云架構(gòu)下網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)預(yù)警思考

時間:2022-10-08 11:15:01

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云架構(gòu)下網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)預(yù)警思考

摘要:針對“網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)預(yù)警云服務(wù)”這一未來網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)制高點,本文以云計算、大數(shù)據(jù)處理等相關(guān)技術(shù)為突破點,重點思考“云計算環(huán)境的開放性和規(guī)模化”、“網(wǎng)絡(luò)攻擊方式的海量化和易變性”和“動態(tài)預(yù)警服務(wù)的使用按需化”等關(guān)鍵挑戰(zhàn),同時針對政府及企業(yè)面臨的網(wǎng)絡(luò)安全實際問題來考慮動態(tài)預(yù)警技術(shù)的實用性及意義。

關(guān)鍵詞:云計算;入侵檢測;動態(tài)預(yù)警;網(wǎng)絡(luò)安全

1引言

近年來,各級政府和企業(yè)在信息化建設(shè)方面取得了較大成績,但是網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出,網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管面臨的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻,主要表現(xiàn)有:一方面,針對信息泄露、篡改、系統(tǒng)入侵等網(wǎng)絡(luò)違法犯罪活動缺乏高技術(shù)監(jiān)管手段和設(shè)備,不適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)的發(fā)展;另一方面,地方政企網(wǎng)站普遍存在技術(shù)和管理水平有限、網(wǎng)絡(luò)安全防護能力薄弱、人員和資金投入不足等問題,其網(wǎng)站服務(wù)器成為遭受攻擊的“重災(zāi)區(qū)”。因此,能否主動、有效地應(yīng)對各種安全事件,已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管的關(guān)鍵任務(wù)之一。為適應(yīng)當(dāng)前形勢下對我國網(wǎng)絡(luò)與信息安全監(jiān)管工作的要求,全面提升我國網(wǎng)絡(luò)與信息安全監(jiān)管部門的整體實戰(zhàn)能力,必須加快推進我國網(wǎng)絡(luò)與信息安全處置體制的建設(shè)。目前,我國在網(wǎng)絡(luò)與信息安全事件應(yīng)急處置方面的建設(shè)還比較薄弱,無法對我國網(wǎng)絡(luò)與信息安全出現(xiàn)的重大網(wǎng)絡(luò)與信息安全事件做出快速反應(yīng)。為改變現(xiàn)狀以滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及安全監(jiān)管的要求,提升信息化水平成了我國網(wǎng)絡(luò)與信息安全監(jiān)管部門亟待解決的問題。目前,解決這些問題的關(guān)鍵措施之一,是在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)上,建立網(wǎng)絡(luò)與信息安全的動態(tài)預(yù)警平臺,提高其安全信息采集、分析、預(yù)警的應(yīng)急能力。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管存在單點建設(shè)、各自為政的現(xiàn)象,缺乏全局、統(tǒng)一有效的安全預(yù)警機制,監(jiān)管部門無法從全局對信息系統(tǒng)面臨的網(wǎng)絡(luò)安全問題進行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)指揮和快速反應(yīng),更無法對信息系統(tǒng)可能遭受的安全威脅進行預(yù)測。作為一種新型計算模式,云計算統(tǒng)一管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用等各種軟硬件資源,并將這些資源以服務(wù)的形式供用戶按需使用,能夠大大降低用戶使用資源和服務(wù)的復(fù)雜程度和購置開銷。本項目已研制云架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)預(yù)警平臺,將網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)預(yù)警功能以云服務(wù)的形式提供出來,實時監(jiān)控獨立站點,收集海量安全數(shù)據(jù),進行關(guān)聯(lián)分析和態(tài)勢預(yù)測,發(fā)現(xiàn)區(qū)域或行業(yè)站點普遍存在的潛在威脅和事故并進行預(yù)警,從而有效保障新時期的網(wǎng)絡(luò)安全,主要包含以下三方面挑戰(zhàn):(1)云計算環(huán)境的開放性和規(guī)?;?,給安全數(shù)據(jù)的采集、存儲和處理帶來了挑戰(zhàn)。(2)網(wǎng)絡(luò)攻擊方式的海量化和易變性,給分析方法及防御手段的選擇帶來了挑戰(zhàn)。(3)動態(tài)預(yù)警服務(wù)的使用按需化,給動態(tài)預(yù)警功能的提供和計算存儲資源的分配帶來了挑戰(zhàn)。

2目前國內(nèi)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1安全防御模型。安全防御模型是對安全防御的形式化描述,主要有BLP模型、Biba模型、中國墻模型、P2DR模型、PDRR模型和WPDRRC模型。PBLP模型強制訪問控制的描述,使用數(shù)學(xué)語言來描述系統(tǒng)的安全性質(zhì)。BLP模型反映了多級安全策略的安全特性和狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則[1]。Biba模型該模型研究針對信息完整性保護方面的問題,從完整性的角度來保護敏感信息[2]。中國墻模型能實現(xiàn)對公司提供的咨詢業(yè)務(wù)的控制,并能夠很容易地形式化服務(wù)于金融機構(gòu)的市場分析員所遵循的實施規(guī)則[3]。P2DR模型分析了信息系統(tǒng)的安全狀況,采取相應(yīng)的檢測機制以及時加固或修補出現(xiàn)的安全漏洞。PDRR模型指動態(tài)的信息安全管理模型,包括防護、檢測、響應(yīng)、和恢復(fù)四個部分。CWPDRRC模型重點突出人、策略和管理的重要性,并覆蓋安全的各個因素,以保證信息的機密性、可用性、可控性、真實性,并反映各個安全組件之間的相互聯(lián)系。2.2密碼技術(shù)。密碼技術(shù)是信息安全的核心[4]。該技術(shù)提供了信息加密保護的基本方法,主要由密碼編碼和密碼分析組成。密碼編碼和密碼分析技術(shù)相輔相成,相互促進,共同發(fā)展。2.3防火墻技術(shù)。防火墻是部署在兩個網(wǎng)絡(luò)之間的實施訪問控制策略的軟件和硬件。防火墻本身不受任何攻擊的影響。防火墻能管理和控制通過防火墻的訪問行為;能過濾通過防火墻的數(shù)據(jù);能攔截和限制不安全的服務(wù),并盡量隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡(luò);能檢測和警告網(wǎng)絡(luò)攻擊;能記錄進、出網(wǎng)絡(luò)的信息內(nèi)容和活動。2.4入侵檢測技術(shù)。入侵(Intrusion)是指對計算機網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的機密性、完整性、可用性等安全屬性造成威脅的行為[5]。入侵檢測是一種被動防護技術(shù)。通過系統(tǒng)的審計數(shù)據(jù),對正在進行入侵或已發(fā)生的入侵行為進行監(jiān)視、分析和識別,以便采取及時的保護措施。2.5入侵防護技術(shù)。入侵防護是一種主動防御技術(shù)。能夠預(yù)先檢測并能主動地攔截入侵行為和攻擊性網(wǎng)絡(luò)流量。根據(jù)布置環(huán)境的不同,可分為基于主機的入侵防御系統(tǒng)(HIPS)、應(yīng)用型入侵防護系統(tǒng)(AIPS)和基于網(wǎng)絡(luò)的入侵防御系統(tǒng)(NIPS)。2.6網(wǎng)絡(luò)誘騙(蜜罐)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)誘騙技術(shù)是誘騙攻擊者進入一個嚴(yán)格控制的、偽造的、虛假的資源環(huán)境中,對攻擊者的行為進行監(jiān)控、跟蹤和記錄,用來作為法律制裁的證據(jù),增加攻擊者的攻擊風(fēng)險和成本,并為入侵響應(yīng)提供依據(jù)。該技術(shù)必須滿足安全性、無干擾性、隱蔽性和可追查性四個基本要求。2.7應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)。應(yīng)急響應(yīng)(EmergencyResponse)是指為各種可能發(fā)生的突發(fā)事件做好應(yīng)急預(yù)案等準(zhǔn)備,并在事件發(fā)生后及時采取相應(yīng)的措施。計算機或網(wǎng)絡(luò)所存儲、傳輸、處理的信息的安全事件即為計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急響應(yīng)的對象。應(yīng)急響應(yīng)主要包括兩個方面的活動:未雨綢繆和亡羊補牢。應(yīng)急響應(yīng)包括準(zhǔn)備(Preparation)、事件檢測(Detection)、抑制(Containment)、根除(Eradication)、恢復(fù)(Recovery),跟蹤(Follow-up)六個階段。

3平臺建設(shè)的必要性

從整體信息化建設(shè)的角度,構(gòu)造一個統(tǒng)一的立體的網(wǎng)絡(luò)與信息安全應(yīng)急處置的信息集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個以現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ),利用網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)和預(yù)案數(shù)據(jù)庫提供一個應(yīng)急處置功能更加完善的信息處理環(huán)境,推動我國在網(wǎng)絡(luò)與信息安全各個環(huán)節(jié)的信息化進程,為網(wǎng)絡(luò)與信息安全應(yīng)急處置成員單位和全社會提供安全信息服務(wù),并通過預(yù)警、分析、處置等方面進行信息化建設(shè);實現(xiàn)我國各級政府部門的網(wǎng)絡(luò)與信息安全具有十分重要的現(xiàn)實意義。3.1加強網(wǎng)絡(luò)與信息安全預(yù)警的需要。網(wǎng)絡(luò)與信息安全動態(tài)預(yù)警平臺建設(shè)是網(wǎng)絡(luò)與信息安全監(jiān)管部門落實“數(shù)字中國”戰(zhàn)略的一項重要舉措。其意義在于應(yīng)對全球科技迅猛發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)與信息安全的挑戰(zhàn),提高我國對網(wǎng)絡(luò)與信息安全事件的監(jiān)控水平,提高控制網(wǎng)上有害信息、網(wǎng)絡(luò)攻擊、信息破壞、信息內(nèi)容安全等網(wǎng)絡(luò)安全事件的預(yù)警能力,減輕任務(wù)越來越重的網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控的管理,加強網(wǎng)絡(luò)預(yù)警、分析、處置的管理。3.2提高應(yīng)急處置能力的需要。網(wǎng)絡(luò)與信息安全動態(tài)預(yù)警平臺是一項信息化系統(tǒng)工程,平臺將由基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)兩大部分組成。其中業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)包括預(yù)警分析系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)、應(yīng)急處置系統(tǒng)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。該平臺作為“數(shù)字中國”一個應(yīng)急處置體系組成部分,同時作為網(wǎng)絡(luò)與信息安全應(yīng)急處置體系的技術(shù)平臺,與互聯(lián)網(wǎng)連接,為網(wǎng)絡(luò)與信息安全監(jiān)管工作提供新的現(xiàn)代化管理手段,有利于提高我國網(wǎng)絡(luò)與信息安全應(yīng)急處置的水平和能力。3.3提升我國網(wǎng)絡(luò)與信息安全監(jiān)管部門的實戰(zhàn)能力。今年是我國數(shù)字中國規(guī)劃的重要而關(guān)鍵的一年?;ヂ?lián)網(wǎng)極易遭受計算機黑客、木馬、蠕蟲、病毒等侵害,網(wǎng)絡(luò)與信息安全應(yīng)急處置所面臨的任務(wù)也將越來越重。福建省網(wǎng)安辦近幾年陸續(xù)建成了一些網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),建立了網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控平臺。因此抓緊建設(shè)我國的網(wǎng)絡(luò)與信息安全動態(tài)預(yù)警平臺,提升我國網(wǎng)絡(luò)與信息安全監(jiān)管部門的整體實戰(zhàn)能力。綜上所述,云架構(gòu)下網(wǎng)絡(luò)與信息安全動態(tài)預(yù)警平臺的建設(shè),是著力提高我國日益突出的互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與信息安全事件的預(yù)警、分析、應(yīng)急處置的工作能力的一項有力措施。云架構(gòu)下網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)預(yù)警技術(shù)應(yīng)用是十分必要的。

4存在的問題及有效對策

(1)面對大規(guī)模、分布式、多樣化的站點系統(tǒng),需要能夠收集來自不同類型的防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等設(shè)備的安全日志和事件,并對事件進行過濾和歸并。一方面,采集對象包括防火墻、殺毒軟件等多種系統(tǒng),采集數(shù)據(jù)則包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包、系統(tǒng)日志等多種數(shù)據(jù),這種復(fù)雜異構(gòu)的多源環(huán)境給安全數(shù)據(jù)的采集帶來了極大的困難;另一方面,原始數(shù)據(jù)具有繁雜、冗余等特征,需要進一步提取符合安全數(shù)據(jù)特征的有效數(shù)據(jù)。在這種情況下,可以采用基于智能Agent技術(shù)與模型轉(zhuǎn)換技術(shù),設(shè)計數(shù)據(jù)采集框架,實現(xiàn)大規(guī)模、分布式、多樣化站點系統(tǒng)的安全數(shù)據(jù)采集和規(guī)約。(2)面對規(guī)模越來越大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),安全分析存在安全數(shù)據(jù)量巨大、數(shù)據(jù)耦合度差、安全事件零散等重要問題。這就需要采集盡量全面的數(shù)據(jù),包括運行數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)等,形成大數(shù)據(jù)庫,通過數(shù)據(jù)融合和深度挖掘,識別更加深層次的安全威脅,達到更高的安全威脅智能感知水平。為此,需要建立一個新的安全態(tài)勢智能分析框架:基于評估標(biāo)準(zhǔn)的安全評估方法的研究;基于云模型和AHP,運用AHP計算得到各影響系統(tǒng)可生存性因素的權(quán)重,然后運用基于云模型的方法完成系統(tǒng)的安全態(tài)勢評估;安全態(tài)勢的智能預(yù)測算法的研究;基于GEP算法的數(shù)據(jù)融合算法研究來加快安全態(tài)勢預(yù)測的計算速度;基于GEP算法的入侵異常檢測技術(shù)以更加準(zhǔn)確的識別出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的正常行為模式和異常模式,發(fā)現(xiàn)未知的網(wǎng)絡(luò)攻擊,感知可能的安全風(fēng)險,為預(yù)警提供支持。

5結(jié)束語

隨著時代的不斷發(fā)展,為了有效提升網(wǎng)絡(luò)空間的安全運行保障,應(yīng)該積極將云架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)預(yù)警技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)安全生產(chǎn)工作中,并不斷建立應(yīng)急保障體系。這不僅對網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)產(chǎn)業(yè)有較大的帶動和促進作用,而且服務(wù)于海量政企站點的網(wǎng)絡(luò)安全防護,有助于推動有關(guān)政府部門開展全新互聯(lián)網(wǎng)時代下社會公共安全管理的各種重大實踐。同時帶動我國云計算、大數(shù)據(jù)處理等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,形成海量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析、云計算高端應(yīng)用和公共安全服務(wù)等完整產(chǎn)業(yè)鏈條,對新一代信息產(chǎn)業(yè)格局的形成和發(fā)展具有重大意義。

參考文獻

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作者:王琦 單位:福建六壬網(wǎng)安股份有限公司