оптические диски (CD, DVD и недавно вышедшие Blu-Ray с HD DVD) устроены по-другому. Как можно догадаться из названия, принцип записи на них не магнитный, а оптический, то есть производится с помощью луча света (лазера). Такой диск состоит из прозрачной основы, на которую наносится тончайший слой зеркального металла, отражающего свет. В определённых местах этот слой повреждается, и тогда эта точка рассеивает луч лазера. Отражённый луч попадает на фотоприёмник и обозначает единицу, рассеянный луч не попадает никуда и обозначает ноль. Такие отражающие и рассеивающие точки (их называют «питы») располагаются вдоль спирали от центра ко краю диска (как на виниловой грампластинке). Таким образом, главное отличие оптического накопителя от магнитного заключается в том, что на магнитном диске дорожек много и они замкнутые, а на оптическом - одна спиралевидная. Однако с точки зрения операционной системы и всех программ оптический диск представляет собой точно такой же набор пронумерованных секторов и дорожек, поэтому работа с ним ничуть не отличается от работы с диском магнитным.
    Третий тип накопителей, получивший широкое распространение в последние годы, - накопители на основе флеш-памяти (SD, CF и другие виды flash-карт, а также флеш-брелоки). Упрощённо устройство такого накопителя можно представить как микросхему (подобную тем, которые используются в модулях оперативной памяти), способную менять свою структуру под воздействием электрических сигналов. Таким образом, информация, будучи записанной в такие микросхемы, сохраняется и после отключения их от источника тока. Структура таких накопителей непростая, но все программы их видят точно таким же набором «дорожек» и «секторов».

 

* * * Итак, основных видов накопителей для хранения информации на сегодняшний день существует три: магнитные, оптические и на основе флеш-памяти. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки, свои наиболее оптимальные сферы применения и свои тонкости, которые нужно учитывать при восстановлении информации в случае сбоя. Всё это - в следующих статьях цикла.