发布时间:2023-09-26 08:31:15
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中图分类号: TP393.08
文献标志码:A
Network security situation assessment method based on Naive Bayes classifier
WEN Zhicheng*, CAO Chunli, ZHOU Hao
College of Computer and Communication, Hunan University of Technology, Zhuzhou Hunan 412007, China
Abstract: Concerning the problem that the current network security situation assessment has characteristics of limited scope, single information source, high time and space complexity and big deviation in accuracy, a new network security situation assessment method based on Naive Bayes classifier was proposed. It fully considered multiinformation sources and fusion of multilevel heterogeneous information, and had the features of rapidity and high efficiency. It dynamically demonstrated the whole security state of the network, which could precisely reflect the network security situation. Finally, the proposed method was verified using the reality data from network and its validity was proved.
Key words: Naive Bayes; network security situation; situation assessment; assessment method; classifier
0引言
因特网的迅速普及与发展,信息的全球网络化已成为当今信息社会发展的必然趋势,计算机网络起着主要因素与巨大推动作用,并逐步渗透到社会各行各业当中,然而与此同时,网络的安全也日益受到威胁。面临着无处不在无时不有的安全威胁,严重制约着日常网络信息的可靠利用,已成为当今一个亟待解决的问题。为了帮助网管人员尽快对所监管网络的情况有一个清晰全局的认知,需对网络的安全态势进行宏观评估,获得对网络安全状况一个整体认识,及时作出相应的决策,有望解决网络安全问题。
Bass[1]于1999年首次提出了网络态势感知(Cyberspace Situation Awareness, CSA)的概念,并指出“基于信息融合的网络态势感知”将成为网络安全与管理的发展方向。态势是一种状态、一种趋势、一个整体和宏观全局的概念,主要强调周围环境、动态性以及实体之间的联系,任何单一的情况或状态都不能称之为态势。网络安全态势感知是网络态势感知的一种,从整体动态上把握网络当前的安全状况、预测未来发展趋势。网管人员根据宏观分析和预测结果,及时作出决策,将网络损失和风险降到最低。
网络安全态势评估主要研究整体上从网络中的实体赋予获取、理解和预测网络安全要素的能力,并依此生成应对网络安全中的威胁策略,为实现异构、泛化网络中各种安全实体的协同工作与信息融合,构建无缝的网络安全体系提供一种新的思路[2]。网络安全态势评估结果的合理性与真实性非常关键,对于安全策略的制定具有深远的影响,因为安全策略的制定与实施主要依赖于评估的可信程度。一般从底层决策指标开始,逐层进行可信度评估,直到最高层,从而得到一个整体网络安全态势。
本文针对传统安全态势评估的范围局限、信息来源单一、时空复杂度较高且准确性偏差较大等问题,将朴素贝叶斯分类器引入态势评估之中,在深入研究评估方法的基础上,提出基于朴素贝叶斯分类器的网络安全态势推理方法,并结合网络三级分层的基础运行性、脆弱性与威胁性指数的推理进行逐层融合,能快速高效地融合多层异构数据源,给网管人员展现出一个宏观整体的网络安全状况。
1
2网络安全态势
网络安全态势
从网络基础运行性(Runnability)、网络脆弱性(Vulnerability)和网络威胁性(Threat)三个方面通过评估函数融合而成,即存在评估函数h,有: SA=h(Runnabilitynet, Vulnerabilitynet, Threatnet),从三个不同角度向网管人员展示当前网络安全整体状况。
网络的基础运行
由网络上所有组件的基础运行性评估函数融合而成,即存在评估函数g1,有: Runnabilitynet=g1(Runnabilitycom,1, Runnabilitycom,2, …, Runnabilitycom,m),其他两个维度如网络脆弱性与网络威胁性情形类似,都由组件相应的评估函数g2和g3融合而成。
组件的基础运行性
由与运行信息相关的决策变量X通过评估函数融合而成,即存在评估函数f1,有:Runnabilitycom=f1(X1, X2,…,Xn),其他两个维度如组件脆弱性与组件威胁性形成类似,由相应的评估函数f2和f3融合而成。
计算机网络结构中存在大量的主机、服务器、路由器、防火墙和入侵检测系统(Intrusion Detection System, IDS)等各种网络硬件,称之为组件。每个维度都有组件和网络之分,如基础运行性,有组件基础运行性和网络基础运行性,而网络基础运行性则由N个组件基础运行性评估融合生成,为了区别术语网络(network)与组件(component),相应的标识符以下标net和com作为区别。
本文主要确定三个评估函数f、g、h,一旦确定了此三个评估函数,当采集到决策变量X值时,容易通过相应的评估函数逐层融合,最后获得整个网络安全态势SA。其中,评估函数f分为f1、f2和f3,评估函数g分为g1、g2和g3。评估函数g和f通过朴素贝叶斯分类器来实现,而评估函数h则由各项指标经验加权而成。
3朴素贝叶斯分类器构建
3.1朴素贝叶斯分类器
在朴素贝叶斯分类模型中,用一个n维特征向量X来表示训练样本数据,设类集合C有m个不同的取值,则时间复杂度为O(m*n)。输入到朴素贝叶斯分类器是一个n维向量X∈Rn,而X分类器的输出是一个类别标签集合Y={c1, c2,…,ck}。当给定一个输入n维向量x∈X,则分类器给出其所属的类别标签y∈Y。这里,x,y分别是集合X和Y上的随机变量,分类器样本训练集为T={(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)},P(X,Y)表示输入变量X与输出变量Y的概率联合分布。
朴素贝叶斯分类器对P(X=x|Y=ck)作了较强的假设,也即条件独立性假设,各个决策变量独立同分布。有:
P(X=x|Y=ck)=P(X(1)=x1,X(2)=x2,…,X(n)=xn|Y=ck)=
∏nj=1P(X(j)=xj|Y=ck)
朴素贝叶斯分类器具有简单和有效的分类模型[11],假设各决策变量独立,参数易于获取且推理结果比较近似等特点,在网络安全态势评估上具有先天优势。
3.2决策变量离散化
决策变量X可取离散和连续型两种观测值,而朴素贝叶斯分类器中的节点都使用离散值,为了便于应用,需把连续型离散化。根据实际意义,连续型决策变量X可离散化为“高、中高、中、中低、低”或“2、1、0、-1、-2”五等值。若决策变量本来就是离散型取值,则按实际情况取这五等值。
引理1设连续型X服从高斯分布,即X~N(μ, σ2),则Z=(X-μ)/σ~N(0, 1),μ表示X的数学期望,σ2表示方差。
根据概率论知识,把决策变量X的历史大样本观测值划分为五个互不相交的区间SSi:(-∞, μ-3σ)∪(μ+3σ,+∞),(μ-3σ, μ-2.5σ)∪(μ+2.5σ, μ+3σ),(μ-25σ, μ-2σ)∪(μ+2σ, μ+2.5σ),(μ-2σ, μ-σ)∪(μ+σ, μ+2σ)和[μ-σ, μ+σ]。
经计算,五个区间SSi(i=1~5)对应的概率PSi (i=1~5)分别为0.26%、 0.98%、 3.32%、 27.18%和6826%,也就是连续型决策变量X取“-2、-1、0、1、2”时对应的概率。
在实际应用中,当监测到决策变量X值时,由引理1高斯分布标准化后,观察Z值落入五个区间SSi的情况,确定决策变量X离散化为“-2、-1、0、1、2”中的某个相应值。
3.3决策变量的遴选
在实际应用中,有必要遴选出一些具有典型代表性的指标,剔除一些与安全态势评估不相关的、冗余的指标,形成网络安全态势评估所需的决策变量。
计算两个决策变量xi和xj的相关系数:
ρxixj=Cov(xi,xj)/D(xi)*D(xj)
Cov(xi,xj)为xi和xj的协方差,其中:
Cov(xi,xj)=E{[xi-E(xi)][xj-E(xj)]}=E(xixj)-E(xi)E(xj)
根据第3.2节指标离散化的方法,每个连续型观测指标可以离散化为五等。在某一个时间段监测若干个数据,以出现的频率近似它们的概率,代入其相关概率公式中计算。给定一个任意实数0
3.4构建朴素贝叶斯分类器
决策变量X是一个向量,每个分量对应于朴素贝叶斯分类器一个具体的叶子节点xi,取离散或连续型两种观测值;本文需要构建两类朴素贝叶斯分类器,一类是组件级的朴素贝叶斯分类器,如图1所示,由三个子分类器构成,分别代表三个评估函数f1、f2和f3;另一类是网络级的朴素贝叶斯分类器,如图2所示,也由三个子分类器构成,分别代表三个评估函数g1、g2和g3。
在图1的组件级朴素贝叶斯分类器中,三类相关指标看成决策变量X,而三个类别看成Y,其中X和Y都取五等离散值,也是说决策变量X的分量xi可以指CPU利用率、占用内存大小、网络流量等,可取五等离散值,而类别Y的分量yi可以指基础运行性、脆弱性、威胁性,也取五等离散值。
图2的网络级朴素贝叶斯分类器中,存在n个组件,任一个组件的一维作为决策变量XX,而网络的三个类别看成YY,它们共同构成一个朴素贝叶斯分类器。注意,图2中决策变量的XX就是图1的类属Y,也即图1的评估函数f是图2评估函数g的基础。
在组件级朴素贝叶斯分类器f中,当采集到决策变量X的值时,经过离散化预处理,通过训练好的朴素贝叶斯分类器f,把目前状态推理分类给适当的类Y,具有一定的概率P(Y),Y取五等离散值,五个概率之和为1;再由网络级朴素贝叶斯分类器g,把目前状态分类给适当的类YY,也具有一定的概率P(YY),YY取五等离散值,五个概率之和为1。
3.5参数确定
经上述方法,构建两类朴素贝叶斯分类器,若要能在实际上应用,必须要获取相应条件概率P(Y|X)和P(YY|XX),一般通过大样本的参数学习得到。
以图1的朴素贝叶斯分类器f为例,当采集到决策变量X连续型值后,经离散化预处理,取相应的五等化值X(j)=xj;对于类别Y的采集一般通过专门软件如360安全防护软件等,获得其推荐值,再通过五等离散化类别ck;通过参数学习确定P(Y|X)。
如图1所示的朴素贝叶斯分类器f,通过大样本参数学习,只需要训练估计P(Y=ck)与P(X(j)=xj|Y=ck)(1≤i≤n,1≤k≤m)的值即可,从而可对决策变量X分类为Y:
P(Y=ck|X=x)=P(X=x|Y=ck)P(Y=ck)∑kP(X=x|Y=ck)P(Y=ck)
这里,经过大样本观察,有:
P(Y=ck)=sk/s
P(X(j)=xj|Y=ck)=skj/sk
其中:sk为样本训练集中类别为ck的样本数,s为样本总数,skj为样本训练中类别为ck且属性取值xj的样本数。
4安全态势评估
4.1组件级态势评估
组件级态势评估函数f,通过如图1所示的朴素贝叶斯分类器来实现的。当采集到一组决策变量的值X,经过分类器f得到它们所属类别Y,各类别具有一定的概率,表示为:
P(Y)=P(Y=ck|X=x)P(X=x)=P(X=x|Y=ck)P(Y=ck)∑kP(X=x|Y=ck)P(Y=ck); ck=2,1,0,-1,-2(1)
式(1)表示,决策变量X取定值时,经朴素贝叶斯分类器推理,类属Y=ck具有一定的概率P(Y)。也就是说,图1的三个朴素贝叶斯分类器f,每一个类别都具有五个ck对应的概率P(Y=ck),它们是图2所示的朴素贝叶斯分类器的基础(因为XX=Y)。图1的分类器f是图2的分类器g的基础。
4.2网络级态势评估
网络级态势评估函数g通过如图2所示的朴素贝叶斯分类器来实现,以评估函数f为基础。在图1中,当采集到决策变量X值经朴素贝叶斯分类器f,网络上每个组件上基础运行性、脆弱性和威胁性都具有五个类别及相应的概率,以组件基础运行性为例,令:
P(XX)=P(Y)=P(Y=ck|X=x);ck=2,1,0,-1,-2 (2)
式(2)中,X可取“CPU利用率、占用内存大、子网流量变化率、子网数据流总量、子网内不同大小数据包的分布等”,Y为“基础运行性”。
在图2的朴素贝叶斯分类器评估函数g中,有:
P(YY)=P(XX=xx)P(YY=ck|XX=xx)=[P(YY=ck)∏jP(XX(j)=xxj|YY=ck)
P(XX(j)=xxj)]/
[∑kP(YY=ck)∏jP(XX(j)=xxj|YY=ck)
P(XX(j)=xxj)]; ck=2,1,0,-1,-2(3)
从式(3)中,可得出网络基础运行性、网络脆弱性与网络威胁性三维中每维取五等离散化值的概率P(YY=ck),再作为4.3节图3网络安全态势评估函数h的基础。
4.3网络安全态势评估
如图3所示,网络安全态势SA由网络基础运行性、网络脆弱性与网络威胁性三维通过评估函数h向上融合生成。
图3网络安全态势评估函数h示意图
图3中的决策变量Z其实就是图2中的类属YY,为了便于叙述,用Z表示决策变量YY。经过图2的朴素贝叶斯分类器推理,可得每个维度都有五种离散型概率取值,令:
P(Z=ck)=P(YY=ck); ck=2,1,0,-1,-2 (4)
由于网络安全态势SA由三个维度通过评估h融合生成,而每个维度由五等加权生成,以网络基础运行性Runnabilityn为例,根据经验,它的实值可以定义如下:
Runnabilitynet=100*[P(Z=2)+0.5*P(Z=1)-0.5*P(Z=-1)-5*P(Z=-2)] (5)
由于网络安全态势值需取0~100的实值,所以式(5)中乘上了100。按此方法计算网络基础运行性接近实际,因为评估网络安全态势,主要看位于“高”时的概率,也要突出位于“低”和“中低”时的情况,而当位于“中”时的概率可以忽略不计。
本节从网络的基础运行性、网络的脆弱性与网络的威胁性再向上通过评估函数h最终生成网络的安全态势SA。有:
SA=h(Runnabilitynet,Vulnerabilitynet,Threatnet)=η1Runnabilitynet+η2Vulnerabilitynet+η3Threatnet
(6)
可根据经验确定式(6)中权值参数ηi的值。网络安全态势中,基础运行性表征网络正常运行,居主导地位,所占比重应该最大,可取值为0.5;而其他两项也有可能导致网络安全态势降低,因此可各占比重0.25,即可取:
η1=0.5,η2=025,η3=025,
这三个权值η的取定具有经验性,可参考专家的经验意见。SA结果取0~100的实值,为当前网络安全态势,从底层逐步通过评估函数f、g和h生成。
4.4评估算法
4.4.1朴素贝叶斯分类器参数学习算法
输入决策变量X大样本观察数据;
输出朴素贝叶斯分类器。
程序前
s决策变量X样本总数
let sk=0, skj=0,
for every s
if Y=ck then sk=sk+1
if X(j)=xj then skj=skj+1
endfor
compute every P(Y=ck)=sk/s
compute every P(X(j)=xj|Y=ck)=skj/sk
output parameter P(Y) and P(X|Y)
程序后
4.4.2网络安全态势评估算法
输入决策变量X一次观察数据;
输出网络安全态势SA。
程序前
采集一组决策变量X实时观测值,并离散化五等
for every Y in {Runnability,Threat,Vulnerable} and ck in {2, 1, 0, -1,-2}
P(Y)P(Y=ck|X=x)*P(X=x)
endfor
let XX=Y
for every XX in {Runnability,Threat,Vulnerable} and ck in {2,1,0,-1,-2}
P(YY)P(XX=xx)*P(YY=ck|XX=xx)
endfor
for RVT in {Runnabilitynet,Vulnerabilitynet,Threatnet}
RVTn100*[P(Z=2)+0.5*P(Z=1)-0.5*P(Z=-1)-5*P(Z=-2)]
endfor
compute SAh(Runnabilitynet,Vulnerabilitynet,Threatnet)=0.5*Runnabilitynet+0.25*Vulnerabilitynet+0.25*Threatnet
output SA
程序后
5仿真实验
本章采用Matlab 7.0进行仿真实验,实验数据主要来源于:一类是通过开发一个安装在各个网络组件上的软件监测得到的实时数据;一类来源于Snort入侵检测系统中的观测数据,并将各类恶意网络流量的数据按照预先规则注入到正常流量中,来获得实验中所需要的异常数据。
在一个设定的10s时间内,动态采集2000个大样本作为离散化的历史数据, 当所采集的每个决策变量为大样本数据时(样本量足够大),计算其样本的数学期望μ与方差σ2,按照引理1,为每个连续型决策变量xi划分为五个离散取值区域SSk,每个区域有相应的概率PSk(k=1,2,3,4,5)。
经过组件2000个大样本数据参数学习,获得朴素贝叶斯分类器f的参数P(Y|X)近似值,以决策变量X为CPU利用率及类属Y为基础运行性为例,得到表1的参数。对于图1来说,有多少个决策变量X,就有多少个这样的参数表1。
在异常情况下,组件不安装任何防病毒软件,且对此组件施实木马和蠕虫等病毒攻击,会对各类决策变量产生影响,CPU利用率、内存使用情况及网络流量等明显增加。经异常数据不断流入,网络中存在一定数量的异常情况组件,通过决策变量采集、五等离散化后,组件经遴选后的三类决策变量值如表2所示,表示某个时刻该组件上所有决策变量取值。网络上多少个组件,在某个时刻t时就有多少个这样的参数表2。
决策变量X取值如表2所示,经图1所示的三个评估函数f1、f2和f3融合后,得到如表3所示的一个组件三个维度的概率。网络中有多少个组件,则就有多少个参数表3。
当网络上N个组件各自经评估函数f融合后,再经图2所示的三个评估函数g1、g2和g3融合,得到如表4网络级三维的概率。一个网络上只有一个参数表4。
根据表4的取值,网络级三维如网络基础运行性、网络脆弱性与网络威胁性由公式Runnabilityn=100*[P(Z=2)+0.5*P(Z=1)-0.5*P(Z=-1)-0.5*P(Z=-2)] 计算,式(5)计算,可得三维数值为(28.010,46.625,0),再经融合函数h加权,得SA=25.66。
经过多次决策变量X数据观测,根据上述三级评估函数f、g、h数据融合,绘出如图4所示的网络安全态势图,反映出本时间段内的安全态势波动情况,给网络管理员一个整体宏观的展现,以便及时调整相应的安全策略。
6结语
本文提出了一个基于朴素贝叶斯分类器的网络安全态势评估方法,给出了解决网络安全与管理的一个尝试方案,充分考虑了多信息源与多层次异构信息融合,从整体动态上生成网络当前安全态势,准确地反映了网络当前安全状况,能提高网管员对整个网络运行状况的全局认知与理解,当发现安全态势异常时,辅助指挥员及时准确地作出高层决策,弥补当前网管的不足。
本文的难点在于朴素贝叶斯网的构建以及数据的获取,今后的研究工作包括完善网络安全态势评估方法,进一步提高算法的效率,研究更全面的安全态势因子及其表示方法。
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2企业网络安全所面临的威胁
企业网络安全所面临的威胁除了技术方面的因素外,还有一部分是管理不善引起的。企业网络安全面临的威胁主要来自以下两个方面。
2.1缺乏专门的管理人员和相关的管理制度
俗话说“三分技术,七分管理”,管理是企业信息化中重要的组成部分。企业信息化过程中缺乏专门的管理人员和完善的管理制度,都可能引起企业网络安全的风险,给企业网络造成安全事故。由于大部分企业没有专门的网络安全管理人员,相关的网络管理制度也不完善,实际运行过程中没有严格要求按照企业的网络安全管理制度执行。以至于部分企业选用了最先进的网络安全设备,但是其管理员账号一直使用默认的账号,密码使用简单的容易被猜中的密码,甚至就是默认的密码。由于没有按照企业信息化安全管理制度中密码管理的相关条款进行操作,给系统留下巨大的安全隐患,导致安全事故发生。
2.2技术因素导致的主要安全威胁
企业网络应用是架构在现有的网络信息技术基础之上,对技术的依赖程度非常高,因此不可避免的会有网络信息技术的缺陷引发相关的安全问题,主要表现在以下几个方面。
2.2.1计算机病毒
计算机病毒是一组具有特殊的破坏功能的程序代码或指令。它可以潜伏在计算机的程序或存储介质中,当条件满足时就会被激活。企业网络中的计算机一旦感染病毒,会迅速通过网络在企业内部传播,可能导致整个企业网络瘫痪或者数据严重丢失。
2.2.2软件系统漏洞
软件的安全漏洞会被一些别有用心的用户利用,使软件执行一些被精心设计的恶意代码。一旦软件中的安全漏洞被利用,就可能引起机密数据泄露或系统控制权被获取,从而引发安全事故。
3企业网络安全的防护措施
3.1配备良好的管理制度和专门的管理人员
企业信息化管理部门要建立完整的企业信息安全防护制度,结合企业自身的信息系统建设和应用的进程,统筹规划,分步实施。做好安全风险的评估、建立信息安全防护体系、根据信息安全策略制定管理制度、提高安全管理水平。企业内部的用户行为约束必须通过严格的管理制度进行规范。同时建立安全事件应急响应机制。配备专门的网络安全管理员,负责企业网络的系统安全事务。及时根据企业网络的动向,建立以预防为主,事后补救为辅的安全策略。细化安全管理员工作细则,如日常操作系统维护、漏洞检测及修补、应用系统的安全补丁、病毒防治等工作,并建立工作日志。并对系统记录文件进行存档管理。良好的日志和存档管理,可以为预测攻击,定位攻击,以及遭受攻击后追查攻击者提供有力的支持。
3.2防病毒技术
就目前企业网络安全的情况来看,网络安全管理员主要是做好网络防病毒的工作,主流的技术有分布式杀毒技术、数字免疫系统技术、主动内核技术等几种。企业需要根据自身的实际情况,灵活选用,确保杀毒机制的有效运行。
3.3系统漏洞修补
现代软件规模越来越大,功能越来越多,其中隐藏的系统漏洞也可能越来越多。不仅仅是应用软件本身的漏洞,还有可能来自操作系统,数据库系统等底层的系统软件的漏洞引发的系列问题。因此解决系统漏洞的根本途径是不断地更新的系统的补丁。既可以购买专业的第三方补丁修补系统,也可以使用软件厂商自己提供的系统补丁升级工具。确保操作系统,数据系统等底层的系统软件是最新的,管理员还要及时关注应用系统厂商提供的升级补丁的信息,确保发现漏洞的第一时间更新补丁,将系统漏洞的危害降到最低。
Abstract; network security problem to the small and medium-sized enterprise universal existence as the background, analyzes the main network security problems of small and medium enterprises, aiming at these problems, a small and medium enterprises to solve their own problems of network security are the road. And put forward the concept of the rate of return on investment, according to this concept, can be a preliminary estimate of the enterprise investment in network security.
Keywords: small and medium-sized enterprises; network security; network security architecture
中图分类号:TN915.08文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1、中小型企业网络安全问题的研究背景
随着企业信息化的推广和计算机网络的成熟和扩大,企业的发展越来越离不开网络,而伴随着企业对网络的依赖性与日俱增,企业网络的安全性问题越来越严重,大量的入侵、蠕虫、木马、后门、拒绝服务、垃圾邮件、系统漏洞、间谍软件等花样繁多的安全隐患开始一一呈现在企业面前。近些年来频繁出现在媒体报道中的网络安全案例无疑是为我们敲响了警钟,在信息网络越来越发达的今天,企业要发展就必须重视自身网络的安全问题。网络安全不仅关系到企业的发展,甚至关乎到了企业的存亡。
2 、中小型企业网络安全的主要问题
2.1什么是网络安全
网络安全的一个通用定义:网络安全是指网络系统中的软、硬件设施及其系统中的数据受到保护,不会由于偶然的或是恶意的原因而遭受到破坏、更改和泄露。系统能够连续、可靠地正常运行,网络服务不被中断。网络安全从本质上说就是网络上的信息安全。广义地说,凡是涉及网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性(抗抵赖性)和可控性的相关技术和理论,都是网络安全主要研究的领域。
2.2网络安全架构的基本功能
网络信息的保密性、完整性、可用性、真实性(抗抵赖性)和可控性又被称为网络安全目标,对于任何一个企业网络来讲,都应该实现这五个网络安全基本目标,这就需要企业的网络应用架构具备防御、监测、应急、恢复等基本功能。
2.3中小型企业的主要网络安全问题
中小型企业主要的网络安全问题主要体现在3个方面.
1、木马和病毒
计算机木马和病毒是最常见的一类安全问题。木马和病毒会严重破坏企业业务的连续性和有效性,某些木马和病毒甚至能在片刻之间感染整个办公场所从而导致企业业务彻底瘫痪。与此同时,公司员工也可能通过访问恶意网站、下载未知的资料或者打开含有病毒代码的电子邮件附件等方式,在不经意间将病毒和木马带入企业网络并进行传播,进而给企业造成巨大的经济损失。由此可见,网络安全系统必须能够在网络的每一点对蠕虫、病毒和间谍软件进行检测和防范。这里提到的每一点,包括网络的边界位置以及内部网络环境。
2、信息窃取
信息窃取是企业面临的一个重大问题,也可以说是企业最急需解决的问题。网络黑客通过入侵企业网络盗取企业信息和企业的客户信息而牟利。解决这一问题,仅仅靠在网络边缘位置加强防范还远远不够,因为黑客可能会伙同公司内部人员(如员工或承包商)一起作案。信息窃取会对中小型企业的发展造成严重影响,它不仅会破坏中小型企业赖以生存的企业商誉和客户关系。还会令企业陷入面临负面报道、政府罚金和法律诉讼等问题的困境。
3、业务有效性
计算机木马和病毒并不是威胁业务有效性的唯一因素。随着企业发展与网络越来越密不可分,网络开始以破坏公司网站和电子商务运行为威胁条件,对企业进行敲诈勒索。其中,以DoS(拒绝服务)攻击为代表的网络攻击占用企业网络的大量带宽,使其无法正常处理用户的服务请求。而这一现象的结果是灾难性的:数据和订单丢失,客户请求被拒绝……同时,当被攻击的消息公之于众后,企业的声誉也会随之受到影响。
3如何打造安全的中小型企业网络架构
通过对中小型企业网络存在的安全问题的分析,同时考虑到中小型企业资金有限的情况,我认为打造一个安全的中小型企业网络架构应遵循以下的过程:首先要建立企业自己的网络安全策略;其次根据企业现有网络环境对企业可能存在的网络隐患进行网络安全风险评估,确定企业需要保护的重点;最后选择合适的设备。
3.1建立网络安全策略
一个企业的网络绝不能简简单单的就定义为安全或者是不安全,每个企业在建立网络安全体系的第一步应该是定义安全策略,该策略不会去指导如何获得安全,而是将企业需要的应用清单罗列出来,再针对不同的信息级别给予安全等级定义。针对不同的信息安全级别和信息流的走向来给予不同的安全策略,企业需要制定合理的安全策略及安全方案来确保网络系统的机密性、完整性、可用性、可控性与可审查性。对关键数据的防护要采取包括“进不来、出不去、读不懂、改不了、走不脱”的五不原则。
“五不原则”:
1.“进不来”——可用性: 授权实体有权访问数据,让非法的用户不能够进入企业网。
2.“出不去”——可控性: 控制授权范围内的信息流向及操作方式,让企业网内的商业机密不被泄密。
3.“读不懂”——机密性: 信息不暴露给未授权实体或进程,让未被授权的人拿到信息也看不懂。
4.“改不了”——完整性: 保证数据不被未授权修改。
5.“走不脱”——可审查性:对出现的安全问题提供依据与手段。
在“五不原则”的基础上,再针对企业网络内的不同环节采取不同的策略。
3.2 信息安全等级划分
根据我国《信息安全等级保护管理办法》,我国所有的企业都必须对信息系统分等级实行安全保护,对等级保护工作的实施进行监督、管理。具体划分情况如下:
第一级,信息系统受到破坏后,会对公民、法人和其他组织的合法权益造成损害,但不损害国家安全、社会秩序和公共利益。
第二级,信息系统受到破坏后,会对公民、法人和其他组织的合法权益产生严重损害,或者对社会秩序和公共利益造成损害,但不损害国家安全。
第三级,信息系统受到破坏后,会对社会秩序和公共利益造成严重损害,或者对国家安全造成损害。
第四级,信息系统受到破坏后,会对社会秩序和公共利益造成特别严重损害,或者对国家安全造成严重损害。
第五级,信息系统受到破坏后,会对国家安全造成特别严重损害。
因此,中小型企业在构建企业信息网络安全架构之前,都应该根据《信息安全等级保护管理办法》,经由相关部门确定企业的信息安全等级,并依据界定的企业信息安全等级对企业可能存在的网络安全问题进行网络安全风险评估。
3.3 网络安全风险评估
根据国家信息安全保护管理办法,网络安全风险是指由于网络系统所存在的脆弱性,因人为或自然的威胁导致安全事件发生所造成的可能性影响。网络安全风险评估就是指依据有关信息安全技术和管理标准,对网络系统的保密性、完整想、可控性和可用性等安全属性进行科学评价的过程。
网络安全风险评估对企业的网络安全意义重大。首先,网络安全风险评估是网络安全的基础工作,它有利于网络安全的规划和设计以及明确网络安全的保障需求;另外,网络安全风险评估有利于网络的安全防护,使得企业能够对自己的网络做到突出防护重点,分级保护。
3.4确定企业需要保护的重点
针对不同的企业,其需要保护的网络设备和节点是不同的。但是企业信息网络中需要保护的重点在大体上是相同的,我认为主要包括以下几点:
1.要着重保护服务器、存储的安全,较轻保护单机安全。
企业的运作中,信息是灵魂,一般来说,大量有用的信息都保存在服务器或者存储设备上。在实际工作中,企业应该要求员工把相关的资料存储在企业服务器中。企业可以对服务器采取统一的安全策略,如果管理策略定义的好的话,在服务器上文件的安全性比单机上要高的多。所以在安全管理中,企业应该把管理的重心放到这些服务器中,要采用一切必要的措施,让员工把信息存储在文件服务器上。在投资上也应着重考虑企业服务器的防护。
2.边界防护是重点。
当然着重保护服务器、存储设备的安全并不是说整体的防护并不需要,相反的边界防护是网络防护的重点。网络边界是企业网络与其他网络的分界线,对网络边界进行安全防护,首先必须明确到底哪些网络边界需要防护,这可以通过网络安全风险评估来确定。网络边界是一个网络的重要组成部分,负责对网络流量进行最初及最后的过滤,对一些公共服务器区进行保护,VPN技术也是在网络边界设备建立和终结的,因此边界安全的有效部署对整网安全意义重大。
3.“”保护。
企业还要注意到,对于某些极其重要的部门,要将其划为,例如一些研发部门。类似的部门一旦发生网络安全事件,往往很难估量损失。在这些区域可以采用虚拟局域网技术或者干脆做到物理隔离。
4.终端计算机的防护。
最后作者还是要提到终端计算机的防护,虽然对比服务器、存储和边界防护,终端计算机的安全级别相对较低,但最基本的病毒防护,和策略审计是必不可少的。
3.5选择合适的网络安全设备
企业应该根据自身的需求和实际情况选择适合的网络安全设备,并不是越贵越好,或者是越先进越好。在这里作者重点介绍一下边界防护产品——防火墙的性能参数的实际应用。
作为网络安全重要的一环,防火墙是在任何整体网络安全建设中都是不能缺少的主角之一,并且几乎所有的网络安全公司都会推出自己品牌的防火墙。在防火墙的参数中,最常看到的是并发连接数、网络吞吐量两个指标.
并发连接数:是指防火墙或服务器对其业务信息流的处理能力,是防火墙能够同时处理的点对点连接的最大数目,它反映出防火墙设备对多个连接的访问控制能力和连接状态跟踪能力,这个参数的大小直接影响到防火墙所能支持的最大信息点数。由于计算机用户访问页面中有可能包含较多的其他页面的连接,按每个台计算机发生20个并发连接数计算(很多文章中提到一个经验数据是15,但这个数值在集中办公的地方往往会出现不足),假设企业中的计算机用户为500人,这个企业需要的防火墙的并发连接数是:20*500*3/4=7500,也就是说在其他指标符合的情况下,购买一台并发连接数在10000~15000之间的防火墙就已经足够了,如果再规范了终端用户的浏览限制,甚至可以更低。
网络吞吐量:是指在没有帧丢失的情况下,设备能够接受的最大速率。随着Internet的日益普及,内部网用户访问Internet的需求在不断增加,一些企业也需要对外提供诸如WWW页面浏览、FTP文件传输、DNS域名解析等服务,这些因素会导致网络流量的急剧增加,而防火墙作为内外网之间的唯一数据通道,如果吞吐量太小,就会成为网络瓶颈,给整个网络的传输效率带来负面影响。因此,考察防火墙的吞吐能力有助于企业更好的评价其性能表现。这也是测量防火墙性能的重要指标。
吞吐量的大小主要由防火墙内网卡,及程序算法的效率决定,尤其是程序算法,会使防火墙系统进行大量运算,通信量大打折扣。因此,大多数防火墙虽号称100M防火墙,由于其算法依靠软件实现,通信量远远没有达到100M,实际只有10M-20M。纯硬件防火墙,由于采用硬件进行运算,因此吞吐量可以达到线性90-95M,才是真正的100M防火墙。
从实际情况来看,中小型企业由于企业规模和人数的原因,一般选择百兆防火墙就已经足够了。
3.6投资回报率
在之前作者曾提到的中小企业的网络特点中资金少是最重要的一个问题。不论企业如何做安全策略以及划分保护重点,最终都要落实到一个实际问题上——企业网络安全的投资资金。这里就涉及到了一个名词——投资回报率。在网络安全的投资上,是看不到任何产出的,那么网络安全的投资回报率该如何计算呢?
首先,企业要确定公司内部员工在使用电子邮件和进行WEB浏览时,可能会违反公司网络行为规范的概率。可以将这个概率称为暴光值(exposure value (EV))。根据一些机构对中小企业做的调查报告可知,通常有25%—30%的员工会违反企业的使用策略,作者在此选择25%作为计算安全投资回报率的暴光值。那么,一个拥有100名员工的企业就有100x 25% = 25名违反者。
下一步,必需确定一个因素——当发现单一事件时将损失多少人民币。可以将它称为预期单一损失(single loss expectancy (SLE))。由于公司中的100个员工都有可能会违反公司的使用规定,因此,可以用这100个员工的平均小时工资作为每小时造成工作站停机的预期单一最小损失值。例如,作者在此可以用每小时10元人民币作为预期单一最小损失值。然后,企业需要确定在一周的工作时间之内,处理25名违规员工带来的影响需要花费多少时间。这个时间可以用每周总工作量40小时乘以暴光值25%可以得出为10小时。这样,就可以按下列公式来计算单一预期损失值:
25x ¥10 x 10/ h = ¥2500 (SLE)
最后,企业要确定这样的事情在一年中可能会发生多少次。可以叫它为预期年均损失(annualized loss expectancy (ALE))。这样的损失事件可能每一个星期都会发生,一年有52周,如果除去我国的春节和十一黄金周的两个假期,这意味着一个企业在一年中可能会发生50次这样的事件,可以将它称之为年发生率(annual rate of occurrence (ARO))。预期的年均损失(ALE)就等于年发生率(ARO)乘以预期单一损失(SLE):
¥2500 x 50 = ¥125,000 (ALE)
这就是说,该公司在没有使用安全技术防范措施的情况下,内部员工的违规网络操作行为可能会给公司每年造成12.5万元人民币的损失。从这里就可以知道,如果公司只需要花费10000元人民币来实施一个具体的网络行为监控解决方案,就可能让企业每年减少12.5万元人民币的损失,这个安全防范方案当然是值得去做的。
当然,事实却并不是这么简单的。这是由于安全并不是某种安全技术就可以解决的,安全防范是一个持续过程,其中必然会牵扯到人力和管理成本等因素。而且,任何一种安全技术或安全解决方案并不能保证绝对的安全,因为这是不可能完成的任务。
就拿本例来说,实施这个网络行为监控方案之后,能够将企业内部员工的违规行为,也就是暴光值(EV)降低到2%就已经相当不错了。而这,需要在此安全防范方案实施一段时间之后,例如半年或一年,企业才可能知道实施此安全方案后的最终效果,也就是此次安全投资的具体投资回报率是多少。
1 网络信息安全管理内涵阐述
随着计算机网络技术的飞速发展,企业网络化管理成为当今世界经济和社会发展的趋势与主流。在网络化背景下,企业不仅能够方便快捷地进行信息共享、信息交流与信息服务,而且极大地提高了工作效率,创造了经济效益,增加了在激励市场竞争中的核心竞争力。然而,凡事有利则有弊,网络技术也不例外,网络化给企业带来巨大利益的同时,网络信息安全问题也成为众多企业十分头痛的问题。如何解决常见网络问题,消除网络安全隐患,严堵安全漏洞,确保企业计算机网络及信息的安全,从而来确保油田企业生产、科研等工作正确开展,已成为油田企业亟待解决的重要课题。
言及此,笔者觉得十分有必要对网络信息安全管理的内涵,进行再分析与阐述。一直以来,许多企业,谈及网络信息安全管理,大多认为就是技术层面的工作,如防黑客攻击、反病毒侵蚀、堵系统安全漏洞等专业技术问题。其实维护网站安全工作,应不止于此。网络环境下的信息安全不仅涉及到数据加密、防黑客、反病毒、控制入网访问、防火墙升级技术等专业技术问题,更应该涉及法律政策问题和制度管理问题。不少企业,往往重视升级硬件、技术防范,却忽视安全管理问题,特别是人员管理、制度管理。其中,安全技术与安全管理齐头并进,两手共抓才是企业网络信息安全致胜的法宝,技术问题是基础与保障,而安全管理则是信息安全更强大的方式手段。
2 “两手抓,两手都要硬”加强企业网络信息安全管理对策
2.1 高度重视网络管理制度层面工作
油田企业是科研性单位,许多科技数据、技术数据等对企业生存发展来说至关重要,如录井技术就是油气勘探开发活动中最基本的技术,是发现、评估油气藏最及时、最直接的手段,因而石油勘探企业网络安全管理问题更是不容忽视,网络上的任何一个小漏洞,都会导致全网的安全问题,给企业造成不可估量的损失。
首先,我们必须在企业内部制定严格并切实可行的网络安全管理规章制度,企业主管领导应当高度重视,建立内部安全管理制度,如出入机房制度、机房管理制度、设备管理维护制度、岗位责任制、操作安全管理制度、病毒防范制度、应急处理制度等。还要定期对制度落实情况进行例行检查与抽查,重在落实,避免流于形式。确保通过制度能够做到业务计算机专门使用,业务系统与其他信息系统充分隔离,企业局域网与互联的其他网络充分隔离。充分降低安全风险。其次,要提高员工的网络安全意识。加强对使用人员的安全知识教育与培训,组织员工学习熟悉《中国信息系统安全保护条例》、《算机信息网络国际联网安全保护管理办法》等条例,增强相关法律知识,信息安全意识,坚持杜绝员工在工作时间内利用企业工作电脑访问与业务无关的网站,尤其是开展聊天、游戏、电影、下载、购物等娱乐活动,避免企业内部的文件以及数据甚至机密资料被盗现象。使用中不要随意使用自带光盘、移动硬盘与U盘等存储设备,避免传染病毒等。再次,通过学习培训增强网站管理人员的技术水平与能力。管理员必须对企业信息网络系统的安全状况和安全漏洞进行周期性评估,以便随意采取相关措施,有应对突发风险的能力,并通过访问控制、升级防火墙、漏洞检测、病毒查杀、入侵检测等技术,做好日常网站的安全维护工作。
2.2 重视加强网络安全技术层面工作
目前网络安全技术工作,早已从操作系统维护、简单的病毒防范发展到防止黑客恶意进攻,防范蠕虫、木马程序等种类多样的网络病毒以及变种等诸多工作,表现在高水平防御体系的建构上。
俗话说:病从口入。首先,要做好访问控制管理,这就是抓好源头工作。特别是核心技术、重要数据的共享网站,一定要做到对入网访问控制和网络资源的访问控制,可实施有效的用户口令和访问账号密码,避免用户非法访问。此外口令、密码的设置上应尽量长一些复杂一些,数字字母相结合。如目前实用的USBKEY认证方法也是一种较可靠的方法,出现调离或者解雇员工,应该立即对其的网络账号进行清除,避免非法登陆,泄露企业信息。其次,通过防火墙、入侵检测、网络安全防漏洞、数据加密传输、防杀病毒等全方面的技术工作,保证企业网络信息的安全。如在防火墙设置原则上,保证实施合理有效的安全过滤原则,严格控制外网用户非法访问,确保经过精心选择的应用协议才能通过防火墙,使用网络防病毒软件,建立起企业整体防病毒体系,尽可能企业内部一些重要的资料或者核心数据进行加密传输与加密储存,这些一系列的工作可让网络环境变得更安全。
当然,网络安全管理工作是一项长期而细致艰辛的工作,不可能一蹴而就,也不能无所进步,随着信息技术的快速发展,对信息安全技术、网络安全管理工作的要求也会随之增高,今后企业信息安全技术、管理工作应该继续跟踪、学习国内外最先进的知识经验,努力提高企业信息安全管理技术水平。
参考文献:
一、引言
信息安全不是一个孤立静止的概念,信息安全是一个多层面的多因素的综合的动态的过程。在HTP模型中,信息安全建设是从体系建设过程、运行及改进过程、风险评估过程再到体系建设过程的一个循环往复的过程。没有绝对的安全,信息安全的技术是不断的前进的。所以面向企业网络的安全体系建设是一个需要在不断考察企业自身发展环境和安全需求的基础上,通过对现有系统的风险评估,不断改进的过程。整个安全体系统建设,不能一劳永逸,一成不变。因此,引入安全风险评估的概念和方法相当重要,它为企业网络的自身评估提供了良好的手段,是企业网络安全体系不断发展的动力。
二、风险评估的基本步骤和方法
进行风险评估,首先应按照信息系统业务运行流程进行资产识别,明确要保护的资产、资产的位置,并根据估价原则评价资产的重要性。在对资产进行估价时,不仅要考虑资产的市场价格,更重要的是要考虑资产对于信息系统业务的重要性,即根据资产损失所引发的潜在的影响来决定。为确保资产估价的一致性和准确性,信息系统应按照建立一个统一的价值尺度,以明确如何对资产进行赋值。还要注意特定信息资产的价值的时效性和动态性。
其次系统管理员、操作员、安全专家对信息系统进行全面的安全性分析。对系统进行安全性分析的方法包括调查研究、会议座谈、理论分析、进行模拟渗透式攻击等方法,可运用的分析技术包括贝叶斯信任网络法、事件树分析法、软件故障树分析法、危害性与可操作性分析法、Petri网法、寄生电路分析法以及系统影响和危险度分析法。
再次对已采取的安全控制进行确认。
最后,建立风险测量方法及风险等级评价原则,确定风险的大小与等级。按照风险评估的深度,风险评估方法可分为:①基本的风险评估方法:对组织所面临的风险全部采用统一、简单的方法进行评估分析并确定一个安全标准,这种方法仅适用于规模小、构成简单、信息安全要求不是很高的组织;②详细的风险评估方法:对信息系统中所有的部分都进行详细的评估分析;③联合的风险评估方法:先鉴定出一个信息系统中高风险、关键、敏感部分进行详细的评估分析,然后对其他的部分采取基本的评估分析。
在进行风险评估时,可采用定性或定量分析方法。定性评估时并不使用具体的数据表示绝对数值,而是用语言描述表示相对程度。由此得出的评估结果只是风险的相对等级,并不代表风险的绝对大小。
定量风险分析方法要求特别关注资产的价值损失和威胁的量化数据。对于具体环境的某一个安全风险时间发生的概率是安全威胁发生概率与系统脆弱点被利用概率的函数,根据联合概率分布计算公式可得出安全事件L发生概率为PL=TL×VL。其中TL是未考虑资产脆弱点因素的威胁发生的发生概率,VL是资产的脆弱点被威胁利用的概率。
目前风险评估工具存在以下几类:①扫描工具:包括主机扫描、网络扫描、数据库扫描,用于分析系统的常见漏洞;②人侵监测系统(IDS):用于收集与统计威胁数据;③渗透性测试工具:黑客工具,用于人工渗透,评估系统的深层次漏洞;④主机安全性审计工具:用于分析主机系统配置的安全性;⑤安全管理评价系统:用于安全访谈,评价安全管理措施;⑥风险综合分析系统:在基础数据基础上,定量、综合分析系统的风险,并且提供分类统计、查询、TOPN查询以及报表输出功能;⑦评估支撑环境工具:评估指标库、知识库、漏洞库、算法库、模型库。
三、面向运行的风险评估
由于还没有一个标准的建设程序和规范,因此在国内很少有企业在风险评估的基础上进行系统建设,而且很多情况下选择将网络一次性安装完毕。针对这种情况,我们觉得可以考虑采用面向运行的风险评估的方法,对已经建成的、正在运行的网络进行风险评估,查找问题,然后针对风险点,逐步加以建设完善。在此基础上,可对网络再进行一次风险评估。检查信息系统安全绩效,并为进一步提升安全性能做好准备。对于一个企业来讲,网络可以由多个功能模块组成,包括核心网络、服务器组、广域网、互联网、拨号用户等。
1.企业网络分析
企业园区网络主要包括核心网络、分布层网络、接人层网络、服务器网络等几个部分。各个部分都可能受到来自企业内部的安全威胁。(1)核心网络,核心网络主要实现核心交换功能,主要的威胁为分组窃听。(2)分布层网络,分布层网络为接入设备提供路由、服务质量和访问控制等分布层服务,完成核心网络与接入网络的信息交互,它是针对内部发起攻击的第一道防御。在这个网络中可能存在未授权访问、IP电子欺骗、分组窃听等威胁。(3)接人层网络,接入层网络是为企业内部网络最终用户提供服务。用户设备是网络中最大规模的元素,因此该部分网络可能存在大量的来自内部网络用户的安全威胁。如外来笔记本等不安全机器可接入内部网,对内部网的安全造成威胁,可能造成内部数据的泄露,网络受到恶意攻击;企业内部网上使用的电脑擅自拨号上互联网,造成一机多网,可能感染病毒,受到互联网上用户的攻击;内部网客户端的安全补丁和杀毒软件病毒库没有及时更新,无法有效地防范病毒,因此有病毒泛滥的风险等。(4)服务器网络,服务器网络因为向最终用户提供应用服务,存储大量的企业内部数据,通常会成为内部攻击的主要目标,因此未授权访问、应用层攻击、IP电子欺骗、分组窃听、信任关系利用、端口重定向等威胁时刻存在。
2.确定已经采取的安全控制手段
对于企业园区网应当采取的安全控制手段,在这里我们不做详细讲解。我们要做的就是根据网络安全管理的设计方案,结合上面确定的风险点,进行检查,确定在这些风险点上已经采取的安全控制措施,并确保这些措施切实有效。比如:(1)防火墙设置是否安全;(2)防火墙是否使用NAT地址转换;(3)是否安装入侵监测系统;(4)是否使用电子邮件内容过滤;(5)是否使用RFC2827和1918过滤;(6)拨号用户是否签订安全协议;(7)拨号用户是否进行强身份认证;(8)是否对用户线路采用拨号回送程序和控制措施;(9)是否对拨号上网用户流经关键接口的网络数据包进行监视记录。当然这只是需要确认内容的一小部分。在确认过程中需要做到的是耐心仔细,不放过每一个细节。同时我们应当与各个部门负责人和系统管理员协同工作,以便取得更大的成效。
3.确定风险的等级
我们需要使用一些扫描工具,对内部网络进行扫描,以便建立风险等级评价原则,确定风险的大小与等级。根据扫描结果,我们可以结合已经收集到的大量网络信息,进行认真比较和评估。最后我们可以总结出发现的问题,并提出化解风险的建议。
在现代企业的生存与发展过程中,企业网络安全威胁与企业网络安全防护是并行存在的。虽然企业网络安全技术与以往相比取得了突破性的进展,但过去企业网络处于一个封闭或者是半封闭的状态,只需简单的防护设备和防护方案即可保证其安全性。而当今大多数企业网络几乎处于全球互联的状态,这种时空的无限制性和准入的开放性间接增加了企业网络安全的影响因素,自然给企业网络安全带来了更多的威胁。因此,企业网络安全防护一个永无止境的过程,对其进行研究无论是对于网络安全技术的应用,还是对于企业的持续发展,都具有重要的意义。
1企业网络安全问题分析
基于企业网络的构成要素以及运行维护条件,目前企业网络典型的安全问题主要表现于以下几个方面。
1.1网络设备安全问题
企业网络系统服务器、网络交换机、个人电脑、备用电源等硬件设备,时常会发生安全问题,而这些设备一旦产生安全事故很有可能会泄露企业的机密信息,进而给企业带来不可估量经济损失。以某企业为例,该企业网络的服务器及相关网络设备的运行电力由UPS接12V的SOAK蓄电池组提供,该蓄电池组使用年限行、容量低,在长时间停电的情况下,很容易由于蓄电池的电量耗尽而导致整个企业网络的停运。当然,除了电源问题外,服务器、交换机也存在诸多安全隐患。
1.2服务器操作系统安全问题
随着企业规模的壮大以及企业业务的拓展,对企业网络服务器的安全需求也有所提高。目前诸多企业网络服务器采用的是WindowsXP或Windows7操作系统,由于这些操作系统存在安全漏洞,自然会降低服务器的安全防御指数。加上异常端口、未使用端口以及不规范的高权限账号管理等问题的存在,在不同程度上增加了服务器的安全威胁。
1.3访问控制问题
企业网络访问控制安全问题也是较为常见的,以某企业为例,该企业采用Websense管理软件来监控企业内部人员的上网行为,但未限制存在安全隐患的上网活动。同时对于内部上网终端及外来电脑未设置入网认证及无线网络访问节点安全检查,任何电脑都可在信号区内接入到无线网络。
2企业网络安全防护方案
基于上述企业网络普遍性的安全问题,可以针对性的提出以下综合性的安全防护方案来提高企业网络的整体安全性能。
2.1网络设备安全方案
企业网络相关设备的安全性能是保证整个企业网络安全的基本前提,为了提高网络设备的整体安全指数,可采取以下具体措施。首先,合适传输介质的选用。尽量选择抗干扰能力强、传输频带宽、传输误码率低的传输介质,例如屏蔽式双绞线、光纤等。其次是保证供电的安全可靠。企业网络相关主干设备对交流电源的生产质量、供电连续性、供电可靠性以及抗干扰性等指标提出了更高的要求,这就要求对企业网络的供电系统进行优化。以上述某企业网络系统电源供电不足问题为例,为了彻底解决传统电源供给不足问题,可以更换为大容量的蓄电池组,并安装固定式发电机组,进而保证在长时间停电状态下企业网络设备的可持续供电,避免因为断电而导致文件损坏及数据丢失等安全问题的发生。
2.2服务器系统安全方案
企业网络服务器系统的安全尤为重要,然而其安全问题的产生又是多方面因素所导致的,需要从多个层面来构建安全防护方案。
2.2.1操作系统漏洞安全
目前企业网络服务器操作系统以Windows为主,该系统漏洞的出现成为了诸多攻击者的重点对象,除了采取常规的更新Windows系统、安装系统补丁外,还应针对企业网络服务器及个人电脑的操作系统使用实际情况,实施专门的漏洞扫描和检测,并根据扫描结果做出科学、客观、全面的安全评估,如图1所示,将证书授权入侵检测系统部署在核心交换机的监控端口,并在不同网段安装由中央工作站控制的网络入侵检测,以此来检测和响应网络入侵威胁。图1漏洞扫描及检测系统
2.2.2Windows端口安全
在Windows系统中,端口是企业实现网络信息服务主要通道,一般一台服务器会绑定多个IP,而这些IP又通过多个端口来提高企业网络服务能力,这种多个端口的对外开放在一定程度反而增加了安全威胁因素。从目前各种服务器网络攻击的运行路径来看,大多数都要通过服务器TCP/UDP端口,可充分这一点来预防各种网络攻击,只需通过命令或端口管理软件来实现系统端口的控制管理即可。
2.2.3Internet信息服务安全
Internet信息服务是以TCP/IP为基础的,可通过诸多措施来提高Internet信息服务安全。(1)基于IP地址实现访问控制。通过对IIS配置,可实现对来访IP地址的检测,进而以访问权限的设置来阻止或允许某些特定计算机的访问站点。(2)在非系统分区上安装IIS服务器。若在系统分区上安装IIS,IIS就会具备非法访问属性,给非法用户侵入系统分区提供便利,因此,在非系统分区上安全IIS服务器较为科学。(3)NTFS文件系统的应用。NTFS文件系统具有文件及目录管理功能,服务器Windows2000的安全机制是基于NTFS文件系统的,因此Windows2000安装时选用NTFS文件系统,安全性能更高。(4)服务端口号的修改。虽然IIS网络服务默认端口的使用为访问提供了诸多便捷,但会降低安全性,更容易受到基于端口程序漏洞的服务器攻击,因此,通过修改部分服务器的网络服务端口可提高企业网络服务器的安全性。
2.3网络结构安全方案
2.3.1强化网络设备安全
强化企业网络设备的自身安全是保障企业网络安全的基础措施,具体包含以下措施。(1)网络设备运行安全。对各设备、各端口运行状态的实时监控能有效发现各种异常,进而预防各种安全威胁。一般可通过可视化管理软件的应用来实现上述目标,例如What’supGold能实现对企业网络设备状态的监控,而SolarWindsNetworkPerformancemonitor可实现对各个端口流量的实时监控。(2)网络设备登录安全。为了保证网络设备登录安全指数,对于企业网络中的核心设备应配置专用的localuser用户名,用户名级别设置的一级,该级别用户只具备读权限,一般用于console、远程telnet登录等需求。除此之外,还可设置一个单独的super密码,只有拥有super密码的管理员才有资格对核心交换机实施相关配置设置。(3)无线AP安全。一般在企业内部有多个无线AP设备,应采用较为成熟的加密技术设置一个较为复杂的高级秘钥,从而确保无线接入网的安全性。
2.3.2细分网络安全区域
目前,广播式局域的企业网络组网模式存在着一个严重缺陷就是当其中各个局域网存在ARP病毒时,未设置ARP本地绑定或未设置ARP防火墙的终端则无法有效访问系统,同时还可能泄露重要信息。为了解决这种问题,可对整个网络进行细分,即按某种规则如企业职能部门将企业网络终端设备划分为多个网段,在每个网段均有不同的vlan,从而保证安全性。
2.3.3加强通问控制
针对企业各个部门对网络资源的需求,在通问控制时需要注意以下几点:对内服务器应根据提供的业务与对口部门互通;对内服务器需要与互联网隔离;体验区只能访问互联网,不能访问办公网。以上功能的实现,可在核心路由器和防火墙上共同配合完成。
网络安全问题不但是近些年来网络信息安全领域经常讨论和研究的重要问题,也是现代网络信息安全中亟待解决的关键问题。网络安全的含义是保证整个网络系统中的硬件、软件和数据信息受到有效保护,不会因为网络意外故障的发生,或者人为恶意攻击,病毒入侵而受到破坏,导致重要信息的泄露和丢失,甚至造成整个网络系统的瘫痪。
网络安全的本质就是网络中信息传输、共享、使用的安全,网络安全研究领域包括网络上信息的完整性、可用性、保密性和真实性等一系列技术理论。而网络安全是集合了互联网技术、计算机科学技术、通信技术、信息安全管理技术、密码学、数理学等多种技术于一体的综合性学科。
2 网络安全技术介绍
2.1 安全威胁和防护措施
网络安全威胁指的是具体的人、事、物对具有合法性、保密性、完整性和可用性造成的威胁和侵害。防护措施就是对这些资源进行保护和控制的相关策略、机制和过程。
安全威胁可以分为故意安全威胁和偶然安全威胁两种,而故意安全威胁又可以分为被动安全威胁和主动安全威胁。被动安全威胁包括对网络中的数据信息进行监听、窃听等,而不对这些数据进行篡改,主动安全威胁则是对网络中的数据信息进行故意篡改等行为。
2.2 网络安全管理技术
目前,网络安全管理技术越来越受到人们的重视,而网络安全管理系统也逐渐地应用到企事业单位、政府机关和高等院校的各种计算机网络中。随着网络安全管理系统建设的规模不断发展和扩大,网络安全防范技术也得到了迅猛发展,同时出现了若干问题,例如网络安全管理和设备配置的协调问题、网络安全风险监控问题、网络安全预警响应问题,以及网络中大量数据的安全存储和使用问题等等。
网络安全管理在企业管理中最初是被作为一个关键的组成部分,从信息安全管理的方向来看,网络安全管理涉及到整个企业的策略规划和流程、保护数据需要的密码加密、防火墙设置、授权访问、系统认证、数据传输安全和外界攻击保护等等。
在实际应用中,网络安全管理并不仅仅是一个软件系统,它涵盖了多种内容,包括网络安全策略管理、网络设备安全管理、网络安全风险监控等多个方面。
2.3 防火墙技术
互联网防火墙结合了硬件和软件技术来防止未授权的访问进行出入,是一个控制经过防火墙进行网络活动行为和数据信息交换的软件防护系统,目的是为了保证整个网络系统不受到任何侵犯。
防火墙是根据企业的网络安全管理策略来控制进入和流出网络的数据信息,而且其具有一定程度的抗外界攻击能力,所以可以作为企业不同网络之间,或者多个局域网之间进行数据信息交换的出入接口。防火墙是保证网络信息安全、提供安全服务的基础设施,它不仅是一个限制器,更是一个分离器和分析器,能够有效控制企业内部网络与外部网络之间的数据信息交换,从而保证整个网络系统的安全。
将防火墙技术引入到网络安全管理系统之中是因为传统的子网系统并不十分安全,很容易将信息暴露给网络文件系统和网络信息服务等这类不安全的网络服务,更容易受到网络的攻击和窃听。目前,互联网中较为常用的协议就是TCP/IP协议,而TCP/IP的制定并没有考虑到安全因素,防火墙的设置从很大程度上解决了子网系统的安全问题。
2.4 入侵检测技术
入侵检测是一种增强系统安全的有效方法。其目的就是检测出系统中违背系统安全性规则或者威胁到系统安全的活动。通过对系统中用户行为或系统行为的可疑程度进行评估,并根据评价结果来判断行为的正常性,从而帮助系统管理人员采取相应的对策措施。入侵检测可分为:异常检测、行为检测、分布式免疫检测等。
3 企业网络安全管理系统架构设计
3.1 系统设计目标
该文的企业网络安全管理系统的设计目的是需要克服原有网络安全技术的不足,提出一种通用的、可扩展的、模块化的网络安全管理系统,以多层网络架构的安全防护方式,将身份认证、入侵检测、访问控制等一系列网络安全防护技术应用到网络系统之中,使得这些网络安全防护技术能够相互弥补、彼此配合,在统一的控制策略下对网络系统进行检测和监控,从而形成一个分布式网络安全防护体系,从而有效提高网络安全管理系统的功能性、实用性和开放性。
3.2 系统原理框图
该文设计了一种通用的企业网络安全管理系统,该系统的原理图如图1所示。
3.2.1 系统总体架构
网络安全管理中心作为整个企业网络安全管理系统的核心部分,能够在同一时间与多个网络安全终端连接,并通过其对多个网络设备进行管理,还能够提供处理网络安全事件、提供网络配置探测器、查询网络安全事件,以及在网络中发生响应命令等功能。
网络安全是以分布式的方式,布置在受保护和监控的企业网络中,网络安全是提供网络安全事件采集,以及网络安全设备管理等服务的,并且与网络安全管理中心相互连接。
网络设备管理包括了对企业整个网络系统中的各种网络基础设备、设施的管理。
网络安全管理专业人员能够通过终端管理设备,对企业网络安全管理系统进行有效的安全管理。
3.2.2 系统网络安全管理中心组件功能
系统网络安全管理中心核心功能组件:包括了网络安全事件采集组件、网络安全事件查询组件、网络探测器管理组件和网络管理策略生成组件。网络探测器管理组件是根据网络的安全状况实现对模块进行添加、删除的功能,它是到系统探测器模块数据库中进行选择,找出与功能相互匹配的模块,将它们添加到网络安全探测器上。网络安全事件采集组件是将对网络安全事件进行分析和过滤的结构添加到数据库中。网络安全事件查询组件是为企业网络安全专业管理人员提供对网络安全数据库进行一系列操作的主要结构。而网络管理策略生产组件则是对输入的网络安全事件分析结果进行自动查询,并将管理策略发送给网络安全。
系统网 络安全管理中心数据库模块组件:包括了网络安全事件数据库、网络探测器模块数据库,以及网络响应策略数据库。网络探测器模块数据库是由核心功能组件进行添加和删除的,它主要是对安装在网络探测器上的功能模块进行存储。网络安全事件数据库是对输入的网络安全事件进行分析和统计,主要用于对各种网络安全事件的存储。网络相应策略数据库是对输入网络安全事件的分析结果反馈相应的处理策略,并且对各种策略进行存储。
3.3 系统架构特点
3.3.1 统一管理,分布部署
该文设计的企业网络安全管理系统是采用网络安全管理中心对系统进行部署和管理,并且根据网络管理人员提出的需求,将网络安全分布地布置在整个网络系统之中,然后将选取出的网络功能模块和网络响应命令添加到网络安全上,网络安全管理中心可以自动管理网络安全对各种网络安全事件进行处理。
3.3.2 模块化开发方式
本系统的网络安全管理中心和网络安全采用的都是模块化的设计方式,如果需要在企业网络管理系统中增加新的网络设备或管理策略时,只需要对相应的新模块和响应策略进行开发实现,最后将其加载到网络安全中,而不必对网络安全管理中心、网络安全进行系统升级和更新。
3.3.3 分布式多级应用
对于机构比较复杂的网络系统,可使用多管理器连接,保证全局网络的安全。在这种应用中,上一级管理要对下一级的安全状况进行实时监控,并对下一级的安全事件在所辖范围内进行及时全局预警处理,同时向上一级管理中心进行汇报。网络安全主管部门可以在最短时间内对全局范围内的网络安全进行严密的监视和防范。
4 结论
随着网络技术的飞速发展,互联网中存储了大量的保密信息数据,这些数据在网络中进行传输和使用,随着网络安全技术的不断更新和发展,新型的网络安全设备也大量出现,由此,企业对于网络安全的要求也逐步提升,因此,该文设计的企业网络安全管理系统具有重要的现实意义和实用价值。
现实工作中,企业员工的违规使用行为往往会导致重要信息意外泄露,给企业生产带来严重影响,造成巨大经济损失。特别是对于国有石油企业而言,网络安全的重要性不言而喻,其业务系统的稳定运行直接关系着社会秩序稳定,关系到国计民生的长远发展。国有石油企业网络安全建设在满足自身业务安全需求的基础上,必须遵循国家提出的等级保护等合规性工作要求。复杂的外部环境和来自于国家的合规性要求,这些使得石油企业都迫切需要提高信息安全保障能力,保证网络基础设施与业务系统的安全、可靠运行。
网络安全防护技术与产品多种多样,但是没有一种独立的解决方案能够满足石油企业信息安全上的需求,只有将多种安全防护技术紧密地结合在一起,才能充分发挥其各自作用。通过将各种安全防护技术统一、全盘考虑,能够避免出现彼此之间相互抵触,导致防护水平降低现象出现。实现1+1>2的防护效果,切实保障石油企业网络信息安全。
“知己知彼,百战不殆”,在石油企业网络安全工作中,即要对所面临的对手——安全威胁与挑战有着深刻的理解,更要对自身业务系统脆弱性与安全需求有清晰的认识。为了明确问题范围,深入理解企业当前面临的安全风险与问题,明确自身安全需求,石油企业首先要对各个业务系统进行安全评估。评估方面应当涵盖IT基础设备的各个方面,包括网络设备、服务器、应用系统、终端设备、互联网出口、管理制度与规范等多个方面的内容。通过进行安全评估与风险分析,明确安全风险的范围、内容与严重程度,确定工作目标与工作重点。在开展风险评估工作的同时,还应与有关部门合作,对已经定级应用系统开展等级保护测评工作,对新上线系统进行定级备案,满足合规性要求。
网络安全工作是一个系统工程,石油企业应以“统一标准、统一设计、统一建设、统一管理”作为工作指导思想,按照由外到内、层层深入、分区防护、纵深防御的思路进行网络安全防护建设。
首先,应当明确不同工作内容的范围。网络安全工作纷繁芜杂,涉及到各个方面的工作内容。对于主机安全、应用安全、数据安全与备份恢复等方面的工作内容,由各应用系统建设与维护人员考虑。对于物理安全、网络安全等具有一定共性安全内容,进行统一规划,按照统一的标准进行防护,制定标准的IT服务管理规范进行统一管理。石油企业网络安全工作的第一步应当界定内部网络与外部网络边界,对进入网络内部的途径进行梳理,对互联网出口按照统一标准进行管理,按照统一标准进行安全防护。互联网出口是外部用户访问企业信息系统的重要途径,同时也是安全威胁进入企业网络的重要途径。出口越多,入侵者进入内部网络的途径就越多,安全隐患也越多,在运维过程中也难以统一管理。针对互联网出口多、互联网出口安全防护标准不一致,容易受到外部入侵等安全威胁的问题,可以采用统一互联网出口的策略。石油企业应根据用户及应用系统的使用需求,对互联网出口进行统一规划,制定统一的出口防护标准,并按照标准进行统一安全防护。通过对互联网出口统一规划、统一防护、统一管理,可以减少入侵者通过网络接入企业内部网络的途径,提高企业网络边界安全防护能力。通过应用技术隐蔽企业网络信息,通过网络地址转换技术改变IP地址内容,降低入侵者通过互联网出口直接渗透进入内部网络的可能性。
第二,对用户访问权限进行划分。并非所有用户都具有互联网访问权限,只有业务需求的用户,经过审批后才能开通互联网访问权限。同时用户使用USBkey进行身份认证,以USBkey作为用户身份的唯一标识,实现用户访问行为实名制管理,避免用户名口令方式存在的漏洞。传统的安全违规事件定位方式是通过IP地址进行问题定位,这种方式进行事件处理费时费力,特别是在大规模复杂结构的网络环境中,基本上很难实现及时、准确定位的目标。为了在违规事件发生后能实现问题来源快速准确定位,可以将用户访问行为信息与用户身份标识进行绑定,一旦发生违规事件后,可以通过用户信息而不是IP地址进行迅速定位与响应。
第三,规范用户的互联网使用行为,避免用户访问具有安全风险的内容给自身和企业带来危害。通过行为审计技术对用户的互联网访问内容进行记录与审计,发生安全事件后可以根据审计记录定位事件发生时间及来源。审计设备记录了所有用户访问互联网所有内容,部分信息中还包括违规发送的信息。因此,在审计记录访问权限分配制过程中,要按照安全审计职责分离的要求设置不同权限的用户,避免系统管理员处理过程中接触文件导致的二次泄密事件。
1、前言
随着社会和经济的高度信息化、网络化,现代企业的生产、管理、销售已经和网络密不可分,许多企业只重视利用网络抓生产、促销售,在全面发掘网络带来经济效益的同时忽略对自身企业网络信息安全防范的建设,一旦发生网络信息安全问题,往往追悔莫及,保障企业网络信息的安全可控,采取有效的防范措施是每个现代企业面临的严峻问题。
2、网络信息安全概述
对网络信息安全定义有多种说法,本人倾向于网络信息安全是指网络系统的软件、硬件及系统数据受到保护,不受意外的或恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露,保持系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。做好企业的网络信息系统安全首先要有良好的网络信息安全防范意识,提高网络信息系统软、硬件技术保障水平、建立完善的网络信息系统管理制度开展工作。
2.1影响网络信息安全的因素
影响网络信息安全的主要因素主要分为以下四大类。
2.1.1网络信息系统的脆弱性。网络信息系统的脆弱性包括了操作系统的脆弱性,信息系统本身的漏洞、后门,硬件系统的故障和天灾人祸等,这些脆弱性使得网络信息安全受到攻击成为可能。
2.1.2缺乏先进的网络安全技术、手段、工具和产品。企业在利用网络信息开展生产、管理的同时往往缺乏安全防范意识,认为只要系统不出问题就说明没事,对保障网络安全系统安全的必要网络安全技术产品不愿投入资金建设,从而造成网络信息系统的中重大安全隐患。
2.1.3缺乏正确安全策略和管理监督制度。主要体现在部分企业认为只要购买了昂贵的网络安全产品就万事大吉了,缺乏正确的安全策略和管理监督制度,再好的产品也是需要员工按规定来操作和执行,没有管理监督制度和正确的安全策略,网络信息安全就无从谈起。
2.1.4缺乏完善的网络信息系统恢复、备份技术手段。主要体现在缺乏对网络信息安全重要性的评估,对网络信息受到受到攻击、意外事件造成崩溃后缺乏网络信息系统的恢复、备份技术和工具,造成网络信息系统恢复的不可逆性。
3、网络信息安全防范策略
3.1采取有效的网络安全技术手段和措施
3.1.1采取有效身份认证技术。采取有效的身份认证技术可对具备合法信息的用户进行确认,同时根据用户信息对授权进行判定,给予不同的网络信息操作权限,常用的身份认证技术主要有信息认证、密钥认证、用户认证等。
3.1.2防火墙技术。防火墙主要由服务访问政策、验证工具、包过滤和应用网关4个部分组成,防火墙就是一个位于计算机和它所连接的网络之间,它是一种计算机硬件防火墙件和软件的结合,在企业内部网和外部网络之间建立起一个安全网关,通过鉴别限制或者更改越过防火墙的各种数据流,防止外部网络用户未经授权的访问,从而保护内部网免受非法用户的侵入。
3.1.3防病毒技术。选择先进的反病毒产品,并定期进行更新,在防病毒技术上针对企业的用户数以服务器为基础,提供实时扫描病毒能力,确保反病毒产品能够部署到企业的每个工作站。确保企业所有的网络终端都能够部署到。
3.1.4入侵的检测技术。入侵检测系统能自动实时的入侵检测和响应系统。它无妨碍地监控网络传输并自动检测和响应可疑的行为,在系统受到危害之前截取和响应安全漏洞和内部误用,有效弥补防火墙技术对内部网络存在的非法活动监控的能力的不足,从而最大程度地为企业网络提供安全。
3.1.5漏洞的扫描技术。通过采取漏洞扫描,及时,准确的发现自身网络信息安全存在的漏洞和问题,有利于系统管理员采取应对措施,封堵网络信息系统存在的漏洞和安全隐患,从而有效保障网络信息安全,确保业务系统安全的运行。目前漏洞扫描主要分为ping扫描、端口扫描、OS探测、脆弱点探测、防火墙扫描五种主要技术。
3.1.6加密技术。通过对企业的网络信息安全进行加密,确保网络信息在使用和传输过程中的安全性,加密算法主要分为堆成加密算法和非对称加密算法两类,并由此衍生出加密狗、加密软件等各类产品。
3.1.7对有特殊安全要求的网络建立与互联网隔离。一些特殊产品的生产管理网络根据其安全的密级要求实行和互联网络隔离,确需联络的需采取单向光闸等措施保证其安全性。
3.2建立完善的网络信息安全的管理制度和安全应对策略。据统计,70%以上的信息安全威胁来自于企业内部的员工,没有一套完善的网络信息安全管理制度来实现对信息系统使用人员的管理,再出色的安全技术手段和产品也无法发挥作用,通过制度对人的行为进行规范,从而确保网络信息安全落到实处。
3.3采取有效的备份、恢复措施。对企业自身的网络信息系统做好安全等级保护评测、安全风险评估工作,针对评估情况采取对应的灾难备份及恢复措施,对重要的网络信息系统应采取包括对软件部分、硬件以及传输线路的备份,在有条件的情况下应采取异地双线路双系统备份的方法,从而最大程度降低自然灾害对网络信息安全造成的破坏。
4、结束语
随着信息产业化的不断深入,网络信息安全问题日益凸显,企业应提高自身的网络信息安全防范意识,在享受网络信息化带来的便利同时加强企业自身的网络与信息安全管理,采取有效的技术措施,建立完善、高效的网络信息安全管理制度,从而将企业网络信息安全风险降到最低。
参考文献
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 16-0000-02
The Construction of Enterprise Computer Network Security Protection System
Zhang Xu
(Xi'an Xianyang International Airport Co.,Ltd.,Xianyang 712035,China)
Abstract:With the development of network technology and the falling cost of network products,computer network has been in daily operation of enterprises play an increasingly important role.From e-commerce to e-mail, to the most basic file sharing,network communication,a good network system to improve efficiency,strengthen internal cooperation and communication between enterprise and outside to deal with customer demands have played a key role;However,a problem can not be ignored because of the vulnerability of the network itself,resulting in the existence of network security issues.This article illustrates the importance of enterprise network security,analysis of network threats facing enterprises,from the technical architecture and network management proposed appropriate network security policies.
Keywords:Enterprise;Network security protection;Network management
一、企业网络安全的重要性
在信息社会中,信息具有和能源、物源同等的价值,在某些时候甚至具有更高的价值。具有价值的信息必然存在安全性的问题,对于企业更是如此。例如:在竞争激烈的市场经济驱动下,每个企业对于原料配额、生产技术、经营决策等信息,在特定的地点和业务范围内都具有保密的要求,一旦这些机密被泄漏,不仅会给企业,甚至也会给国家造成严重的经济损失。
二、企业网络安全风险分析
网络安全涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性应用,企业网络安全也不例外。企业网络安全的本质是保证在安全期内,网络上流动或者静态存放的信息不被非法用户访问,而合法授权用户可以正常访问。企业网络安全的目标是保障信息资产的机密性、完整性和可用性。通过对企业网络现状分析,并与资产的机密性、完整性和可用性的要求比较,我们总结出企业主要面临的安全威胁和问题主要体现在以下几个方面。
(一)网络物理安全风险分析
地震、水灾、火灾等环境事故会造成整个系统毁灭;电源故障会导致设备断电以至操作系统引导失败或数据库信息丢失;设备被盗、被毁造成数据丢失或信息泄漏;电磁辐射可能造成数据信息被窃取或偷阅。
(二)网络边界安全风险分析
网络的边界是指两个不同安全级别的网络的接入处。对于骨干网来说,网络边界主要存在于Internet和出口外部网络的连接处,内部网络中办公系统和业务系统之间以及内部网络之间也存在不同安全级别子网的安全边界。如果没有采取一定的安全防护措施,内部网络容易遭到来自外网一些不怀好意的入侵者的攻击。
(三)应用服务系统安全风险分析
目前使用的操作系统主要包括Windows、UNIX操作系统,应用系统主要通过外购、自行开发的系统,这些系统可能存在着“Back-Door”或安全漏洞。这些“后门”或安全漏洞都将存在重大安全隐患。
(四)网络内部安全风险分析
网络安全攻击事件70%是来自内部网络;通过网上下载、电子邮件、使用盗版光盘或软盘、人为投放等传播途径使病毒程序潜入内部网络;而网络是病毒传播的最好、最快的途径之一;内网客户端一旦感染病毒就很容易对整个网络造成危害;所以内网客户端的病毒防护和补丁管理等是网络安全管理的重点。
(五)网络管理的安全风险分析
在网络安全中,安全策略和管理扮演着极其重要的角色,如果没有制定有效的安全策略,没有进行严格的安全管理制度来控制整个网络的运行,那么这个网络就很可能处在一种混乱的状态。再者就是安全管理意识不强。企业管理层重视程度不够,认为花钱就能解决问题,盲目追求先进,甚至打算一步到位。
三、企业计算机网络安全体系的建构
企业中计算机网络安全防护体系的构建应该依据以下步骤:应用分析划分适当的安全域风险分析以《计算机信息系统安全等级划分准则》为依据,确定相应的安全等级以安全保护(PDRR)模型为指导,以保护信息的安全为目标,以计算机安全技术、加密技术和安全管理等为方法进行分层保护构建整体的安全保护保障体系。
(一)应用分析
应用分析,应该包括二个方面,一是用途分析;二是对信息网络上的信息资产进行分析。不同的应用,信息资产也是不同的,存在的安全问题也肯定是不同的。试想一个单纯的接人互联网的信息网络(如网吧)与政府的办公网络的安全问题会一样吗?实际上,在同一个信息网络上,流动的信息也是不一样的,它们安全性的要求当然也是不同的。
(二)风险分析
在进行了应用分析的基础上,应该对某一用途,或某一级别或类别的信息,或某一安全域进行风险分析。这种分析可用一个二维的表格来实现。首先确定某一信息类别,或一个安全域,以可能发生的风险为X轴,对应于每一个风险,应该有3个参数填入到表格中,一个是该风险发生的概率,另一个是该类信息对该风险的容忍程度,再一个是该风险可能发生的频率。事件发生的概率,目前可能很难给出量化值,可以给出一个等级标准,如不易发生,易发生和极易发生,而容忍度也只能给出等级,如无所谓、可以容忍,不能容忍和绝对不能容忍等。实际上我们在风险分析时,可以将风险列得更细些,更全面些。对一个与互联网没有物理联结的内部网络来说,通过互联网发生的人侵,发生的病毒灾害应该是不易发生的是小概率事件,而对于一个网站来说,这二者且是极易发生的事件。
(三)确定安全等级
在对信息分级和分类基础上,应该依据《计算机信息系统安全等级划分准则》(国标17859)确定相应的安全保护等级。《准则》给出了五个等级标准,每个标准等级都相应的要求。笔者认为不一定完全的套用某一个级别,可以根据风险分析的结果,与准则中的要求进行一定的对应,确定准则中的某一个级别,或以一个级别为基础,在某些方面可做加强,而在另一些方面可以相对减弱。再次强调,保护应该是信息分级为基础,对于不同级别的信息保护强度是不一样,不同等级信息,最好在不同的安全域中加以保护。这样不需要保护的信息就可以不加保护,而需要加强保护的信息,就可以采取相对强度较高的保护措施。但这种保护,必须兼顾到应用,不能因为保护而造成系统的应用障碍不过为了安全牺牲掉一些应用的方便性也是必要的。
(四)分层保护问题
确定了安全级别之后,在风险分析的基础上,应该以计算机安全保护(PDRR)模型为指导,以《计算机信息系统安全等级划分准则》的依据,以计算机技术、计算机安全保护技术、保密技术和安全管理等为保护手段,以信息的机密性、完整性、可控性、可审计性、可用性和不可否认性等为安全为保护目标,分层分析和制定保护措施。所谓分层保护,就是要把所列出的那些较为容易发生,且又不能容忍的风险,分解到各个层面上,然后利用计算机技术、计算机安全保护技术、加密技术和安全管理手段尽量的按一定的强度加以保护,以规避相应的风险。如信息抵赖的风险,应该发生在用户层面,可以用对用户的身份认证技术来解决这样的风险。火灾、水灾都应该在物理层面上加以保护。许多风险可能是对应于多个层面,那就应该在多个层面上加以保护,如信息泄露,在所有的层面上都会发生,那就应该在所有的层面加以保护。
(五)构建完整的保障体系
对信息网络进行了分层次的安全保护,好像我们的任务就已经完成了,实际上则不然。信息网络是一个整体,对它的保护也应该是一个整体。首先,在进行分层保护的策略制定以后,首先应该在整体上进行评估,特别是结合部安全是还存在着问题。如,通过数据库可以获得系统的超级用户权限。其次,我们是以不同的信息资产或不同的安全域来进行分层保护的,而不是整个网络。此时我们应该对不同的信息资产或不同的安全域的分层保护方案进行比较和综合并进行适当的调整,考虑信息网络整体的保护方案。第三是应该选择适当的安全产品或安全技术。在安全产品的选择上即要考虑产品本身的先进性,还应该考虑安全产品本身的成熟性,对一些非常重要的信息网络,不要第一个去吃螃蟹。最后还应该考虑对网络中的安全产品实现统一的动态管理和联动,使之能成为一个动态的防范体系,成为一个有机的整体。动态管理应该考虑,安全策略发生错误和失效的修改,以及对安全产品失效的对策,应该有预案。联动,就是使所有使用的安全产品,在发生安全事件时,能够成为一个防范的整体。整体的安全体系的建立,还应该对安全的措施成本进行核算,国外的信息网络在安全方面的投人可达到系统建设费用的15%-30%,这个费用标准我们可以用来参考。核算措施成本后,还应该对成本效益进行评估,对于保护费用与效益在同一数量级上的花费,则应该考虑是否有必要进行这样的保护。
四、结束语
技术与管理相结合,是构建计算机网络信息系统安全保密体系应该把握的核心原则。为了增强计算机网络信息系统和计算机网络信息系统网络的综合安全保密能力,重点应该在健全组织体系、管理体系、服务体系和制度(技术标准及规范)体系的基础上,规范数据备份、密钥管理、访问授权、风险控制、身份认证、应急响应、系统及应用安全等管理方案,努力提高系统漏洞扫描、计算机网络信息系统内容监控、安全风险评估、入侵事件检测、病毒预防治理、系统安全审计、网络边界防护等方面的技术水平。
2网络信息安全方案实施
通过对化工企业网络信息安全现状的分析与研究,我们制定如下企业信息安全策略。庆阳石化的计算机网络主干采用千兆以太网络光纤技术,实现数据中心核心交换机与管控中心、中央控制室、生活区汇聚层交换机间的高带宽连接;厂区各区域接入层交换机与汇聚层交换机间采用千兆以太网光纤实现高速连接;接入层采用千兆以太网双绞线技术,实现千兆到桌面。各业务服务器全部采用千兆以太网络光纤或双绞线技术,实现与核心交换机的1000M连接。同时为保护办公网络及本地内网间数据安全,需设置区域网络隔离控制及公网访问安全控制。
2.1防火墙的实施方案
从网络整体安全性出发,运用2台CISCOpix535的防火墙,其中一台主要对业务网和企业内网进行隔离,另一台则对Internet和企业内网之间进行隔离,其中DNS、邮件等则是针对外服务器连接在防火墙的DMZ区以及内网与外网之间进行隔离。
2.2网络安全漏洞管理方案
当前企业网络中的服务器主要有WWW,邮件,域以及存储等,除此之外,其中还有十分重要的数据库服务器。对管理工作人员而言,他们无法确切了解服务器系统及整个网络安全缺陷或漏洞,更没有办法对其进行解决。因此,必须依靠漏洞扫描的方法对其进行定期的扫描、分析以及评估等,对于过程中存在的部分问题及漏洞及时向安全系统发送报告,使其及时对安全漏洞进行风险评估,从而在第一时间内进行解决,增强企业网络的安全性。
2.3防病毒方案
当前企业主要运用的是Symantec防病毒软件,主要是对网络内的服务器及内部的计算机设备进行全面性病毒防护。同时,在网络中心设置病毒防护管理中心,使局域网内的全部计算机处在一个防病毒的区域之中。此外,还可以运用防病毒管理域的服务器针对整个领域进行病毒防范,制定统一的反病毒策略,设置场扫描任务调度系统,使其进行自动检查与病毒防范。
2.4访问控制管理
必须实行有效的用户口令及访问限制制度,一次来确保网络的安全性,致使唯独合法用户进行合法资源的访问设置。与此同时,还需要在内网的系统管理过程中严格管理全部设备口令(口令之中最好有大写字母,字符以及数字等),切记不可在不同的系统上采用统一性的口令,否则将会出现严重的故障问题。实施有效的用户口令和访问控制,确保只有合法用户才能访问系统资源。
3企业网络信息安全管理
3.1完善网络信息安全管理机制
在当前企业网络运营过程中,必须确保其信息安全管理的规范化。只有将企业网络与信息管理的安全性纳入生产管理体系,才能使企业网络得以正常运行。此外,还必须加强建设网络和信息安全保证体系中的安全决策指挥、安全管理技术、安全管理制度以及安全教育培训等多个系统,并实施行企业行政正职负责制,进一步明确各个部门的责任等。
3.2建立人员安全的管理制度
必须了解企业内部人员录取、岗位分配、考核以及培训等管理内容,提高工作人员的信息安全意识,才能确保企业内部信息安全体系的有效进行,为企业未来的发展奠定基础。
3.3建立系统运维管理制度
明确环境安全、存储介质安全、设备设施安全、安全监控、恶意代码防范、备份与恢复、事件处置、应急预案等管理内容。
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)73-0192-02
随着信息系统与网络的快速发展,电力企业作为关乎国计民生的基础行业,企业内部各业务数据已基本在网络流转,企业对信息系统产生了巨大的依赖性。但是,企业在享受着信息系统所带来巨大经济效益的同时,也面临着高风险。一旦出现信息泄密或篡改数据的情况,将为国家造成难以估量的损失。尤其是近几年,全球范围内的病毒泛滥、黑客入侵、计算机犯罪等问题,信息安全防范已成重中之重。因此,企业必须重新面对当前的安全问题,从中找到行之有效的防范措施。
1 电力企业网络安全现状分析
1.1 网络安全措施不到位
电力数据网络信息化在电力系统中的应用已经成为不可或缺的基础设施。电力数据网需要同时承载着实时、准实时控制业务及管理信息业务,电力生产、经营很多环节完全依赖电力信息网的正常运行与否,随着网络技术和信息技术的发展,网络犯罪不断增加,电力企业虽然已初步建立了网络安全措施,但企业网络信息安全仍存在很多的安全隐患,职工安全意识、数据传输加密、身份认证、访问控制、防病毒系统、人员的管理等方面需要进一步加强,在整个电力信息网络中,很多单位之间的网络安全是不平衡的,主要是虽然网络利用率较高,但信息的安全问题较多,主要是安全级别较低的业务与安全,没有对网络安全做长远、统一的规划,网络中还存在很多问题。
1.2 职工安全意识有待加强
目前国内电力企业职工的安全意识参差不齐,相较之下,年轻的职工和管理人员其安全意识较高,中年以上的职工和一线职工仍然缺乏必要的安全意识,主要是工作年龄、所受教育、工作后的信息安全培训程度,从事的工作性质的原因造成的,这就为网络安全留下了隐患,加强电力企业信息安全的培训,全方位提高职工网络信息安全意识,避免信息安全防护工作出现高低不均的情况。
1.3 内部的网络威胁仍然存在
在这个科技技术日益发展的时代,网络信息的安全工作越来越重要,由此电力企业根据目前的状况出台了相关的网络安全规章制度,以保证其信息安全,但内部的网络威胁仍然存在,而且对管理人员的有效管理依然缺乏。如:办公计算机仍存在内外网混用情况、内外网逻辑隔离强度不够、企业内网安全隔离相对薄弱等情况,如果其中的一些漏洞被非法分子所利用,那么,电力企业的信息安全会受到严重的威胁,并会对电力企业的生产以及经营带来很大的困难。
2 电力企业网络安全的风险
随着网络技术的发展,电力企业信息系统越来越复杂,信息资源越来越庞大,不管是操作系统还是应用软件,都存在系统漏洞等安全风险,保证电力企业信息安全最重要的是保证信息数据的安全,目前电力企业的网络信息系统的主要隐患主要存在于以下几个方面。
2.1 恶意入侵
计算机系统本身并不具有一定的防御性,其通信设备也较为脆弱,因此,计算机网络中的潜在威胁对计算机来说是十分危险的。尤其是现在的信息网络公开化、信息利用自由化,这也造成了一些秘密的信息资源被共享,而这些信息也容易被不法分子所利用。而有极少数人利用网络进行恶意入侵进行非法操作,危机网络系统的安全,恶意入侵其实是由四个步骤构成的:首先扫描IP地址,寻找存活主机;然后确定IP地址,扫描主机端口和漏洞;接着通过漏洞和开放端口放置后门程序;最后通过客户端程序实施远程控制。由于系统被入侵,电力企业信息泄露会造成不良后果,更严重的是系统被恶意控制,不但会给电力企业本身造成严重的后果,还会给社会和用户带来重大的损失。
2.2 网络病毒的传播
计算机病毒对计算机来说是最普遍的一种威胁,伴随着因特网的发展,各个企业开始创建或发展企业网络应用,这无形也增加了病毒感染的可能性,病毒的危害十分巨大,它是通过数据的传输来传播的,其能够对计算机的软硬件造成破坏,同时它还能够进行自我复制,因此,一旦感染了病毒,其危害性是十分巨大的。
2.3 恶意网页的破坏
网络共享性与开放性使得人人都可以在互联网上所取和存放信息,由于信息的传递和反馈快速灵敏,网络资源的社会性和共享性,电力企业职工都在不断地点击各种网页,并在网络中寻找他们所需要的资源,网页中的病毒是挂靠在网页上的一种木马病毒,它的实质是一些不法分子通过编程来编写的恶意代码并植入IE漏洞而形成了网页病毒。当用户浏览过含有病毒的网站时,病毒会在无形中被激活,并通过因特网进如用户的计算机系统,当病毒进入计算机后会迅速的自我复制并到处传播病毒,使得用户的计算机系统崩溃,严重的会将用户的系统彻底格式化。
2.4 信息传递的安全不容忽视
在电力企业的计算机网络系统中,信息传输基本上是明文方式或采用低安全级别的加密进行传输,当这些企业信息在网络上传输时,其安全性就不能得到足够的保障,不具备网络信息安全所要求的机密性、数据完整性和身份认证。
2.5 软件源代码不能独立控制的隐患
传统硬件防火墙产品应用已非常广泛,网络性能与功能的矛盾是防火墙应用中越来越凸显的一个问题。
在亚太地区,防火墙已然更多地被作为路由设备而存在。防火墙原有的多项策略、报文的转发,各种拆包、组包和对包头的分析等功能,比路由器复杂得多,这么多的应用,一旦全部打开,自然会影响到防火墙的性能,从而影响到网络整体速度。这种状况一直困扰着防火墙厂商,并且影响到行业用户对防火墙的应用和信任,尤其是电信、金融、教育等高安全需求的行业,它们对防火墙本身的安全功能及防火墙在网络复杂情况下对速度的影响都提出很高的要求。
对亚太区各国重要行业网络边界安全状况的研究调查发现,各行业对防火墙的高级别需求增长很快。专家认为,这是因为用户对于现有的网络各种实时应用需求越来越多所致,例如VoIP、视频会议、网络教学等。企业网络应用越多所带来风险就越大,企业网络对基础安全的需求自然就越大。
然而调查数据显示,目前用户所应用的大部分防火墙不能真正实现网络的应用安全,大多数的安全行业用户也仅仅将防火墙用于路由和简单的安全策略的执行,“防火墙被当路由”的现象明显。
这样的情况并不完全在于用户的使用问题,现在一部分防火墙产品本身在技术和功能上的滞后也是一个原因。
Sidewinder为高安全而生
Sidewinder防火墙诞生在20年前,当时Secure Computing公司还是Honeywell公司的分支机构。Secure Computing应美国政府的要求为最早的互联网网络雏形提供安全方案,并专门为美国国防部进行安全应用方面的方案设计。这个方案要求架构不能被攻破,不使用补丁程序。这系列产品曾用于保护那些以达到美国政府计算机信任评估标准(Trusted Computing Systems Evaluation Criteria)的最高级别标准(A1)为目标的关键政府机构的计算机网络,并享有专利。
经过多年的演进,这款应用于政府和军队的产品逐步商用化。Sidewinder防火墙的高安全性主要源于它的强化操作系统平台―SecureOS。这是Secure Computing自行开发设计的专门作为全线网络安全产品的专有操作系统平台。Sidewinder以SecureOS专利技术作为系统平台,将操作系统和应用程序以及应用程序之间进行分离,实现了Unix和Type Enforcement的双重保护机制。Sidewinder防火墙还提供了业界最快速的达到网络第七层的纵深安全防护。其64 位架构,包括Intel双核技术的硬件平台,可以实现高性能和可扩展性。值得一提的是,Sidewinder防火墙在满足军事和重工业等尖端领域应用的高安全级别要求同时还易于使用,用户只须单击几下鼠标,就可以实现精细的控制。另外,随着VoIP解决方案在企业环境中应用变得日益广泛,Sidewinder防火墙借助深入的应用感知和控制功能为VoIP提供了基于应用层面的安全防护。
信誉评分体系摧毁安全威胁
目前,独特的Trusted Source技术作为信誉评分体系受到人们的关注。这个技术体系主要通过研究所有发送者之间的关系,进而确定发送者与接收者的邮件信息、发送频率以及流量等数据;根据分析结果积累,在未来的通信过程中,可以立即检测出相似邮件的发送行为所出现的偏差;对这种偏差进行社会行为属性的深入分析,进一步将他们网络特征与以往的经验进行数据挖掘分析,然后进行信誉打分;及时根据新的信誉打分体系库对分布在全球用户网络中的产品进行同步更新,从而在互联网威胁试图连接进入企业网络的初始阶段,利用Sidewinder防火墙等设备将它们阻挡在网络边界之外。