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2广蓄电厂信息网络安全建设
2.1网络安全区域划分
划分安全区域是构建企业信息网络安全的基础,提高抗击风险能力,提高可靠性和可维护性。广蓄电厂内网划分为网络核心区、外联接入区、IDC业务区、终端接入区。网络核心区域是整个电厂信息网络安全的核心,它主要负责全网信息数据的传输及交换、不同区域的边界防护。这个区域一般包括核心交换机、核心路由器、防火墙及安全防护设备等。IDC业务区主要是各业务应用服务器设备所在区域,如企业门户、OA系统、生产管理系统等各信息系统服务器。终端接入区即为终端设备(如:台式机、笔记本电脑、打印机等)连入内网区域。
2.2二次安防体系建设
根据国家电监管委员会令第5号《电力二次系统安全防护规定》、34号《关于印发<电力二次系统安全防护总体方案>》的相关要求,电厂坚持按照二次安全防护体系原则建设:
(1)安全分区:根据安全等级的划分,将广蓄电厂网络划分为生产控制大区和管理信息大区,其中生产控制大区又划分为实时控制Ⅰ区和非实时控制Ⅱ区。
(2)网络专用:电力调度数据网在专用通道上使用独立的网络设备组网,采用SDH/PDH不同通道等方式跟调度、各电厂的生产业务相连接,在物理层面上与其他数据网及外部公共信息网安全隔离。对电厂的IP地址进行调整和统一互联网出口,将生活区网络和办公网络分离,加强对网络的统一管理和监控。
(3)横向隔离:在生产控制大区与管理信息大区之间部署经国家指定部门检测认证的电力专用正反向安全隔离装置。正向安全隔离装置采用非网络方式的单向数据传输,反向安全隔离装置接收管理信息大区发向生产控制大区的数据,采用签名认证、内容过滤等检查处理,提高系统安全防护能力。
(4)纵向认证:广蓄电厂生产控制大区与调度数据网的纵向连接进行了安全防护硬件的部署,包括纵向加密装置、纵向防火墙等,并配置了相应的安全策略,禁用了高风险的网络服务,实现双向身份认证、数据加密和访问控制。
2.3安全防护措施
(1)防火墙
在外联接入区域同内网网络之间设置了防火墙设备,并对防火墙制定了安全策略,对一些不安全的端口和协议进行限制。通过防火墙过滤进出网络的数据,对内网的访问行为进行控制和阻断,禁止外部用户进入内网网络,访问内部机器,使所有的服务器、工作站及网络设备都在防火墙的保护下。
(2)口令加密和访问控制
电厂对所有用户终端采用准入控制技术,每个用户都以实名注册,需通过部门账号申请获得IP地址才能上局域网,并通过PKI系统对用户访问企业门户、OA系统等业务系统进行访问控制管理。在核心交换机中对重要业务部门划分单独的虚拟子网(VLAN),并使其在局域网内隔离,限制其他VLAN成员访问,确保信息的保密安全。对电厂内部的网络设备交换机、防火墙等,采用专机专用配置,并赋予用户一定的访问存取权限、口令等安全保密措施,建立严格的网络安全日志和审查系统,定时对其进行审查分析,及时发现和解决网络中发生的安全事故,有效地保护网络安全。
(3)上网行为管理
上网行为管理设备直接串行部署在内网边界区域,并制定了精细化的活动审计策略、应用软件监控管理策略,监控及记录用户非法操作信息,实时掌握互联网使用情况,防患于未然,通过上网行为管理设备进行互联网网关控制。
(4)防病毒系统
在电厂的局域网内部署了Symantec防病毒系统。Symantec系统具有跨平台的技术及强大功能,系统中心是中央管理控制台。通过该管理控制台集中管理运行SymantecAntiVirus企业版的服务器和客户端;可以启动和调度扫描,以及设置实时防护,从而建立并实施病毒防护策略,管理病毒定义文件的更新,控制活动病毒,管理计算机组的病毒防护、查看扫描、病毒检测和事件历史记录等功能。
(5)建立虚拟专网(VPN)系统
为保证网络的安全,实现移动办公,在核心网络边界区域部署了1台VPN设备,并设置访问条件和身份认证授权策略,如通过PKI系统进行身份认证和访问授权后才能访问电厂企业门户系统、OA系统等。使用虚拟专网(VPN)系统,不仅满足了电厂用户远程办公需求,而且保证了电厂信息网络及信息系统数据安全传输。
3信息网络安全管理策略
俗话说:“三分技术,七分管理”,这在信息网络安全管理方面也是适用的。事实上95%以上的计算机、网络受到的攻击事件和病毒侵害都是由于管理不善造成的。广州蓄能水电厂作为国内一流的水力发电厂,头顶上始终悬着一把信息网络安全的达摩克利斯之剑。在推进信息化道路上,借鉴国内外企业对信息网络安全管理的经验,形成属于自身发展的网络安全管理策略。(1)建立完善的网络信息安全管理制度。在信息网络安全方面电厂成立专门的信息化安全小组,制定完善的信息安全规章制度,规范整个电厂对网络及信息系统的使用。(2)建立完备的网络与信息安全应急预案。电厂建立了一套应急预案体系,目的就是在发生紧急情况时,指导电厂的值班人员对突发事件及时响应并解决问题。(3)定期进行安全风险评估及加固。电厂每年进行安全风险评估分析,及时了解和掌握整个网络的安全现状,通过安全加固使得网络安全系统更加健全。
企业信息网络比较复杂和繁琐,不仅包括受理人的资料,而且还有相关产品的详细资料以及企业内部员工的资料等,信息网络系统能否正常运行,直接关系到通讯企业发展的好与坏[1]。但是由于计算机网络和信息技术不断的发展,经常存在各种各样的要素威胁着系统的安全,从而损坏甚至丢失内部的重要信息,从而影响通信企业内部正常的运作,最终导致一系列损失[2]。因此,对于通信企业信息网络安全的控制刻不容缓,应该加大力度提高系统的安全性能。
1.信息网络安全概述
信息网络安全是指通过各种各样的网络技术手段,保证计算机在正常运行的过程中处于安全的状态,避免硬件及软件受到网络相关的危险因素的干扰与破坏,同时还可以阻止一些危险程序对整个系统进行攻击与破坏,从而将信息泄露和篡改等,最终保证信息网络在互联网的大环境中正常运行[3]。信息网络安全的维护主要是以信息与数据的完整性与可控性作为核心,并且能够通过用户的操作,实现基本的应用目的。在信息网络的安全维护中,主要包括两个方面。一是设备安全,包括计算机系统的稳定、硬件实体的安全以及软件的正常运行。二是信息安全,主要指的是数据的备份、数据库的安全性等。
2.通信企业信息网络面临的主要安全威胁
2.1人为的恶意攻击
目前信息网络所面临的最大的威胁和挑战就是认为的恶意攻击,人们采取各种各样的方式对于信息进行选择性的破坏和控制,从而造成机密信息的丢失和篡改。
2.2人为的无意失误
通讯企业通过对专门的管理人员进行管理与培训从而保证信息网络系统的正常运行,在日常管理和培训的过程中,会无意的使相应的措施处理不当,这是在所难免的,当工作人员因为自己的原因导致操作不当,会使信息网络系统出现或多或少的漏洞,还有可能造成设备的损坏,这些都是由于人为的无意失误造成的后果[4]。
2.3计算机病毒
由于计算机网络的复杂性及联系性,在工作过程中会尽可能的实现资源共享,因此所接收的结点会有很多。由于无法检测每个结点是否是安全的,因此极容易造成系统的病毒感染。而一旦信息网络受到病毒的感染后,病毒会在信息网络中以非常快的速度进行再生并且传染给其他系统,最终将波及整个网络,后果将不堪设想[5]。
3.通信企业做好信息网络工作的措施
3.1对内部网的访问保护
(1)用户身份认证。如果用户想要进入网络必须经过三个步骤即首先进行用户名进行验证,其次进行用户口令进行验证,最后依据用户帐号进入网络。在这三个步骤中最关键的操作就是用户口令,用户口令需要同时进行系统的加密从而保护网络的安全,并且还应控制同一个账户同时登陆多个计算机的这种现象[6]。(2)权限控制。管理员及用户在进入网络前需要履行某一个任务因此必须遵守所谓的权限原则,这种控制方法可以有效的防止一些非法的用户在一定时间内访问网络资源,从而从根本上阻断这条途径。在进行权限设置的过程中,一定要遵守一些原则,第一,一定要合理的设置网络权限,确保网络权限设置的准确性,不能因为所设置的权限从而影响了整个网络的正常工作,影响了工作的整体效率;第二应该增加一些先进的合理的加密操作技术来减少病毒的入侵,从而从一定程度上保证网络的正常运行,对网络信息数据使用系统性的加密来确保网络安全性和合理性,最终实现对计算机所有结点信息的实时保护。(3)加密技术。通过合理准确的数学函数转换的方法对系统以密文的形式代替明文的现象称之为数据加密,当数据加密后,只有特定的管理人员可以对其进行解密,在数据加密的过程中主要包含两大类:对称加密和不对称加密。
3.2对内外网间的访问保护
(1)安全扫描。互联网互动过程中,及时的对计算机安全卫士和杀毒软件等进行升级,以便及时的对流动数据包进行检测,以便及时有效的对网络中发现的木马和病毒采取有效的防护措施。(2)防火墙系统。防火墙作为计算机网络信息安全防护的第一道屏障,是一种加强网络之间访问控制,以此来决定网络之间传输信息的准确性、真实性及安全性,对于计算机的安全与正常运行具有重要的意义[7]。(3)入侵检测。计算机当中的病毒传播的速度较快且危害性极大,为此应该对网络系统进行病毒的预防及统一的、集中管理,采用防病毒技术及时有效的进行杀毒软件系统的升级,以便对网络互动中发现的木马或病毒程序采取及时的防护措施。
3.3网络物理隔离
在进行信息网络安全控制的过程中不能单一的采用一种安全控制对其保护,而应该根据网络的复杂性采取不同的安全策略加以控制,因此管理人员可以依据密保的等级的程度、各种功能的保护以及不同形式安全设施的水平等差异,通过网络分段隔离的方式提高通信企业信息网络安全。这样的形式及控制方法将以往的错综复杂的控制体系转变成为细化的安全控制体系,能够对于各种恶意的攻击和入侵所造成的危害降低到最小。我们通常所说的物理隔离是指能满足物理隔离的安全性要求的、相对的物理隔离技术。物理隔离的原理是使单个用户在同一时间、同一空间不能同时使用内部网和外部网两个系统。如果两个系统在空间上物理隔离,在不同的时间运行,那么就可以得到两个完全物理隔离的系统[8]。
3.4安全审计及入侵检测技术
安全审计技术对于整个信息网络安全的控制起到了关键性作用,它可以针对不同的用户其入侵的方式、过程以及活动进行系统精密的记录,主要分为两个阶段即诱捕和反击。诱捕是一种特异安排出现的漏洞,可以在一定程度允许入侵者在一定时间内侵入,以便在今后能够获得更多的入侵证据及入侵的特征;当获得足够多的特征及证据的基础上开始进行反击,通过计算机精密的系统对用户的非法入侵的行为进行秘密跟踪并且在较快的时间里查询对方的身份以及来源,从而将系统与入侵者的连接切断,还可追踪定位并对攻击源进行反击。
3.5制定切实可行的网络安全管理策略
要想使通信企业信息网络安全正常运行其前提必须保证整个网络系统的安全,必须针对网络安全提出相应的安全策略,应该使信息网络使用起来安全方便,从而寻找最方便有效的安全措施。在工作的过程中管理人员一定要熟知对于开放性和安全性的具体要求,并且在工作过程中试图寻求两者的共同点和平衡点,当两者出现矛盾的时候应该考虑事情的实际情况有进行准确的取舍。对本网络拓扑结构和能够承受的安全风险进行评估,从网络安全技术方面为保证信息基础的安全性提供了一个支撑。
信息网络的发展需要计算机技术具有跟高的要求,特别是针对通信企业的信息网络安全的控制问题应该加以关注,这直接关系到整个企业的发展。信息网络工程是一个巨大而又复杂的动态的系统工程,需要从多角度进行思索与探讨从而进行综合性的分析,才能选择出更好地安全网络设备,并且对其进行有针对的系统的优化,从而提高管理人员及工作人员的业务水平,最终全面提高整个通讯企业信息网络安全。
作者:王春宝 于晓鹏 单位:吉林师范大学计算机学院
参考文献
[1]卢昱.网络控制论浅叙[J].装备指挥技术学院学报,2002,3(6):60-64.
[2]王雨田,控制论、信息论、系统科学与哲学[M].北京:中国人民大学出版社,1986.
[3]南湘浩,陈钟.网络安全技术概论[M].北京:国防工业出版社,2003.
[4]涂华.医院信息系统的网络安全与防范[J].中山大学学报论丛,2011,04(12).
[5]王芸《.电子商务法规》.高等教育出版社,2010年版.
1)计算机病毒。我们常说的计算机病毒,实际上就是一种对计算机各种数据进行份复制的程度代码,它是利用按照程序的手段,对计算机系统系统进行破坏的,进而导致计算机出现问题,并无法使用。例如,蠕虫病毒,它是一种比较常见的计算机病毒之一,它就是计算机本身为载体,如果计算机系统出现漏洞,它就会利用这些漏洞进行传播,其传播速度快,一旦潜入计算机内部,并不容易被发现,同时还具强大的破坏力,如果它与黑客技术相结合,那么对于计算机网络信息安全的威胁会更大。
2)木马程序和后门。“木马程序”以及“后门”是近些年来逐渐兴起的计算机病毒,“后门”最为显著的特点就是,计算机被感染之后,管理人员无法对其加阻止,它会随意进入计算机系统,并且种植者能够很快潜入系统中,也不容易被发现,计算机技术的升级换代过程中,“木马程序”也随之更新,例如特洛伊木马病毒,这种病毒还能够黑客活动提供便利,同样具有较强的隐蔽性。
3)外在环境影响和安全意识。除了影响计算机信息安全的因素之外,一些外部环境因素也会对其产生影响,例如,自然灾害,计算机所在环境等等,另外,有大一部分的计算机使用者的安全防护意识弱,这就为恶意程序的入侵以及病毒攻击提供了条件。
2计算机信息网络安全管理的策略
1)漏洞扫描和加密。对计算机信息网络进行安全管理的第一步就是,进行系统漏洞扫描并采取加密的措施。漏洞扫描需要借助相关的工具,在找到系统漏洞被发现之后,对其进行修复和优化,从而为计算机系统的安全性提供保障,而机密技术则是对文件进行加密处理的一种技术,简单的说,就是对源文件加密之后,其会形成很多不可读代码,这些代码必须要输入特定的密码之后,才能够显示出来,并进行使用。
2)防火墙的应用和入侵检测。在计算机信息网络系统中,防火墙是非常重要的一个部分,也是最为关键的一道防线,它不仅仅能够保障内部系统顺利进入外部系统,还能够有效阻止外部可以程序入侵内部网络。为计算机病毒以及各种恶意程序的入侵,都会对计算机系统造成影响和破坏,从而对计算机信息网络带来威胁。因此做好计算机网络安全管理工作,是非常必要的。了保障这样的管理效果,管理人员首先就应该做好数据包的控制工作。然后对所有能够进入防火墙的信息给与通过,入侵检测技术是指通过检测违反计算机网络安全信息的技术。当系统被入侵时,及时记录和检测,并对不能进行的活动加以限制,从而对计算机系统进行有效防护。
3)网络病毒防范和反病毒系统。反病毒系统是指禁止打开来历不明的邮件,计算机相关技术人员根据对计算机病毒的了解进行与之相应的反病毒设计,从而促进计算机安全运行。近年来,互联网病毒传播途径越来越多,扩散速度也日益增快,传统的单机防止病毒技术已经不能满足互联网络的要求。因此,有效利用局域网全面进行病毒防治工作势在必行。
二、可信网络国内外研究
(一)可信网络国外研究
在可信网络的研究中,Clark等学者在NewArch项目的研究中提出了“信任调节透明性”(trust-modulatedtransparency)原则,他们期望在现实社会的互相信任关系能够反映在网络上。基于双方用户的信任需求,网络可以提供一定范围的服务,如果双方彼此完全信任,则他们的交流将是透明化、没有约束的,如果不是则需要被检查甚至是被约束。美国高级研究计划局出的CHAT(compostablehigh-Assurancetrustworthysystems)项目研究了在指定条件下运行如何开发出可快速配置的高可信系统及网络来满足关键的需求,其中包含了安全性、可生存性、可靠性、性能和其他相关因素。TRIAD(trustworthyrefinementthroughintrusion-awaredesign)项目研究了以策略为中心的入校检测模型,他们利用模型去提高网络系统的可信性。但因为网络有着复杂基于信息异化下的信息安全中可信网络分析研究柳世豫,郭东强摘要:互联网逐渐成为我们生活中不可或缺的同时,其弊端也开始出现。未来网络应该是可信的,这一观点已成为业界共性的特点,如何构建可信网络是需要研究的。因此TCG先进行较为简单的可信网络连接问题。它将可信计算机制延伸到网络的技术,在终端连入网络前,开始进行用户的身份认证;若用户认证通过,再进行终端平台的身份认证;若终端平台的身份认证也通过,最后进行终端平台的可信状态度量,若度量结果满足网络连入的安全策略,将允许终端连入网络,失败则将终端连入相应隔离区域,对它进行安全性补丁和升级。TNC是网络接入控制的一种实现方式,是相对主动的一种网络防御技术,它能够防御大部分的潜在攻击并且在他们攻击前就进行防御。2004年5月TCG成立了可信网络连接分组(trustednetworkconnectionsubgroup),主要负责研究及制定可信网络连接TNC(trustednetworkconnection)框架及相关的标准。2009年5月,TNC了TNC1.4版本的架构规范,实现以TNC架构为核心、多种组件之间交互接口为支撑的规范体系结构,实现了与Microsoft的网络访问保护(networkaccessprotection,NAP)之间的互操作,他们将相关规范起草到互联网工程任务组(internationalengineertaskforce,IETF)的网络访问控制(networkaccesscontrol,NAC)规范中。如今已有许多企业的产品使用TNC体系结构,如ExtremeNetworks,HPProCureve,JuniperNetworks,OpSwat,Patchlink,Q1Labs,StillSecure,WaveSystems等。
(二)可信网络国内研究
我国也有学者进行了可信网络的研究。林闯等进行了可信网络概念研究以及建立相关模型,提出网络可信属性的定量计算方法。期望基于网络体系结构自身来改善信息安全的方式来解决网络脆弱性问题,通过保护网络信息中的完整性、可用性、秘密性和真实性来保护网络的安全性、可控性以及可生存性。利用在网络体系结构中的信任机制集成,使安全机制增强,在架构上对可信网络提出了相关设计原则。闵应骅认为能够提供可信服务的网络是可信网络,并且服务是可信赖和可验证的。这里的可信性包括健壮性、安全性、可维护性、可靠性、可测试性与可用性等。TNC进行设计过程中需要考虑架构的安全性,同时也要考虑其兼容性,在一定程度上配合现有技术,因此TNC在优点以外也有着局限性。TNC的突出优点是安全性和开放性。TNC架构是针对互操作的,向公众开放所有规范,用户能够无偿获得规范文档。此外,它使用了很多现有的标准规范,如EAP、802.1X等,使得TNC可以适应不同环境的需要,它没有与某个具体的产品进行绑定。TNC与NAC架构、NAP架构的互操作也说明了该架构的开放性。NC的扩展是传统网络接入控制技术用户身份认证的基础上增加的平台身份认证以及完整性验证。这使得连入网络的终端需要更高的要求,但同时提升了提供接入的网络安全性。虽然TNC具有上述的优点,但是它也有一定的局限性:
1.完整性的部分局限。TNC是以完整性为基础面对终端的可信验证。但这种可信验证只能保证软件的静态可信,动态可信的内容还处于研究中。因此TNC接入终端的可信还处于未完善的阶段。
2.可信评估的单向性。TNC的初衷是确保网络安全,在保护终端的安全上缺乏考虑。终端在接入网络之前,在提供自身的平台可信性证据的基础上,还需要对接入的网络进行可信性评估,否则不能确保从网络中获取的服务可信。
3.网络接入后的安全保护。TNC只在终端接入网络的过程中对终端进行了平台认证与完整性验证,在终端接入网络之后就不再对网络和终端进行保护。终端平台有可能在接入之后发生意外的转变,因此需要构建并加强接入后的控制机制。在TNC1.3架构中增加了安全信息动态共享,在一定程度上增强了动态控制功能。
4.安全协议支持。TNC架构中,多个实体需要进行信息交互,如TNCS与TNCC、TNCC与IMC、IMV与TNCS、IMC与IMV,都需要进行繁多的信息交互,但TNC架构并没有给出相对应的安全协议。
5.范围的局限性。TNC应用目前局限在企业内部网络,难以提供多层次、分布式、电信级、跨网络域的网络访问控制架构。在TNC1.4架构中增加了对跨网络域认证的支持,以及对无TNC客户端场景的支持,在一定程度上改善了应用的局限性。我国学者在研究分析TNC的优缺点的同时结合中国的实际情况,对TNC进行了一些改进,形成了中国的可信网络连接架构。我国的可信网络架构使用了集中管理、对等、三元、二层的结构模式。策略管理器作为可信的第三方,它可以集中管理访问请求者和访问控制器,网络访问控制层和可信平台评估层执行以策略管理器为基础的可信第三方的三元对等鉴别协议,实现访问请求者和访问控制器之间的双向用户身份认证和双向平台可信性评估。该架构采用国家自主知识产权的鉴别协议,将访问控制器以及访问请求者作为对等实体,通过策可信第三方的略管理器,简化了身份管理、策略管理和证书管理机制,同时进行终端与网络的双向认证,提供了一种新思路。在国家“863”计划项目的支持下,取得了如下成果:
(1)在对TNC在网络访问控制机制方面的局限性进行研究分析后,同时考虑可信网络连接的基本要求,提出了一种融合网络访问控制机制、系统访问控制机制和网络安全机制的统一网络访问控制LTNAC模型,对BLP模型进行动态可信性扩展,建立了TE-BLP模型,期望把可信度与统一网络访问控制模型结合起来。
(2)通过研究获得了一个完整的可信网络连接原型系统。该系统支持多样认证方式和基于完整性挑战与完整性验证协议的远程证明,来实现系统平台间双向证明和以远程证明为基础的完整性度量器和验证器,最后完成可信网络连接的整体流程。
三、可信网络模型分析
(一)网络与用户行为的可信模型
可信是在传统网络安全的基础上的拓展:安全是外在的表现形式,可信则是进行行为过程分析所得到的可度量的一种属性。如何构建高效分析刻画网络和用户行为的可信模型是理解和研究可信网络的关键。这是目前网络安全研究领域的一个新共识。构建网络和用户的可信模型的重要性体现于:它只准确而抽象地说明了系统的可信需求却不涉及到其他相关实现细节,这使得我们能通过数学模型分析方法去发现系统在安全上的漏洞。可信模型同时也是系统进行研发的关键步骤,在美国国防部的“可信计算机系统的评价标准(TCSEC)”中,从B级阶段就需要对全模型进行形式化描述和验证,以及形式化的隐通道分析等。我们还需要可信模型的形式化描述、验证和利用能够提高网络系统安全的可信度。最后,构建理论来说明网络的脆弱性评估和用户遭受攻击行为描述等的可信评估,这是实现系统可信监测、预测和干预的前提,是可信网络研究的理论所有基础。完全安全的网络系统目前还无法实现,因此网络脆弱性评估的最终目的不是完全消除脆弱性,而是找到一个解决方案,让系统管理员在“提供服务”和“保证安全”之间找到平衡,主动检测在攻击发生之前,如建立攻击行为的设定描述,通过在用户中区分隐藏的威胁,以可信评估为基础上进行主机的接入控制。传统检测多为以规则为基础的局部检测,它很难进行整体检测。但我们现有的脆弱性评估工具却绝大多数都是传统基于规则的检测工具,顶多对单一的主机的多种服务进行简陋的检查,对多终端构建的网络进行有效评估还只能依靠大量人力。以模型为基础的模式为整个系统建立一个模型,通过模型可取得系统所有可能发生的行为和状态,利用模型分析工具测试,对整个系统的可信性评估。图2说明了可信性分析的元素。网络行为的信任评估包括行为和身份的信任,而行为可信又建立在防护能力、信任推荐、行为记录、服务能力等基础之上。
(二)可信网络的体系结构
互联网因技术和理论的不足在建立时无法考量其安全周全,这是网络脆弱性的一个重要产生因素。但是如今很多网络安全设计却常常忽略网络体系的核心内容,大多是单一的防御、单一的信息安全和补丁补充机制,遵从“堵漏洞、作高墙、防外攻”的建设样式,通过共享信息资源为中心把非法侵入者拒之门外,被动的达到防止外部攻击的目的。在黑客技术日渐复杂多元的情况下,冗长的单一防御技术让系统规模庞大,却降低了网络性能,甚至破坏了系统设计的开放性、简单性的原则。因此这些被动防御的网络安全是不可信的,所以从结构设计的角度减少系统脆弱性且提供系统的安全服务特别重要。尽管在开放式系统互连参考模型的扩展部分增加了有关安全体系结构的描述,但那只是不完善的概念性框架。网络安全不再只是信息的可用性、机密性和完整性,服务的安全作为一个整体属性被用户所需求,因此研究人员在重新设计网络体系时需考虑从整合多种安全技术并使其在多个层面上相互协同运作。传统的补丁而补充到网络系统上的安全机制已经因为单个安全技术或者安全产品的功能和性能使得它有着极大地局限性,它只能满足单一的需求而不是整体需求,这使得安全系统无法防御多种类的不同攻击,严重威胁这些防御设施功效的发挥。如入侵检测不能对抗电脑病毒,防火墙对术马攻击也无法防范。因为如此,网络安全研究的方向开始从被动防御转向了主动防御,不再只是对信息的非法封堵,更需要从访问源端就进行安全分析,尽量将不信任的访问操作控制在源端达到攻击前的防范。因此我们非常需要为网络提供可信的体系结构,从被动转向主动,单一转向整体。可信网络结构研究必须充分认识到网络的复杂异构性,从系统的角度确保安全服务的一致性。新体系结构如图3所示,监控信息(分发和监测)以及业务数据的传输通过相同的物理链路,控制信息路径和数据路径相互独立,这样监控信息路径的管理不再只依赖于数据平面对路径的配置管理,从而可以建立高可靠的控制路径。其形成的强烈对比是对现有网络的控制和管理信息的传输,必须依赖由协议事先成功设置的传输路径。
(三)服务的可生存性
可生存性在特定领域中是一种资源调度问题,也就是通过合理地调度策略来进行服务关联的冗余资源设计,通过实时监测机制来监视调控这些资源的性能、机密性、完整性等。但网络系统的脆弱性、客观存在的破坏行为和人为的失误,在网络系统基础性作用逐渐增强的现实,确保网络的可生存性就有着重要的现实意义。由于当时技术与理论的不足,使得网络存在着脆弱性表现在设计、实现、运行管理的各个环节。网络上的计算机需要提供某些服务才能与其他计算机相互通信,其脆弱性在复杂的系统中更加体现出来。除了人为疏忽的编程错误,其脆弱性还应该包含网络节点的服务失误和软件的不当使用和网络协议的缺陷。协议定义了网络上计算机会话和通信的规则,若协议本身就有问题,无论实现该协议的方法多么完美,它都存在漏洞。安全服务是网络系统的关键服务,它的某个部分失去效用就代表系统会更加危险,就会导致更多服务的失控甚至是系统自身瘫痪。因此必须将这些关键服务的失效控制在用户许可的范围内。可生存性的研究必须在独立于具体破坏行为的可生存性的基本特征上进行理论拓展,提升系统的容错率来减少系统脆弱性,将失控的系统控制在可接受范围内,通过容侵设计使脆弱性被非法入侵者侵入时,尽可能减少破坏带来的影响,替恢复的可能性创造机会。
(四)网络的可管理性
目前网络已成为一个复杂巨大的非线性系统,具有规模庞大、用户数量持续增加、业务种类繁多、协议体系复杂等特点。这已远超设计的初衷,这让网络管理难度加大。网络的可管理性是指在内外干扰的网络环境情况下,对用户行为和网络环境持续的监测、分析和决策,然后对设备、协议和机制的控制参数进行自适应优化配置,使网络的数据传输、用户服务和资源分配达到期望的目标。现有网络体系结构的基础上添加网络管理功能,它无法实现网络的有效管理,这是因为现有的网络体系与管理协议不兼容。可信网络必须是可管理的网络,网络的可管理性对于网络的其他本质属性,如安全性、普适性、鲁棒性等也都有着重要的支撑作用。“网络管理”是指对网络情况持续进行监测,优化网络设备配置并运行参数的过程,包括优化决策和网络扫描两个重要方面。研究管理性是通过改善网络体系中会导致可管理性不足的设计,达到网络可管理性,实现网络行为的可信姓,再解决网络本质问题如安全性、鲁棒性、普适性、QoS保障等,提供支撑,使网络的适应能力加强。
四、结论
综上所述,互联网有着复杂性和脆弱性等特征,当前孤立分散、单一性的防御、系统补充的网络安全系统己经无法应对具有隐蔽多样可传播特点的破坏行为,我们不可避免系统的脆弱性,可以说网络正面临重要的挑战。我国网络系统的可信网络研究从理论技术上来说还处于初级阶段,缺乏统一的标准,但是它己经明确成为国内外信息安全研究的新方向。随着大数据的到来,全球的头脑风暴让信息技术日新月异,新技术带来的不只有繁荣,同时也带来异化。昨日的技术已经无法适应今日的需求,从以往的例子中可以得知信息安全的灾难是广泛的、破坏性巨大、持续的,我们必须未雨绸缪并且不停地发展信息安全的技术与制度来阻止悲剧的发生。信息异化带来的信息安全问题是必不可免的,它是网络世界一个严峻的挑战,对于可信网络的未来我们可以从安全性、可控性、可生存性来创新发展,新的防御系统将通过冗余、异构、入侵检测、自动入侵响应、入侵容忍等多种技术手段提高系统抵抗攻击、识别攻击、修复系统及自适应的能力,从而达到我们所需的实用系统。可以通过下述研究方向来发展可信网络:
(一)网络系统区别于一般系统的基本属性
之一是复杂性,网络可信性研究需要通过宏观与微观上对网络系统结构属性的定性,定量刻画,深入探索网络系统可靠性的影响,这样才能为网络可信设计、改进、控制等提供支持。因此,以复杂网络为基础的可信网络会成为一个基础研究方向。
(二)网络系统区别于一般系统的第二个重要属性
是动态性,其包含网络系统历经时间的演化动态性和网络失去效用行为的级联动态性。如今,学术上对可信网络静态性研究较多,而动态性研究较少,这无疑是未来可信网络研究的一大方向。
可以从不同角度对网络安全作出不同的解释。一般意义上,网络安全是指信息安全和控制安全两部分。国际标准化组织把信息安全定义为“信息的完整性、可用性、保密性和可靠性”;控制安全则指身份认证、不可否认性、授权和访问控制。
当今社会,通信网络的普及和演进让人们改变了信息沟通的方式,通信网络作为信息传递的一种主要载体,在推进信息化的过程中与多种社会经济生活有着十分紧密的关联。这种关联一方面带来了巨大的社会价值和经济价值,另一方面也意味着巨大的潜在危险--一旦通信网络出现安全事故,就有可能使成千上万人之间的沟通出现障碍,带来社会价值和经济价值的无法预料的损失。
3通信网络安全现状
互联网与生俱有的开放性、交互性和分散性特征使人类所憧憬的信息共享、开放、灵活和快速等需求得到满足。网络环境为信息共享、信息交流、信息服务创造了理想空间,网络技术的迅速发展和广泛应用,为人类社会的进步提供了巨大推动力。然而,正是由于互联网的上述特性,产生了许多安全问题。
计算机系统及网络固有的开放性、易损性等特点使其受攻击不可避免。
计算机病毒的层出不穷及其大范围的恶意传播,对当今日愈发展的社会网络通信安全产生威胁。
现在企业单位各部门信息传输的的物理媒介,大部分是依靠普通通信线路来完成的,虽然也有一定的防护措施和技术,但还是容易被窃取。
通信系统大量使用的是商用软件,由于商用软件的源代码,源程序完全或部分公开化,使得这些软件存在安全问题。
4通信网络安全分析
针对计算机系统及网络固有的开放性等特点,加强网络管理人员的安全观念和技术水平,将固有条件下存在的安全隐患降到最低。安全意识不强,操作技术不熟练,违反安全保密规定和操作规程,如果明密界限不清,密件明发,长期重复使用一种密钥,将导致密码被破译,如果下发口令及密码后没有及时收回,致使在口令和密码到期后仍能通过其进入网络系统,将造成系统管理的混乱和漏洞。为防止以上所列情况的发生,在网络管理和使用中,要大力加强管理人员的安全保密意识。
软硬件设施存在安全隐患。为了方便管理,部分软硬件系统在设计时留有远程终端的登录控制通道,同时在软件设计时不可避免的也存在着许多不完善的或是未发现的漏洞(bug),加上商用软件源程序完全或部分公开化,使得在使用通信网络的过程中,如果没有必要的安全等级鉴别和防护措施,攻击者可以利用上述软硬件的漏洞直接侵入网络系统,破坏或窃取通信信息。
传输信道上的安全隐患。如果传输信道没有相应的电磁屏蔽措施,那么在信息传输过程中将会向外产生电磁辐射,从而使得某些不法分子可以利用专门设备接收窃取机密信息。
另外,在通信网建设和管理上,目前还普遍存在着计划性差。审批不严格,标准不统一,建设质量低,维护管理差,网络效率不高,人为因素干扰等问题。因此,网络安全性应引起我们的高度重视。
5通信网络安全维护措施及技术
当前通信网络功能越来越强大,在日常生活中占据了越来越重要的地位,我们必须采用有效的措施,把网络风险降到最低限度。于是,保护通信网络中的硬件、软件及其数据不受偶然或恶意原因而遭到破坏、更改、泄露,保障系统连续可靠地运行,网络服务不中断,就成为通信网络安全的主要内容。
为了实现对非法入侵的监测、防伪、审查和追踪,从通信线路的建立到进行信息传输我们可以运用到以下防卫措施:“身份鉴别”可以通过用户口令和密码等鉴别方式达到网络系统权限分级,权限受限用户在连接过程中就会被终止或是部分访问地址被屏蔽,从而达到网络分级机制的效果;“网络授权”通过向终端发放访问许可证书防止非授权用户访问网络和网络资源;“数据保护”利用数据加密后的数据包发送与访问的指向性,即便被截获也会由于在不同协议层中加入了不同的加密机制,将密码变得几乎不可破解;“收发确认”用发送确认信息的方式表示对发送数据和收方接收数据的承认,以避免不承认发送过的数据和不承认接受过数据等而引起的争执;“保证数据的完整性”,一般是通过数据检查核对的方式达成的,数据检查核对方式通常有两种,一种是边发送接收边核对检查,一种是接收完后进行核对检查;“业务流分析保护”阻止垃圾信息大量出现造成的拥塞,同时也使得恶意的网络终端无法从网络业务流的分析中获得有关用户的信息。
为了实现实现上述的种种安全措施,必须有技术做保证,采用多种安全技术,构筑防御系统,主要有:
防火墙技术。在网络的对外接口采用防火墙技术,在网络层进行访问控制。通过鉴别,限制,更改跨越防火墙的数据流,来实现对网络的安全保护,最大限度地阻止网络中的黑客来访问自己的网络,防止他们随意更改、移动甚至删除网络上的重要信息。防火墙是一种行之有效且应用广泛的网络安全机制,防止Internet上的不安全因素蔓延到局域网内部,所以,防火墙是网络安全的重要一环。
入侵检测技术。防火墙保护内部网络不受外部网络的攻击,但它对内部网络的一些非法活动的监控不够完善,IDS(入侵检测系统)是防火墙的合理补充,它积极主动地提供了对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护,在网络系统受到危害之前拦截和响应入侵,提高了信息安全性。
网络加密技术。加密技术的作用就是防止公用或私有化信息在网络上被拦截和窃取,是网络安全的核心。采用网络加密技术,对公网中传输的IP包进行加密和封装实现数据传输的保密性、完整性,它可解决网络在公网上数据传输的安全性问题也可解决远程用户访问内网的安全问题。
身份认证技术。提供基于身份的认证,在各种认证机制中可选择使用。通过身份认证技术可以保障信息的机密性、完整性、不可否认性及可控性等功能特性。
虚拟专用网(VPN)技术。通过一个公用网(一般是因特网)建立一个临时的、安全的连接,是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。它通过安全的数据通道将远程用户、公司分支机构、公司业务伙伴等跟公司的内网连接起来,构成一个扩展的公司企业网。在该网中的主机将不会觉察到公共网络的存在,仿佛所有的机器都处于一个网络之中。
2对企业办公网络安全造成威胁的因素
对办公网络的信息安全实施有效的保护有着非常重要的意义,但同时也存在着一定的难度。由于网络技术自身存在很多不足,如系统安全性保障不足。没有安全性的实践等,而使得办公网络不堪一击。除了自然灾害会给办公网络埋下巨大的安全隐患外,还有计算机犯罪、黑客攻击等因素也是影响网络信息安全的不稳定因素。
2.1自然灾害造成的威胁
从本质上来说,企业办公网络的信息系统就是一台机器,根本不具备抵御自然灾害、温度、湿度等环节因素影响的能力,再加上防护措施的欠缺,必然会加大自然灾害和环境对办公网络信息的威胁。最常见的就是断电而造成的影响,会使得正处于运行状态中的设备受到损害或者导致数据丢失等情况的发生。
2.2网络软件漏洞造成的威胁
一般来说,网络软件自身就存在着一些不可避免的漏洞,而给黑客攻击提供了便利,黑客会利用这些软件漏洞对网络实施攻击,在常见的案例中,网络安全受到攻击的主要原因就是由于网络软件不完善。还有一些软件编程人员,为了自身使用方便而设置“后门”,一旦这些“后门”被不法分子找到,将会造成不可预料的后果。
2.3黑客造成的威胁
办公网络信息安全遭受黑客攻击的案例数不胜数,这些黑客利用各种计算机工具,对自己所掌握的系统和网络缺陷下手,从而盗取、窃听重要信息,或者攻击系统中的重要信息,甚至篡改办公网络中的部分信息,而造成办公网络瘫痪,给企业造成严重的损失。
2.4计算机病毒造成的威胁
计算机病毒会以极快的速度蔓延,而且波及的范围也非常广,一旦爆发计算机病毒将会造成不可估计的损失。计算机病毒无影无形,以依附于其他程序的形式存在,随着程序的运行进一步侵入系统,并迅速扩散。一旦办公网络被病毒入侵,会降低工作效率,甚至导致系统死机,数据丢失等严重情况的发生。
3如何加强办公网络中的网络安全
3.1数据加密
数据加密技术指的是通过加密钥匙和加密函数转化,将信息处理成为无意义的密文。而接收方再通过解密钥匙和解密函数,将密文还原成为明文。加密技术是网络安全技术的基石。加密的原理就是改变数据的表现形式,而目的就是确保密文只能被特定的人所解读。一个加密网络,不仅可以实现对非授权用户的搭线窃听和入网的阻拦,而且还能有效的防止恶意软件的入侵。一般的数据加密可以在通信的三个层次来实现,分别是链路加密、节点加密和端到端加密。
3.2建立网络管理平台
现阶段,随着网络系统的不断扩大,越来越多的技术也应用到网络安全当中,常见的技术主要有防火墙、入侵检测、防病毒软件等。但不足的就是这些系统都处于独立地工作状态,要保证网络安全以及网络资源能够被充分利用,应当为其提供一个经济安全、可靠高效、功能完善的网络管理平台来实现对这些网络安全设备的综合管理,使其能够充分发挥应有的功能。
随着电脑的普及,计算机技术已并没有向早年想象的那么遥远。几乎每个人都知道一些最基本的电脑维护的知识,对于生活在高校的学生们就更不用说了。几乎每所高校都有其自身的网络体系,无论是无线网络还是有线网络。有了网络的帮助后老师可以提高课堂内容的丰富度,不必拘匿与灌输死板的概念内容,而是灵活的动态模式,这样才能更好的激发学生的学习兴趣。在大家看来每所高校所关心的安全领域问题是大致相同的,无论是在哪方面,无疑就是网络是否畅通,上网是否安全,网络是否可以抵御黑客攻击,上网是我们的账号是否存在风险等问题。
1.2校园网络架构分析
学校校园网跟随着信息化建设的步伐,已经逐步走上正轨。许多高校都配备了无线、有线网络,使学生和老师的生活和教学就更加方便,XX学校网络的拓扑图(图1)。根据图片可知XX学校将Internet汇总通过防火墙,总的路由器分配至每个教学楼路由器,再由交换机分到各个房间,这样每个房间就能有其自己的端口号。这样如果遇到电路、网络中断的话就可以就可以根据端口直接检查出问题所在的地方以及进行及时的修理,例如在一个教学楼的房间,网路连接不上,我们可以通过以下步骤来找到问题所在,首先用测线器来测试下网线是否正常,若不正常首先判断是交叉线还是直通线,换一根网线继续使用;若网线正常在看下网线插口里的芯片是否有接触,可以用小的钳子给它摆正再插上网线试下;若还是不行将模块拆下检查下铜导线与模块是否是接触不良同时可以将铜导线头接触处剥下一点讲他们捏在一起,在交换机上观察是否通,通的话将铜导线重新装回至模块内,正常使用。我们可以从图中得知,这样的架构可以帮助我们尽快查到问题的出处,防止更加难以控制的局面的发生。
1.3校园网络面临的威胁
学校网络大多都使用TCP/IP协议,而该协议的网络所提供的网络服务都包含许多不安全的因素,存在许多漏洞。同时网络的普及是信息共享达到了一个新的层次,信息被暴露的机会大大增加,特别是internet,他就是一个开放大系统。另外,数据处理的可访问性和资源共享的目的性之间的一对矛盾,这些都给校园网络带来了威胁。计算机网络所面临的威胁大体可分为两种:一是,对网络中信息的威胁,即所谓的软威胁;二是,对网络中设备的威胁,即所谓的硬威胁。影响计算机网络的安全因素很多,有意的、无意的、人为的、自然的以及外来黑客对网络系统资源的非法使用等,归结起来,针对网络安全的威胁主要有以下几种:第一,入侵者:入侵者包括黑客、破坏者和其他从外部试图非法访问内部网络的网络用户。这些访问者或者有特定的目的,或者只是基于兴趣和好奇心,都会对校网信息形成威肋。并且,由于互联网的广泛应用,更多的黑客工具和破坏程序被共享,许多青少年对此兴趣极高,形成了一大批潜在的攻击者。第二,病毒和有害代码:便利的网络环境使病毒成为网络信息安全的另一个重要威胁,病毒不仅破坏程序和数据,还会严重影响网络效率,甚至破坏设备;特洛伊木马为入侵者所利用进行网络攻击和刺探,操作系统或应用软件的后门也被开发者利用进行攻击和破坏。目前病毒与黑客技术的结合,使得病毒的危害更进一层,不仅仅针对计算机,同时也针对网络,近几年的一次利用SQLServer漏洞的“蠕虫王”病毒就几乎使得全国计算机网络瘫痪。第三,内部教职员工与学生:其实更为重要的安全威胁来自网络内部,由于误操作、好奇或泄愤,内部教职员工和学生会对校园网中关键信息安全和完整性构成威胁。尤其是学生,极强烈的好奇心和争胜欲望,为了炫耀或者学习实践,对网络有比较大的攻击性。第四,系统和应用的安全漏洞:网络设备、操作系统和应用软件不可能是百分之百的无缺陷和无漏洞的,然而,这些漏洞和缺陷恰恰是黑客进行攻击的首选目标。除此之外,软件和硬件的配置/设置不当同样会造成相当严重的安全问题。第五,用户安全意识:用户对信息安全认识不足,对安全的简单理解和关注不足,对安全设备的利用和投入不足、不及时,都会构成校网信息安全缺陷。第六,其他安全威胁:包括自然灾害、物理设备故障以及其他破坏网络基础设施和数据的意外事故。
2校园网络信息安全策略
2.1信息安全含义及策略概述信息安全是指采取措施保护信息网络的硬件、软件及其系统中的数据,使之不因偶然的或者恶意的原因而遭受破坏、更改、泄露,保证信息系统能够连续、可靠、正常地运行。信息安全是一门涉及网络技术、数据库技术、密码技术、信息安全技术、通信技术、应用数学、信息论等多种学科的综合性学科。信息安全本身包括的范围很广,大到国家军事政治等机密安全,小到防范青少年对不良信息的浏览以及个人信息的泄露等。而信息安全策略是一个有效的信息安全项目的基础。信息安全策略可以划分为两个部分,问题策略和功能策略。问题策略描述了一个组织所关心的安全领域和对这些领域内安全问题的基本态度。功能策略描述如何解决所关心的问题,包括制定具体的硬件和软件配置规格说明、使用策略以及雇员行为策略。从信息安全领域中发生的事件来看,信息安全策略的核心地位变得越来越明显。例如,没有安全策略,系统管理员将不能安全的安装防火墙。策略规定了所允许的访问控制、协议以及怎样记录与安全有关的事件。策略的制定需要达成下述目标:减少风险,遵从法律和规则,确保组织运作的连续性、信息完整性和机密性。信息安全策略应主要依靠组织所处理和使用的信息特性推动制定。同时应当重视对信息系统了解深刻的员工所提出的组织当前信息的主要特性,具体包括:什么信息是敏感的、什么信息是有价值的以及什么信息是关键的。在制定一整套信息安全策略时,应当参考一份近期的风险评估,以便清楚了解组织当前的信息安全需所要面临的风险管理。对曾出现的安全事件的总结,也是一份有价值的资料。信息安全策略应当与已有的信息系统结构相一致,并对其完全支持。这一点不是针对信息安全体系结构,而是针对信息系统体系结构。信息安全策略一般在信息系统体系结构确立以后制定,以保障信息安全体系实施、运行。例如,互联网访问控制策略可使安全体系结构具体化,也有利于选择和实施恰当的防火墙产品。关于风险评估,我们可以根据每一项任务来进行一个风险评估具体流程(如图2),做好一个风险评估能很大程度上的提高信息安全度,也便于今后的管理。
2.2防范校园网络安全措施
在校园网络日渐普及的今天,关于如何应对和防范校园网络安全这一块也存在着许多不足和漏洞,所以各个学校都要从各个方面来保障校园网路的安全运行。首先是管理层面,通过申请在校园网络中各种功能的开通和使用,来实现从源头抓问题,学校也应该制定出明确的计划与流程,使得一些行为可以按照流程一步步完成,这样就能更加安全了。以学生宽带申请为例,学校规定从学校网站上统一下载,统一领导签字,统一分发,统一管理。这种模式能提高管理和工作的效率,正是因为这样的管理和工作模式,让学校的工作井井有条的开展。通过对申请信息的填写,当遇到网络安全威胁时,可以通过信息查询到有问题的主机,然后及时解决问题,不至于拖延很长时间。再次是技术方面,学校配备有上网认证控制器,可以保证在教学楼范围内上网都是有认证的,每个人的上网记录都是可以查询的,以及还有流量控制器,可以保证基本上网的畅通,VPN认证可以保证在校外访问校内网有迹可循,同时学校还配有负载均衡器以扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力,提高网络的灵活性和可用性。同时这些设备也是信息安全策略中功能策略的反映。
物理层面的风险主要是指由于计算机硬件设备损坏而影响系统正常运行,物理层面是整个网络系统安全的第一道防线。在物理层面的安全屏障主要有:(1)建立灾备中心。中心平台包括数据中心、灾备中心和监控中心。数据中心是整个系统的核心,与数据中心不同物理地址的灾备中心是数据中心的备份。目前,通过远程磁带备份系统,每天将数据中心内的数据备份到灾备中心磁带库,并将磁带转移到其它地点。最大限度在24小时之内恢复受损数据。二期建设将在灾备中心建立与数据中心相同的网络平台,实现数据中心的应用级灾备。(2)设备和线路冗余配置。为了防止数据中心所有设备和网络的单点故障导致服务中断,在平台和网络的设计上采用完全冗余的配置。一是中心平台所有的核心设备均采用两台或多台双机冗余热备和负载均衡机制。二是在线路上,采用一主一备网络连接,“省-市地”主干网以覆盖全省各市地的电子政务网为主,以基于互联网的10M光纤为备份,所有连接节点均有两个以上的路由连接数据中心。(3)完善机房环境。中心平台和各市地的中心节点机房建设均按国家A级机房标准规划,基本设施包括:多路互投供电和不间断电源UPS,六面体屏蔽,防雷、防静电、防盗、防火、防水、防尘等系统,温度和湿度控制系统。同时建立严格的机房管理制度,有利地保障了系统的稳定运行。
2网络层面
计算机网络互联在大大扩展信息资源共享空间的同时,也将其自身暴露在更多危险攻击之下。信息系统也同样承担着非法接入、非法访问、病毒传播等风险。网络层面的安全屏障主要有:(1)路由策略。由于信息系统的网络大部线路是基于公网的VPN通道,因此在出口处的VPN设备必然要与公网连接,为防止来自公网的非法访问,内网用户的IP地址使用了RFC1918所定义的私有网络地址,这种地址外部用户不能够直接访问,同时连接外网的VPN设备也不把到公网的路由广播到内部网络。这样可以保证内网用户和外网用户双方都无法直接互相访问。(2)防火墙访问控制。在中心平台和每个地市中心节点都安装了一台做访问控制的防火墙,这台防火墙只允许内部数据通过,任何内外之间的直接访问都会被防火墙所隔离,有效的防止了外部非法访问。(3)多层面用户身份认证。在网络上用户的合法性和该用户拥有的合法权限均通过多个层面的身份认证系统来确认,这些认证包括VPN密钥认证、Radius身份认证、终端设备和数字密钥身份认证、业务系统登录认证等。如果黑客想要冒充合法用户进入时,由于没有密钥口令,连接请求将会被拒绝。网络最终要做到每个用户在信息中心登记后分配给其单独的用户名和口令,并定期更新口令。为了加强对用户的身份认证,还在应用层上对用户所持有的数字密钥进行验证,只有各方面信息完全吻合的用户才能被认定为合法用户,授予登录访问权限。而且因采用分层管理,合法用户也无法访问到与其无关的服务内容。(4)使用访问列表控制非法连接。访问控制列表是应用在路由器接口的指令列表,这些指令列表可以控制路由器的数据接收。通过灵活地增加访问控制列表,可以过滤流入和流出路由器接口的数据包。(5)设置网络防病毒系统。在系统中部署了网络防病毒软件,在省数据中心设置了一台防病毒根服务器,在各地市中心设置防病毒分支服务器。网络管理员只要定期升级根服务器,全省的防病毒软件客户端就可以通过分支的防病毒服务器随时自动进行升级。(6)通过访问控制隔断病毒传播途径。多数病毒的传播途径都是有规律可循的。当某种病毒流传时,根据其网络传播特点,在网络路由转发设备上制定相应的访问控制列表,就可将病毒控制在最小范围内来处理,而不会大面积传播。
3应用层面和数据层面
应用和数据两个层面的风险主要有:非法用户(入侵者)对网络进行探测扫描、通过攻击程序对应用层主机的漏洞进行攻击、使服务器超负荷工作以至拒绝服务甚至系统瘫痪。由于系统采用的是基于公网的VPN技术,信息需要通过公网传输,在公网上,信息有可能会被人截获,造成信息泄漏或数据被修改后再发送,从而造成数据破坏。用于数据层面的屏障主要有:(1)在通过公网建立VPN连接时,所有传输数据都经过加密,以防止在传输过程中被窃听或篡改。(2)防止非法用户进入并攻击系统。首先是防止非法用户连接到内部网络,具体措施已在前面网络层面论述。而对已经连接到内部网络中的非法用户,要防止其对服务器进行攻击。解决此问题的措施主要有:①对关键服务器采用负载均衡交换机进行端口映射。负载均衡交换机对访问没有进行映射端口的数据包直接丢弃,使针对服务器的端口扫描和漏洞攻击无效,使非法用户无法远程对服务器进行直接访问,也就不能发起直接攻击;②入侵检测系统随时对入侵行为进行报警和记录。在数据中心和各地市中心都配置了入侵检测系统,随时监控着网络上的数据流量,检测到攻击特征的数据后立即告警,以便迅速采取进一步的措施,同时也为事后审核及追查攻击源头提供参考;③使用漏洞扫描系统进行主动的安全防护。信息中心配备了便携式的漏洞扫描系统,由管理员根据需要不定期的扫描系统内服务器和网络设备的漏洞,通过自身的主动监测,发现系统漏洞并及时弥补,对网络入侵做到防范于未然,同时建立系统安全报告,对整个系统的安全状况提供客观的评估标准。
1.2网络安全检测系统架构网络安全检测系统架构采用分级式设计,架构图如。分级设计网络安全检测系统具有降低单点失效的风险,同时还可以降低服务器负荷,在系统的扩容性、容错性和处理速度上都具有更大的能力。
2系统功能设计
网络安全检测系统功能模块化设计将系统划分为用户身份管理功能模块、实时监控功能模块、软件管理模块、硬件管理模块、网络管理和文件管理。用户身份管理功能模块是实现对网络用户的身份识别和管理,根据用户等级控制使用权限;实时监控模块对在线主机进行管理,采用UDP方式在网络主机上的检测程序发送监控指令,检测程序对本地进行列表进行读取,实时向服务器反馈信息;软件管理模块是将已知有威胁的软件名称、参数等纳入管理数据库,当用户试图应用此软件时,检测系统会发出警告或者是拒绝应用;硬件管理模块对网络中的应用硬件进行登记,当硬件非法变更,系统将发出警告;网络管理模块将已知有威胁网络IP地址纳入管理数据库,当此IP访问网络系统时,检测系统会屏蔽此IP并发出警告;文件管理模块,对被控计算机上运行的文件进行实时审计,当用户应用的文件与系统数据库中非法文件记录匹配,则对该文件进行自动删除,或者提示用户文件存在风险。
3数据库设计
本文所设计的网络安全检测系统采用SQLServer作为数据库,数据库中建立主体表,其描述网络中被控主机的各项参数,譬如编号、名称、IP等;建立用户表,用户表中记录用户编号、用户名称、用户等级等;建立网络运行状态表,其保存网络运行状态结果、运行状态实际内容等,建立软件、硬件、信息表,表中包含软件的名称、版本信息、容量大小和硬件的配置信息等;建立软件、网址黑名单,对现已发现的对网络及主机具有威胁性的非法程序和IP地址进行记录。
4系统实现
4.1用户管理功能实现用户管理功能是提供网络中的用户注册、修改和删除,当用户登录时输出错误信息,则提示无此用户信息。当创建用户时,系统自动检测注册用户是否出现同名,如出现同名则提示更改,新用户加入网络应用后,网络安全检测系统会对该用户进行系统审核,并将其纳入监管对象。系统对网络中的用户进行监控,主要是对用户的硬件资源、软件资源、网络资源等进行管控,有效保护注册用户的网络应用安全。
4.2实时监控功能实现系统实时监控功能需要能够实时获取主机软硬件信息,对网络中用户的软件应用、网站访问、文件操作进行检测,并与数据库中的危险数据记录进行匹配,如发现危险则提出警告,或者直接屏蔽危险。
4.3网络主机及硬件信息监控功能实现网络主机及硬件信息监控是对网络中的被控计算机系统信息、硬件信息进行登记记录,当硬件设备发生变更或者网络主机系统发生变化,则安全检测系统会启动,告知网络管理人员,同时系统会对网络主机及硬件变更的安全性进行判定,如发现非法接入则进行警告并阻止连接网络。
2交换机常见的攻击类型
2.1MAC表洪水攻击
交换机基本运行形势为:当帧经过交换机的过程会记下MAC源地址,该地址同帧经过的端口存在某种联系,此后向该地址发送的信息流只会经过该端口,这样有助于节约带宽资源。通常情况下,MAC地址主要储存于能够追踪和查询的CAM中,以方便快捷查找。假如黑客通过往CAM传输大量的数据包,则会促使交换机往不同的连接方向输送大量的数据流,最终导致该交换机处在防止服务攻击环节时因过度负载而崩溃.
2.2ARP攻击
这是在会话劫持攻击环节频发的手段之一,它是获取物理地址的一个TCP/IP协议。某节点的IP地址的ARP请求被广播到网络上后,这个节点会收到确认其物理地址的应答,这样的数据包才能被传送出去。黑客可通过伪造IP地址和MAC地址实现ARP欺骗,能够在网络中产生大量的ARP通信量使网络阻塞,ARP欺骗过程如图1所示。
2.3VTP攻击
以VTP角度看,探究的是交换机被视为VTP客户端或者是VTP服务器时的情况。当用户对某个在VTP服务器模式下工作的交换机的配置实施操作时,VTP上所配置的版本号均会增多1,当用户观察到所配置的版本号明显高于当前的版本号时,则可判断和VTP服务器实现同步。当黑客想要入侵用户的电脑时,那他就可以利用VTP为自己服务。黑客只要成功与交换机进行连接,然后再本台计算机与其构建一条有效的中继通道,然后就能够利用VTP。当黑客将VTP信息发送至配置的版本号较高且高于目前的VTP服务器,那么就会致使全部的交换机同黑客那台计算机实现同步,最终将全部除非默认的VLAN移出VLAN数据库的范围。
3安全防范VLAN攻击的对策
3.1保障TRUNK接口的稳定与安全
通常情况下,交换机所有的端口大致呈现出Access状态以及Turnk状态这两种,前者是指用户接入设备时必备的端口状态,后置是指在跨交换时一致性的VLAN-ID两者间的通讯。对Turnk进行配置时,能够避免开展任何的命令式操作行为,也同样能够实现于跨交换状态下一致性的VLAN-ID两者间的通讯。正是设备接口的配置处于自适应的自然状态,为各项攻击的发生埋下隐患,可通过如下的方式防止安全隐患的发生。首先,把交换机设备上全部的接口状态认为设置成Access状态,这样设置的目的是为了防止黑客将自己设备的接口设置成Desibarle状态后,不管以怎样的方式进行协商其最终结果均是Accese状态,致使黑客难以将交换机设备上的空闲接口作为攻击突破口,并欺骗为Turnk端口以实现在局域网的攻击。其次是把交换机设备上全部的接口状态认为设置成Turnk状态。不管黑客企图通过设置什么样的端口状态进行攻击,这边的接口状态始终为Turnk状态,这样有助于显著提高设备的可控性。最后对Turnk端口中关于能够允许进出的VLAN命令进行有效配置,对出入Turnk端口的VLAN报文给予有效控制。只有经过允许的系类VLAN报文才能出入Turnk端口,这样就能够有效抑制黑客企图通过发送错误报文而进行攻击,保障数据传送的安全性。
3.2保障VTP协议的有效性与安全性
VTP(VLANTrunkProtocol,VLAN干道协议)是用来使VLAN配置信息在交换网内其它交换机上进行动态注册的一种二层协议,它主要用于管理在同一个域的网络范围内VLANs的建立、删除以及重命名。在一台VTPServer上配置一个新的VLAN时,该VLAN的配置信息将自动传播到本域内的其他所有交换机,这些交换机会自动地接收这些配置信息,使其VLAN的配置与VTPServer保持一致,从而减少在多台设备上配置同一个VLAN信息的工作量,而且保持了VLAN配置的统一性。处于VTP模式下,黑客容易通过VTP实现初步入侵和攻击,并通过获取相应的权限,以随意更改入侵的局域网络内部架构,导致网络阻塞和混乱。所以对VTP协议进行操作时,仅保存一台设置为VTP的服务器模式,其余为VTP的客户端模式。最后基于保障VTP域的稳定与安全的目的,应将VTP域全部的交换机设置为相同的密码,以保证只有符合密码相同的情况才能正常运作VTP,保障网络的安全。
一、校园网络安全隐患综合分析
1.物理层的安全问题
校园网需要各种设备的支持,而这些设备分布在各种不同的地方,管理困难。其中任何环节上的失误都有可能引起校园网的瘫痪,如室外通信光缆、电缆等,分布范围广,不能封闭式管理;室内设备也可能发生被盗、损坏等情况。
物理层的安全问题是指由于网络设备的放置不合适或者防范措施不得力,使得网络设备,光缆和双绞线等遭受意外事故或人为破坏,造成校园网不能正常运行。物理安全是制订校园网安全解决方案时首先应考虑的问题。
2.系统和应用软件存在的漏洞威胁
在校园网中使用的操作系统和应用软件千差万别,这些威胁,而且网络用户滥用某些共享软件也会导致计算机可能成为黑客攻击校园网的后门。
3.计算机病毒入侵和黑客攻击
计算机病毒是校园网安全最大的威胁因素,有着巨大的破坏性。尤其是通过计算机网络传播的病毒,其传播速度快、影响大、杀毒难等都不是单机病毒所能相比的。校园网在接入Internet后,便面临着内部和外部黑客双重攻击的危险,尤以内部攻击为主。由于内部用户对网络的结构和应用模式都比较了解,特别是在校学生,学校不能有效的规范和约束学生的上网行为,学生会经常的监听或扫描学校网络,因此来自内部的安全威胁更难应付。
4.内部用户滥用网络资源
校园网内部用户对校园网资源的滥用,有的校园网用户利用校园网资源提供视频、音频、软件等资源下载,占用了大量的网络带宽。特别是近几年兴起的BT、电骡等的泛滥使用占用了大量的网络带宽,给正常的校园网应用带来了极大的威胁。
二、采取安全控制策略
1.硬件安全策略
硬件安全是网络安全最重要的部分,要保证校园网络正常,首先要保证硬件能够正常使用。通常情况下可采取的措施主要有:减少自然灾害(如火灾、水灾、地震等)对计算机硬件及软件资源的破坏,减少外界环境(如温度、湿度、灰尘、供电系统、外界强电磁干扰等)对网络信息系统运行可靠性造成的不良影响。
2.访问控制策略
访问控制方面的策略任务是保证网络资源不被非法使用或访问。包括入侵监测控制策略、服务器访问控制策略、防火墙控制策略等多个方面的内容。
(1)防火墙控制策略
防火墙控制策略维护网络安全最重要的手段。防火墙是具有网络安全功能的路由器,对网络提供的服务和访问定义,并实现更大的安全策略。它通常用来保护内部网络不受来自外部的非法或非授权侵入的逻辑装置。
(2)入侵监测控制策略
入侵监测控制策略就是使用入侵监测系统对网络进行监测。入侵检测系统(IntrusionDetectionSystems)专业上讲就是依照一定的安全策略,对网络、系统的运行状况进行监视,尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果,以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。
(3)服务器访问控制策略
服务器和路由器这样的网络基础设备,避免非法入侵的有效方法是去掉不必要的网络访问,在所需要的网络访问周围建立访问控制。另外对用户和账户进行必要的权限设置。一是要限制数据库管理员用户的数量和给用户授予其所需要的最小权限。二是取消默认账户不需要的权限选择合适的账户连接到数据库。
3.病毒防护策略
病毒主要由数据破坏和删除、后门攻击、拒绝服务、垃圾邮件传播几种方式的对网络进行传播和破坏,照成线路堵塞和数据丢失损毁。那么建立统一的整体网络病毒防范体系是对校园网络整体有效防护的解决办法。
4.不良信息的防护策略
Internet上存在大量的不良信息,校园网络因为Internet连接,学生有可能无意中接触这些信息而在校园网上传播,造成恶劣的影响。可以安装非法信息过滤系统,设置非法IP过滤和非法字段过滤有效屏蔽Internet上的不良信息。
5.建立安全评估策略
校园网络安全不能仅仅依靠防火墙和其他网络安全技术,而需要仔细考虑系统的安全需求,建立相应的管理制度,并将各种安全技术与管理手段结合在一起,才能生成一个高效、通用、安全的校园网络系统。使用安全评估工具是进行安全评估的一种手段,可以对各方面进行检测和反馈信息收集,进而制定策略。
三、结束语
高校校园网络的安全性越来越受到重视,网络环境的复杂性、多变性,以及信息系统的脆弱性,决定了高校校园的网络不能仅仅依靠防火墙,而涉及到管理和技术等方方面面。需要仔细考虑系统的安全需求,建立相应的管理制度,并将各种安全技术与管理手段结合在一起,才能生成一个高效、通用、安全的校园网络系统。
参考文献:
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