新型智慧城市网络安全体系建设方案

I 新型智慧城市网络安全体系 建设方案 I 目录目录 1总体规划方案 1 1 1指导思想 1 1 2发展原则 1 1 3建设目标 2 1 4建设内容 5 1 4 1 概念设计 5 1 4 2 总体架构 6 1 4 3 网络架构 7 1 4 4 数据架构 8 2网络安全体系详细技术方案 12 2 1网络安全体系技术方案 12 2 1 1 方案背景 12 2 1 2 发展现状 13 2 1 3 建设目标 14 2 1 4 总体架构 16 2 1 5 建设内容 17 II 2 2标准体系 65 2 2 1 方案背景 65 2 2 2 发展现状 67 2 2 3 需求分析 71 2 2 4 指导思想 76 2 2 5 基本原则 77 2 2 6 智慧城市标准规范体系 78 2 2 7 智慧城市评价体系 102 1 1 总体规划方案总体规划方案 1 1指导思想指导思想 全面贯彻落实国家关于智慧城市 大数据 互联网 等政策部 署 紧抓创建国家新型智慧城市的战略契机 以我市经济社会发展 的实际需求为导向 以改革创新为动力 以释放数据红利为核心 以信息惠民为宗旨 以产业振兴为基础 以善政法治为保障 以数 据流引领技术流 物质流 资金流 人才流 为我市创建成为智能 泛在的 互联网 城市 中部标杆 高效幸福的信息惠民重点示范 健康繁荣的新兴产业特色集群奠定坚实基础 1 2发展原则发展原则 整合共享 数据兴市 整合共享 数据兴市 充分重视数据资源的重要性 推进现有 数据资源的深度整合与应用 以互联互通 信息共享为目标 突破 部门界限和体制障碍 加强政府部门之间 政府与社会间的数据共 享 逐步有序推动数据的社会化开发利用 激发数据创新活力 提 升数据创新能力 充分释放数据红利 产城融合 信息强市 产城融合 信息强市 促进大数据产业 智能制造产业 智慧 城市建设和传统产业的改造协同发展 推进信息技术应用与经济社 会发展的深度契合 积极提升信息化建设成效 充分发挥信息流对 技术流 物质流 资金流 人才流的驱动作用 以现代信息技术驱 动装备制造业 高新技术产业发展 推动现代服务业发展 2 需求导向 智慧融市 需求导向 智慧融市 以经济社会各领域的发展需求为导向 推进智慧化建设与全市改革发展的深度融合 促进全市各部门 各 行业协调发展 面向公众生活 工作等多元化需求 突出重点 分 步实施 有序推进智慧城市建设 提高城市整体运行效率和管理服 务水平 优化城市资源配置 提升资源利用效率 多元协同 创新立市 多元协同 创新立市 引导大众创业 万众创新 推动机制创 新与智慧城市建设本质需求的深度吻合 通过创新应用 示范先行 带动产业和技术发展 促进形成技术创新 应用创新 商业模式创 新 体制机制创新 开放合作创新 创业创新要素集聚的发展格局 充分发挥政府在规划设计 政策扶持 标准规范 试点示范等方面 的引导作用 创新与沈阳经济社会发展相适应的投融资机制 充分 调动市场积极性 广泛吸引社会资金投入信息化建设 1 3建设目标建设目标 以科学发展观为统领 以坚持走中国特色新型工业化 信息化 城镇化 农业现代化 绿色化道路 深入推动信息化和工业化深度 融合 促进社会信息化持续推进等精神为指导 立足我市发展实际 大胆开拓创新 具有科学性和前瞻性 实效性 有亮点 突出我市 区位优势 通过 2 年努力 迈入全省新型智慧城市先进行列 到 2021 年建成全国一流新型智慧城市 3 实现多元普惠的民生服务 实现多元普惠的民生服务 构建以人为本 惠及全民的民 生服务新体系 智慧应用的建设使民众在城市多个维度都能够分享 提升市民满意度和生活品质 按照国家信息惠民示范城市创建工作 的要求 市民卡 一卡通 覆盖率 100 电子健康档案和社区卫生服 务全覆盖 医疗服务信息共享及医疗服务便捷度明显提升 为市民 提供更高效 便捷的一站式服务 实现市民办事 一号申请 一窗受 理 一网通办 为不同群体提供协同性 综合性 针对性服务 线 上为市民提供 足不出户网上办事 窗口 并能够采集基础数据支撑 委办局工作 所有校园实现数字资源全覆盖 提供多样化 高质量 的就业 养老 文化体育服务 交通拥堵明显改善 实现品质交通 绿色出行 实现智慧高效的城市管理 实现智慧高效的城市管理 以乌兰浩特经济社会各领域的 发展需求为导向 推进智慧化建设与乌兰浩特全市改革发展的深度 融合 促进全市各部门 各行业协调发展 面向公众生活 工作等 多元化需求 突出重点 分步实施 有序推进智慧城市建设 以数 据为基 实现决策有据 行动有方 提高城市整体运行效率和管理 服务水平 优化城市资源配置 提升资源利用效率 构建城市管理 的新模式 实现融合创新的产业经济 实现融合创新的产业经济 互联网与实体经济融合发展 城市产业转型提质增效 推进智慧城市建设与产业发展相结合 城 市产业支撑和吸纳就业能力显著提升 完善数据资源 数据技术 4 数据应用一体化的大数据全产业链 大数据相关产业规模达到 200 亿元 带动智慧产业规模达到 800 亿元 培育一批以智能制造为主 的国际知名品牌 打造中部地区智能制造谷 智能装备制造产值达 两千亿级 汽车及零部件 食品医药 新材料分别达到千亿级 新 一代信息技术产值过 500 亿 实现集约统筹的基础设施 实现集约统筹的基础设施 建设完善全市基础设施 为智 慧城市的互联互通 信息共享奠定良好的发展基础 提升城市宽带 网络性能 实现无线城市覆盖 深化政务网络建设 统筹规划部署 物联感知网络 统筹规划 集约建设 利旧建新 降低成本投入 缓解财政压力 实现安全可控的防护体系 实现安全可控的防护体系 强化网络与信息安全管理 按 照 谁主管 谁负责 谁运营 谁负责 的原则 夯实网络与信息安 全基础 各党政机关网站和重要信息系统应按照同步规划 同步建 设 同步运行的要求 参照国家有关标准规范 从业务需求出发 建立以网页防篡改 域名防劫持 网站防攻击以及密码技术 身份 认证 访问控制 安全审计等为主要措施的网站安全防护体系 积 极落实信息安全等级保护制度 开展相应等级的安全审查 安全等 级测评 风险评估和管理 做好信息系统定级备案 整改和监督检 查 使得乌兰浩特智慧城市建设能够全时安全 溯源反制 5 图 1 新型智慧城市建设目标 1 4建设内容建设内容 1 4 1 概念设计概念设计 图 2 新型智慧城市概念设计图 6 1 4 2 总体架构总体架构 全全面面覆覆盖盖的的感感知知网网络络 固定网络骨干传输网无线移动网络 高高速速泛泛在在通通讯讯网网络络云云计计算算数数据据中中心心 计算资源存储资源数据库资源 基基础础 设设施施 视音频感知环境感知信号感知位置感知ID感知 公公共共 资资源源 平平台台 地理信息系统人口信息库 基基础础信信息息资资源源 身份认证位置服务 公公共共应应用用支支撑撑平平台台 资源目录数据交换主题数据库 数数据据交交换换共共享享平平台台 智智慧慧 应应用用 企业信息库 电子政务 智能交通 数字城管 智慧旅游 智慧园区 智慧农业 智智慧慧管管理理 智智慧慧产产业业 智慧教育 智慧医疗 智慧环保 智智慧慧民民生生 智慧社区 智慧社保 天网工程 智慧公安 应急指挥 智智慧慧安安全全 服服务务 渠渠道道 智慧城市门户 网站 手机应用 APP 网上办事 大厅 市民 一卡通 城市服务 热线 交互式 宣传屏 信信 息息 安安 全全 管管 理理 平平 台台 运运 维维 保保 障障 平平 台台 智慧金融 图 3 新型智慧城市总体架构图 新型智慧城市建设将围绕 开放共享 智慧创新 充分整合 现有数据 系统 服务等资源 强化基础设施建设 打造 大数据 中心 和 智能处理中心 重点推进信息惠民 在线政府 城市 治理 产业经济四大领域建设 设施基础设施基础包括物联网 通信网 云设施 信息安全设施等 旨 在通过设施建设为数据资源治理 各类新型智慧城市应用等提供基 础保障 大数据中心大数据中心即通过融合基础库 主题库 融合库 对数据进行 初步处理 提高数据质量 保障数据安全 为数据资源的开发利用 做好一级整备 智能处理中心智能处理中心通过对初步处理过的数据进行分析挖 7 掘 业务建模等深度开发利用 形成知识和决策辅助信息 实现从 数据到智慧的价值转换 领域应用领域应用主要包括信息惠民 在线政府 城市治理 产业发展 四个方面 通过深化现有领域应用 强化跨行业 跨部门的智慧融 合 促进业务的快速反应和政务的高效协同 提升政府的智慧治理 能力 打造精细精准的城市治理体系 促进城市经济融合创新发展 1 4 3 网络架构网络架构 图 4我市新型智慧城市网络架构示意图 8 1 4 4 数据架构数据架构 1 4 4 1智慧城市数据架构智慧城市数据架构 图 5我市新型智慧城市数据架构 1 4 4 2非结构化数据规划非结构化数据规划 1 地理空间数据规划 地理空间数据规划 建设好的地理空间框架应该是智慧城市建设的重要基础设施 通过物联网的互联性和智慧化的功能 把所有东西立体化 虚拟化 这是地理空间框架作为基础设施的基本目标 9 图 6地理空间数据规划 地理空间框架 应包括空间数据集 管理服务平台 支撑环境 以及若干示范应用 4 个部分 为将地理空间数据更好的利用到政务 民生和产业上 在前期对地理空间数据架构的规划上需考虑以下四 点 1 充分利用空间数据集的海量异构源数据 建立智慧城市的数 据中心 通过数据中心的功能仓库和集成管理等几方面的提升 实 现包括二维 三维 元数据信息的各类数据存储 为智慧城市提供 10 直观的展现平台 为物联化 互联化 智能化提供基础和决策支持 2 管理服务平台的转化 从数字城市地理空间框架的管理平台 向智慧城市的集成运营平台转化 为提供基础数据和各类专题数据 的数据支撑 同时利用平台的快速搭建配置应用系统 零编程 模 块化的特点来为新型智慧城市提供支撑 3 支撑环境的拓展 地理空间框架的环境应该向云的模式拓展 4 作为智慧城市的智慧国土 智慧交通 智慧规划 智慧旅游 智慧医疗等行业的各个方面 地理空间框架有较大的应用基础 属 于能体现应用特点的尖端技术 能够成为智慧城市应用发展的必要 支撑 2 视频类数据规划 视频类数据规划 视频类数据包括交通道路视频信息 公共安全视频信息 社区 监控视频信息等 视频类数据为城市智慧交通 智慧城管 智慧公 共安全等提供了海量的数据支撑 对视频类数据的规划和地理空间 数据类似 需要建立统一的数据中心 管理平台向集成运营平台转 化 支撑环境的云化 视频数据有几大特点 采集设备多 实时性要求高 非结 构化数据流 传输和存储数据量大 针对视频数据的特点 有必要 11 制定采集设备维护和管理的制度 数据传输方案 记录和存储策略 数据定期整理的规则 而且对非结构化视频数据的有效智能感知和 识别 是智慧城市视频类数据能否真正智能的关键 1 4 4 3结构化数据规划结构化数据规划 1 公共数据库规划 公共数据库规划 依托公共基础数据库的建设 实现数据共享并形成自然资源与 空间地理信息数据库 人口基础数据库 法人基础数据库 宏观经 济数据库 城市基础空间数据库 建筑物基础数据库 政务信息资 源共享数据库等公共基础数据库 数据中心是各类数据资源 信息资源的汇聚地 数据中心采用 通用标识编码技术对城市内的人口数据 法人数据 地理数据 房 屋数据 经济数据 设施设备数据 网格数据等各类需要标准化的 数据统一用一套方法建立通用标识编码标准 形成 全信息链 数据 库 在此基础上再构架一体化云应用平台 实现各种业务系统在该 平台上的高效构建和集成 2 核心数据规划 核心数据规划 在智慧城市的建设中 应充分考虑核心数据的安全 避免数据 丢失和被窃取 保证核心数据的安全 对于核心数据应该按机密 重要程度进行分类 采用分级的安全策略 对于机密程度和重要性 12 都非常高的数据 可采用网络物理隔离 强密钥的身份验证机制 多重安全保障体系 及时可靠的容灾备份方案来保障数据安全 13 2 网络安全体系详细技术方案网络安全体系详细技术方案 2 1 网络安全体系网络安全体系技术方案技术方案 2 1 1 方案背景方案背景 2 1 1 1 政策背景政策背景 在国家信息安全政策方面 我国早在党的十六届四中全会就已 经将信息安全作为国家安全的重要组成部分 提出了要 确保国家 的政治安全 经济安全 文化安全和信息安全 的目标 2003 年中 发办 国家信息化领导小组关于加强信息安全保障工作的意见 提 出要加强我国信息安全保障工作的总体要求和主要原则 现在已经 成为了我国当前信息安全保障工作的纲领性文件 2004 年起 公安 部相继发布 关于信息安全等级保护工作的实施意见 信息安 全等级保护管理办法 及 关于开展全国重要信息系统安全等级保 护定级工作的通知 旨在指导信息安全等级保护工作的开展 近 几年随着我国信息化工作的进一步深化发展 斯诺登 等信息安 全事件的 表现 也加强了我国对信息安全保障工作的重视 2017 年中央网络安全和信息化领导小组成立 中共中央总书记 国家主 席 中央军委主席习近平任组长并主持工作 做出了 没有网络安 全 就没有国家安全 没有信息化 就没有现代化 的重要讲话 以终端安全 主机安全 系统安全 数据安全及管理安全等为主要 内容的信息系统安全等级保护制度在全国全面并强制的推广 覆盖 14 了政府 企业等全行业的信息安全领域 网络安全作为我国城市信 息化的重要组成部分 自然要参照相关的信息安全政策 2 1 1 2 社会背景社会背景 智慧城市中移动互联网 物联网 云计算等新型应用领域和应 用场景的不断涌现 对电子认证服务需求日趋多样化 个性化 在 智慧城市建设中需要以用户为中心 围绕用户需求 加强技术研发 研究创新服务模式 提高服务质量 改善用户体验 提升服务便捷 性和产品易用性 保护用户隐私和传输信息的安全性 因此 智慧 城市建设在满足服务功能的基础上 需进一步提高信息安全基础设 施服务 保证智慧城市服务功能的安全 2 1 2 发展现状发展现状 新型新型智慧城市是在城市化与信息化融合等背景下 围绕改 善民生 增强企业竞争力 促进城市可持续发展等关注点 综合利 用物联网 云计算等信息技术手段 结合城市现有信息化基础 融 合先进的城市运营服务理念 建立广泛覆盖和深度互联的城市信息 网络 对城市的资源 环境 基础设施 产业等多方面要素进行全 面感知 并整合构建协同共享的城市信息平台 对信息进行智能处 理利用 从而为城市运行和资源配置提供智能响应控制 为政府社 会管理和公共服务提供智能决策依据及手段 为企业和个人提供智 能信息资源及开放式信息应用平台的综合性区域信息化发展过程 15 2 1 3 建设目标建设目标 从智慧城市业务系统信息安全保障 信息安全运营等方面入手 统筹规划智慧城市信息安全工作 保障智慧城市业务 民生和经济 的协调和可持续发展 1 我市智慧城市的建设需要符合国家等级保护和国家电子政务 外网安全等级保护的基本要求 满足适度安全原则以及标准化 可 控性 完备性和最小影响 数据分级保护的原则 2 信息安全涉及到智慧城市的各个层面 单一的安全解决方案 不能满足智慧城市的中信息安全的需要 只有通过构建统一的智慧 城市信息安全保障体系 较为全面覆盖物理层风险 感知终端的风 险 网络传输的风险 数据风险 应用风险以及管理运维的风险 才能够有效地保障智慧城市的信息安全 结合相关的规定及建设与 运维智慧城市信息安全系统的经验 我市智慧城市信息安全保障体 系建设将按照 一个中心 三个能力 原则进行 一个中心 三个 体系 的规划建设 将根据我市智慧城市的各组成单元的特点 针 对性的提供安全保障措施 同时对各组成单元共享的组成部分或者 管控要素提供统一的安全手段 达到统一管控 节约投入 共享资 源的目标 又考虑各业务模块的特点 满足个性化的安全保护需求 并通过采用系统的 量化的 有效的手段对信息安全管理现状进行 16 测量和评价 从而发现潜在的安全控制弱点 切实推动安全管理规 范的落地 持续提升组织的信息安全管理水平 3 我市智慧城市建设过程中应重点遵循分域保护原则 智慧城 市应根据所承载的业务系统实际需要 将智慧城市数据中心网络划 分为公用网络区 互联网访问区 安全接入区等不同的安全区域 实施不同的安全策略进行边界防护 在所管辖的网络边界范围内 管理好统一的互联网出入口 安全接入平台并做好各单位局域网接 入边界的访问控制 及网络管理系统 安全管理系统等自身业务系 统的安全保障 对不同安全等级网络的互联及各用户局域网的接入 应采取有效的边界访问控制策略 对非授权访问 异常流量 病毒 木马 网络攻击等行为进行控制和监测 保证网络和业务的安全 4 我市智慧城市建设过程中应加强智慧城市整体的安全防护能 力 确保智慧城市的安全性 可靠性和一致性 保证所承载业务系 统的畅通和安全以及数据和个人隐私的安全 要重点保护数据安全 和个人隐私 围绕数据从采集 传输 存储 分发和访问等全生命 周期进行有针对性的防护 要做好身份管理和权限访问控制 5 我市智慧城市的建设过程中涉及到各类角色和职责如下 1 智慧城市主管部门 智慧城市主管部门是智慧城市管理工 作的负责单位 并对智慧城市建设管理单位的安全规范进行审核并 提出相关意见 17 2 智慧城市建设主管单位 智慧城市建设主管单位是负责智 慧城市安全建设的责任单位 负责智慧城市的建设和日常管理工作 负责监督 检查和指导智慧城市运营维护工作 并负责对接入的政 府单位进行技术指导 制定各项安全管理制度 定期进行检查 3 智慧城市数据提供单位 我市智慧城市数据提供单位为各 涉及智慧城市数据提供的委办局 各数据提供单位是各数据安全的 责任单位 负责监督 检查和指导智慧城市数据分级 数据脱密和 数据全生命周期管理 采集 处理 存储 分发 访问 工作 4 智慧城市运行维护单位 智慧城市运行维护单位由智慧城 市建设主管单位指定 按照智慧城市建设管理单位的要求 具体负 责智慧城市的运行维护工作 负责依照国家信息安全等级保护的管 理规范和技术标准 政务外网相关技术要求 进行智慧城市的运行 维护和安全保护的技术实施等具体工作 5 信息安全测评机构 第三方测评机构 根据智慧城市建设 管理单位的委托 对智慧城市的安全进行测评 2 1 4 总体架构总体架构 信息安全保障体系围绕 一个中心 三大体系 进行建设 为 智慧城市项目建设 运行维护和安全运营提供全方位安全保障 一个中心 是指具备集中化 度量化 可视化的基于云计算技术 大数据分析技术与物联网技术等新兴技术的信息安全持续监控与安 18 全事件集中处理的可视化度量中心 三大体系 指安全技术体系 安全管理体系 安全服务体系 如图所示 2 1 5 建设内容建设内容 2 1 5 1 系统规划系统规划 从我市智慧城市业务系统信息安全保障 信息安全运营等方面 入手 统筹规划我市智慧城市信息安全工作 保障我市智慧城市的 业务 民生和经济的协调和可持续发展 智慧城市的边界依据其管辖范围来确定管理边界 智慧城市的 数据共享网络是一张逻辑上的网络 通常会连接智慧城市数据中心 局域网络 政府部门专网 视频资源网 电子政务外网及互联网 5 个网络 19 智慧城市数据中心局域网络与各政府部门专网之间 以智慧城 市放在政府部门接入单位内的接入路由器为边界 智慧城市与电子 政务外网之间 以智慧城市数据中心的边界接入路由器为边界 智 慧城市数据中心与互联网或其他公众通信网络之间 以接入设备或 者安全网关设备为边界 各部门托管在智慧城市云数据中心的业务 系统 按照云计算服务安全指南的意见 由智慧城市运维单位与托 管单位签订服务等级协议 明确双方安全责任 信息安全保障体系围绕 一个中心 三大体系 进行建设 为 智慧城市项目建设 运行维护和安全运营提供全方位安全保障 一个中心 是指具备集中化 度量化 可视化的基于云计算技术 大数据分析技术与物联网技术等新兴技术的信息安全持续监控与安 全事件集中处理的可视化度量中心 三大体系 指安全技术体系 安全管理体系 安全服务体系 本期项目服务的范围考虑整体项目涉及的所有的数据安全 网 络安全等 网络安全体系主要建设六大中心及十大平台 六大中心包括 容灾恢复中心 监控应急中心 密钥管理中心 安全管理中心 安全评测中心 十大平台包括 20 安全域和网络访问控制平台 统一监控与审计平台 防病毒 补丁与终端管理平台 统一监控与审计平台 统一安全管理平台 统一认证与授权管理平台 数据备份与容灾平台 设备安全配置与 加固平台 统一应用安全平台 安全运维管理平台 2 1 5 2 系统设计系统设计 1 信息安全面临的挑战 一般说来智慧城市的总体层次可分成物理层 感知层 网络层 平台层和应用层 对应的安全方面分别有物理层风险 感知终端的 风险 网络传输的风险 平台及数据风险 应用风险以及管理运维 的风险 1 1 物理层风险 物理层风险 物理层安全风险主要指物理基础设施的安全风险 但是 物理 基础设施不仅仅限于机房 物理设备等范畴 在传统的信息安全领 域 物理安全可分为人员的 物质的 自然的 在智慧城市中 物 理层安全又体现出截然不同的特性 1 移动化的终端 移动化是智慧城市最典型的特征 整个智慧城市由大量的 可 移动的终端设备组成 例如智能终端 手机 平板等 这些设备不 可能放到一个固定的机房中进行保护 因为移动化 它们自身的防 21 护能力较弱 很容易被不法分子偷窃和获得 同时 这些智能终端 容易被病毒感染 尤其是各种伪装成应用的病毒 对智能终端有着 极大的破坏性 更严重的是 智能终端都是通过无线接入 将整个 传输通道暴露在机房之外 也失去了传统的机房对网线这种传输防 护的手段了 2 物联化的感知介质 智慧城市最常见的物联网基础设施就是各种感知器 如摄像头 等 物联网首要特点是物联 即分布式的 分散的物联 因此它们 的感知终端就是要散布在不同的地方 这些感知器自身的防护能力 较弱 很容易被破坏或者控制 同时因为暴露在机房之外 受到攻 击和物理 自然破坏的几率也大大增加 关键是 对这些破坏行为 和攻击行为又很难有效地进行监控 这是智慧城市所面临的一个巨 大的 普遍存在的风险 3 云化的基础平台 智慧城市中云技术的发展使得基础设施安全有了一个巨大的变 化 那就是传统的物理边界被模糊化了 所谓的模糊化 更多的理 解为虚拟化 云化 由于云技术的普及 导致原本存在于物理机房 的物理边界被模糊了 设备的接入和管理 温控等等都已经不再按 照传统的物理边界来进行 而是变成了虚拟化的云平台 这个平台 的物理安全已经不是用户来承担 更多的是由云服务运营商来承担 22 责任不同带来的安全防护和管理措施也会发生变化 除了要使用传 统的方式对数据中心进行防护外 还要考虑到云平台的逻辑安全隔 离问题等等 这里面有着传统的安全没有考虑的新的安全问题 除 了基础设施平台完全不同之外 还存在如数据安全 大数据的分析 需求等 4 复杂化的人员安全 物理安全有一个重要的组成就是人员的安全 这里的人员安全 并不是指人员管理的安全 而是指人员的身体安全 如健康 生命 安全等 智慧城市中人员安全存在着一定的复杂性 传统人员的安 全保障可以在办公室 机房为操作人员提供健康 绿色的工作环境 免受物理伤害 辐射伤害等 在突发灾难发生时首先保障人身安全 但是 在智慧城市体系中 人员安全不仅仅是存在于办公室和机房 了 还随着移动化的网络遍布整个城市网点 这就带来了人员安全 的复杂性 如何规范智慧城市各种负责环境下的人员安全 给出合 理的安全保障建议和管理手段 是一个巨大的安全挑战 2 2 感知层的风险 感知层的风险 感知层与物理层紧密连接 同时又为智慧城市提供主要的感知 数据来源 在当前的智慧城市体系中 感知层往往都是和物联网联 系在一起的 因为物联网的技术本身就是智慧城市感知层的基础技 术 23 智慧城市感知层包括感知终端和感知网 其中 感知终端主要 指个各种手持设备 FRID 标签 传感器 智能监视设备 智能家电 设备 GPS 和遥感等 我们一般提及感知终端的安全 还包括与感 知终端相连接的网络部分 即感知网 感知网将某一类的感知终端 汇聚在一起 并通过一个或者若干个节点与智慧城市的网络进行连 接 上传各种数据或者获取必要的指令 因此我们可以把感知网当 成是只有某一类感知终端存在的局域网 感知网中的对外节点一般 可以称之为感知节点或者叫做感知网关 在每一个局域性的感知网络中 除去之前所说的物理安全 如 偷盗 物理破坏方面的风险外 还存在更多的复杂安全风险 主要 表现在 1 感知终端的脆弱性 当前 物联网的传感终端已经诞生了诸如智能卡 传感器 红 外感应器 摄像头 GPS 北斗等多种感知终端设备 有的设备还具 备一定的智能属性 但是 这些感知终端因为大都暴露在没有物理 防护的外部环境下 给人为控制 入侵和仿造这些设备带来了一定 的便利性 通过一定的技术手段就可以破解智能终端的防御机制 进而可以控制 屏蔽这些终端 甚至是伪造终端数据 带来显而易 见的安全问题 这些年来 针对智能卡的破解和伪造 摄像头的入 24 侵等事件就是典型代表 而感知终端技术的参差不齐也在一定程度 上增大了终端安全的脆弱性 2 感知网络的脆弱性 感知网络的传输大都是通过无线网络进行的 因此就存在针对 无线网络传输的监听 干扰问题 这一类问题在传统的信息安全风 险中屡见不鲜 一旦无线传输通道被监听 就有可能破坏系统数据 的机密性 被干扰则会带来系统数据的可用性风险 而现状是 大 部分的感知网络并没有使用防止监听的机制和协议 很多甚至都是 明文传输 同时 感知网络的网关也容易被恶意人员控制 在物联 网的体系中 感知网关一般都是带有 IP 地址的 相当于一台 PC 或 者服务器 在信息安全领域有一个说法 这个世界上没有安全的服 务器 只有被入侵或者即将被入侵的服务器 入侵一台设备的方法 是很多的 利用弱点扫描并发起攻击是最常见的方式 至于 零日 漏洞 的方法则具有更大的成功率 网关被控制 往往也意味着这 个感知网络被控制 利用感知网关可以进行许多的高风险的有害行 为 诸如伪造并发起大量数据的 DDos 攻击 屏蔽该网络使得感知网 络失效 监听该网络获取敏感的数据等等 3 管理的复杂性 物联网的快速发展使得感知技术也呈现出多样的格局 因为感 知终端的形态大小 处理能力 存储方式和厂家技术的差异 使得 25 感知技术缺乏统一的标准 众所周知的 多样性带来的最大风险就 是管理风险 至今为止 尚未存在一个系统或者方法能够有效的管 理 分类和监控所有的感知终端 只能是在某一类终端的某一个型 号范围内进行局部的管理 但是 智慧城市就是各种不同感知终端 的结合 单单针对一类终端或者某一型号终端的管理 根本无法解 决问题 很显然的 不能有效地管理终端 就带来了诸如信息的统 一性 信息的共享 设备的定位和检测以及快速响应等一系列的问 题 4 感知信息的敏感性 智慧城市需要感知广泛而多样的数据 这是毋庸置疑的 但是 这并不意味着所有的数据都可以被感知 或者可以被共享出来 2017 年著名的斯诺登事件就将这个风险暴露无遗 为了国家安全 美国的情报机构可直接进入众多的网络服务器中 获取到大量的个 人数据从而便于国家的安全监控 众多著名的公司如苹果 思科等 公司都卷入其中 事件持续发酵 进而影响扩散到了国际上 也促 使很多国家和地区反思自己的安全保障 而智慧城市要做的事情有 些类似 它需要收集各种智慧业务的基础数据 除了个人数据之外 还有涉及到国计民生的国家数据 公共数据 这些数据一方面面临 是否可以被收集的合法性问题 另一方面也面临能够被共享的法律 问题 目前这方面的法律条文还是一片空白 26 3 3 网络传输层的风险 网络传输层的风险 智慧城市的网络结构一般都是由新一代的有线网络 移动网络 WIFI 网络及卫星通讯网络组成 新一代网络通信技术的应用是智慧 城市的典型特征 它实现了有线无线的一体化 将各类音 视 消 息及数据信息统一的传输和管理 达到了无边界互联互通的效果 1 更复杂的数据传输加密 在传输链路上对数据进行加密 是保障数据不被窃听和篡改的 最有效手段 无论是在感知网络内的加密 还是网络传输层的加密 以及用户端到服务端的应用传输加密 都是基于这种思路而实施的 但是感知层的技术标准不统一 加密协议也是多种多样 有的感知 器与节点之间甚至根本就没有采用加密手段 这造成了巨大的泄密 隐患 而在网络传输层和应用层 广泛使用的使用 SSL VPN 使得这 里的数据传输保密性要好很多 2 更广泛化存在的通讯协议漏洞 智慧城市的网络结构中包含了有线网络 移动网络 WIFI 网络 及卫星通讯网络 每一种网络都有自己的网络通信和传输协议 在 传统的有线网络传输中就已经暴露出了通讯协议的漏洞问题 诸如 OpenSSL 心脏出血 漏洞等 网络通信协议本身的不健全是一个巨 大而难以避免的安全隐患 智慧城市的这个隐患尤其突出 智慧城 市所采用的 3G 尤其是 4G 通讯技术 GPS 北斗等卫星定位网络 以 27 及红外传输 蓝牙传输 WIFI 等短距离的传输协议中 都隐藏着因 为协议缺陷而存在的风险隐患 如 目前 WLAN 安全机制存在天然缺 陷 造成 IP 的盗用和滥用 LTE 安全机制仍有未解决问题 造成用 户身份和数据的泄露 目前几乎所有的移动终端上使用的 OMA DM 协 议存在漏洞 可能导致被黑客安装恶意程序或存取机密信息等等 在这种情况下 信息安全的 短板理论 就极为突出了 广泛存在 的协议漏洞极易造成通信网络的信息安全风险 一旦某个协议再度 爆发漏洞和缺陷 由于互联互通的效果 使得整个网络中原本不存 在协议漏洞的网络也会被波及 进而影响到整个智慧城市的网络通 信安全 3 更大规模的攻击行为 智慧城市有一个特点就是数据量巨大 这也催生了大数据分析 这个需求 而对于网络传输层来说 也意味着要具备更大的带宽才 能够支撑这种规模的数据传输 但这也为网络入侵和攻击行为提供 了温床土壤 与此同时 这几年来越发流行的 APT 攻击行为在智慧 城市中也是极为常见 APT 攻击具有极强的隐蔽性 且潜伏期长 持续性和目标性强等特点 这种新型攻击主要针对重要的基础设施 和单位进行 包括城市公共业务 电力 金融 国防等关系到国计 民生或者国家核心利益的网络基础设施 由于智慧城市融合大量城 市重要资源 非常容易成为这些攻击者的目标 加之智慧城市天然 的网络优势 更容易滋生这种高可持续性的攻击行为 28 4 更差异化的网络认证 网络传输中的认证机制一直都是网络传输安全的重点 智慧城 市的网络传输也不例外 网络中需要认证的对象主要是接入终端 用户 系统及应用等 这些认证大都和不同的智慧业务关联在一起 也就是说 每一种业务都必须有一种特殊的认证方式 当前 智慧 城市大都是采用云资源平台的方式汇聚各类服务业务 云平台本身 对租户也需要另外一层的用户认证 它的优先级甚至在业务认证之 前 因此 对于云平台中的用户认证 除了第一层的租户认证之外 还需要根据不同的租户业务提供不同的认证及访问控制方式 也就 是差异化的认证服务 这需要智慧城市的云平台认证体系能够在认 证网关 3A 平台 自助服务等系统中支持类似的认证方式 但是 云平台的运营商本身可能在自身的平台运行机制上存在漏洞 从而 产生新的安全风险 这是一个比较现实的问题 而且一旦出现漏洞 影响的就不是单个业务系统 而是运行在整个云平台上的多个业务 系统 4 4 平台层风险 平台层风险 在智慧城市体系中 平台层是各类业务系统的承载 它的核心 一般是基于共享数据库的城市管理中心平台 它基于云计算技术和 中间件技术 对城市收集到的数据进行存储 处理和转发 通过分 布式计算和虚拟化技术满足智慧城市未来更加丰富应用的需求 按 29 照基础功能来划分 构成智慧城市中的平台主要可分为虚拟化的云 平台以及汇聚在云平台上的数据 虚拟化云平台为公共信息平台提 供硬件资源管理服务 是城市运营中心的基础设施 其上可进一步 承载众多的智慧业务系统 而云平台上的数据是实现城市不同部门 异构系统间的资源共享和业务协同的基础 这两者在智慧城市中又 具有完全不同的风险特性 其风险分别如下 1 云平台风险 智慧城市平台最典型的一个特色就是云化 云化的平台以虚拟 化技术为基础 包含了云计算 云存储等云服务功能 它的信息安 全与传统的信息安全领域截然不同 属于新技术发展背景下的新兴 安全领域 在云平台中 传统的网络安全 主机安全 数据安全依 旧存在并呈现出新的特点 同时还存在诸如虚拟器的安全 租户模 式带来的风险等 2 基础软件的漏洞 云平台的基础主要是虚拟机软件 因此 云平台的安全问题 首先必须要考虑到虚拟机系统的健壮性 作为一个应用软件 它本 身所存在的安全隐患一直为人所讨论 由于虚拟机是运行在硬件的 宿主机之上的 因此宿主机可对虚拟机的运行情况进行检测 甚至 是做出一些改变 比如启动 关闭 停止 重启虚拟机软件 监控 虚拟机的资源使用情况 包括 CPU 内存 硬盘等 可以改变虚拟 30 机的资源配置 包括 CPU 数量 内存大小 磁盘的大小及网络接口 甚至监控到虚拟机内运行的应用程序 进而了解到虚拟机内部运行 的客户业务 反过来 运行在虚拟机里的程序 可能利用一些设置 或者底层的技术来访问宿主机 进而造成更大的安全隐患 比如 VMWare 虚拟机可以通过设置共享文件夹的方式 把宿主机上的文件 夹或驱动器映射成虚拟机的一个磁盘 这样就可以让虚拟机与宿主 机实现数据互访 结果导致严重的泄密问题 给病毒传播提供了便 利 3 传统防护手段的失效 尽管通过虚拟化技术将单个的物理服务器虚拟化成多个虚拟的 服务器 但云平台中网络元素没有改变 依旧存在需要防护的系统 应用及用户等 也需要利用防火墙等传统安全技术进行区域划分和 隔离 需要控制网络边界的访问 执行用户接入的认证以及行为审 计等 但是 虚拟的服务器构成的网络 尤其是虚拟服务器之间的 交互 有一部分是绕开了外部防火墙 路由器 交换机等网络设备 自然也就绕开了这一类的安全控制和审计 从而带来一定的不受控 制的风险 这样 传统的安全防护手段就要在部署或者技术实现方 式上做出改变了 4 云服务带来安全责任主体的变化 31 云平台的安全责任主体有了很大的不同 负责云平台安全的主 体已经不是传统的用户 而是云服务提供商 云服务提供商需要考 虑如何构建一个安全的云平台环境 保障云数据中心 云网络和数 据的健全 从而给云用户提供足以支撑业务要求的安全环境 云服 务在市场上流行的模式有三种 分别是 IaaS 基础设施即服务 PaaS 平台既服务 以及 SaaS 软件即服务 其中 SaaS 模式下的用 户信息安全基本依靠云服务商 IaaS 和 PaaS 模式下用户还能够进 行一定的安全管理 但是 云平台服务商毕竟不是用户 他对云用 户的业务并不关心或者并不精通 因此只能提供普适性的整体安全 防护 如统一的边界防护 身份认证和身份管理等等 并不能提供 差异化的 针对用户业务的权限管理 部署特定的安全手段等 这 需要用户和运营商进行协调处置 目前还没有统一的标准 更严重 的是 原本由用户掌握的资源 因为安全责任主体的变化 使得云 平台服务商可以掌握用户的数据 云服务商就有了对数据访问权限 服务商内部存在的有意或者无意的泄露行为都可能对用户的信息安 全造成严重的威胁 比如 将用户的数据私自拷贝 占有甚至商业 出售 监控用户的业务趋势 进行统计性的分析从而获取极有价值 的商业情报等 对于这些风险 用户没有丝毫的技术防护手段 租 户的数据泄露风险自然也是极为严重 5 多租户的安全隐患 32 云平台中的租户是多租户 每一个租户都是云平台的一个 房 客 花钱购买一个空间的 租住 权利 租户除了要承担上文所 说的租户数据泄露风险外 还面临租户之间可能的信息泄露问题 比如 内部的虚拟机之间的交互不通过外部交换机 走的是云网络 自然就无从判断访问的合法性问题 那么内部租户之间的通信如何 管理和审计 如果一个租户进行非法的入侵和攻击行为 就没有相 应的手段进行防护了 它在自己的虚拟环境上开启一个漏扫系统 就可能发现整个平台中其他虚拟机的漏洞进而进行利用 造成了严 重的影响 5 5 数据风险 数据风险 1 数据集中与风险集中 云平台带来的一个现象就是数据集中 数据集中固然有很多的 共享 分析 访问的优势 但是也同样的带来了风险的集中 云平 台中汇聚了大量的主机 网络设备 应用及相关的数据 并且可访 问的方式也变的多样 存在诸如有线网络 移动网络 WIFI 及卫星 网络等多种方式 可以被 DDos 等攻击手段利用的渠道也是十分丰富 DDos 的威力也是大大增强 这在客观上容易引起攻击目标的焦点汇 聚 造成了风险的提升 而且 被攻破后其可能的风险严重级别远 不是以前传统网络模式可比 这即是云平台数据的安全特性 也是 整个智慧城市的安全特性 同时 集中化的数据使得数据的可用性 33 完整性的需求尤其突出 对灾备系统的要求也更加严格 毕竟牵一 发而动全身 数据恢复机制一旦有了问题 影响的不是一两个服务 而是整个云平台的所有服务 2 剩余数据风险 在云平台中 除了租户之间访问风险 云服务上主动泄密风险 外 云服务的提供商对租户的管理也存在安全隐患 当用户撤销和 终止服务的时候 云服务商是否将用户的数据进行了清理和删除 能否保障有效的删除而不被恢复 是否直接将原租户的空间派发给 了下一个租户 使得下一个租户 意外 地继承了上一个租户的数 据 时至今日 这些风险都缺乏关键的技术手段来支撑 3 大数据与 hadoop 云平台下的数据是海量的 海量的数据有两个重大的影响 就 是存储和分析 海量数据的存储与传统的数据存储不同 因为采用 了 hadoop 的技术 它是分布式存储的 对数据灾备提出了新的要求 即数据备份方式也必须是能够满足分布式的网络结构 同时 海量 数据的访问 分析和计算是智慧城市的关键技术之一 目前 hadoop 是大数据分析的主要工具 但是 hadoop 集群环境中存在大 量的分布式节点 针对这些节点的有效防护有别于传统的安全防护 手段 传统的安全防护都是针对一个物理设备或特定网络的 而分 布式网络环境必然要求分布式防护手段 但是针对每一个节点进行 34 防护又会在无形中增加信息安全的建设成本 要知道 成本和可用 性的冲突是信息安全永恒的话题 再者 hadoop 当初诞生的主要目 的还是对大量的非结构化数据的存取访问 并没有针对安全进行制 定完善的协议 比如缺乏节点之间的加密机制等 这个风险目前在 智慧城市中还不明显 但却是一个不容忽视的隐患 4 数据加密 对存储数据进行加密及对数据使用进行审计 这已经是业内针 对数据保密的共识之一 大数据也不例外 传输过程中的加密仅仅 是防窃听和篡改 但是云中存储的数据才是安全防护的重点 在传 统的防护体系中 加密的数据是在自家的服务器和数据中心中 被 盗取的风险很低 如果物理安全手段和网络安全手段奏效的话 但是在云时代 加密的数据是存放在云服务提供商的云平台中 加 密机制是用户自己定义还是使用云服务提供商的固有机制是一个难 题 因为这会影响到密钥和加密算法的安全管理 5 综合关联审计 在数据审计方面 除了数据量巨大增强了数据审计的难度之外 大量的非结构化数据及智慧城市下汇聚的多样的数据类型 都对审 计技术和人员提出了更高的要求 当前针对数据审计有一个新的趋 势 那就是多维度的关联分析 无论是针对各类合规法案还是 APT 攻击的深度挖掘 都要求审计系统能够演化出新的模型 能够在海 35 量数据及大数据的环境下综合分析和关联形式多样的数据 准确的 定位审计目标 6 6 业务及应用风险 业务及应用风险 平台层之上的应用层实现各种智慧应用 如电子政务 平安城 市 智能交通 应急指挥等 各种智慧应用的主要目的是方便 快 捷地为市民服务 构建服务型新型网络体系 它是智慧城市与用户 市民直接接触的层次 主要由大量的系统和应用组成 这些应用在 实现 设计 使用的过程中不可避免的会面临各种安全风险 尤其 是移动化将系统从传统的 PC 服务器 模式扩展到 移动终端 服 务器 PC 模式之后 应用风险变得尤其复杂 1 设计风险 在传统安全领域 应用系统在设计 开发的过程中会存在脆弱 性 这是公认存在的 比如 因为编码规范问题导致的应用缺陷 采用的编程语言因为固有逻辑带来的反编译风险 流程逻辑的脆弱 性 编程人员故意留下的程序后门等 在智慧城市中这些风险非但 不会消失 反而会因为各种智慧业务的增多而随之增多 尤其是在 移动应用大规模的普及和使用之后 这种风险迅速的扩散到了全智 慧城市的各个角落 跨域个人 企业 政府的所有领域 移动 APP 的开发不存在技术门槛 更加便利也更加不规范 更容易被二次打 36 包带来更大的风险 智慧城市的 互联 优势使得这种设计风险的 扩散也更加便利 2 认证风险 智慧城市把众多应用系统整合在一起 各系统之间需要相互协 作 互通和共享数据 这也是智慧城市体系的特性之一 在这种背 景下 用户与应用 应用与应用之间就存在所谓的认证和身份鉴别 需求 判断用户是否具备访问应用的权限及多个应用之间是否具备 数据互访的资格等问题 在智慧城市的体系下更加的突出 传统的 认证方法需要根据智慧城市的特点来调整 即需要实现网络认证和 应用认证的统一 也需要梳理明确智慧业务和应用本身的访问权限 范畴 而在现在的市场上 智慧城市也属于一种新型的业务模型 对于智慧业务的权限范畴至今没有统一的标准可以参照 只能根据 城市的实际需求和建设方的经验能力来不断摸索 3 可用性风险 当前 各类智慧业务和应用普遍采用了诸如人工智能 智能学 习 智能识别等新型分析技术 借助于 4G 等新型网络和 Web 技术实 现了便捷的访问和运转 这要求智慧业务的后台能够支撑复杂的分 析算法 具备较强的分析计算能力 并且还需要快速有效的响应来 自于网络上的请求 越是如此 智慧业务越容易被诸如 DDos 攻击和 APT 攻击干扰 影响系统的稳定运行 而大量的运行在 Web 上的应 37 用就更容易被攻击了 诸如 SQL 诸如 跨站脚本攻击等日渐火热的 爆发现状也在一定程度上说明了这一点 7 7 管理及运维风险 管理及运维风险 安全管理和安全运维一直都是信息安全领域的核心地带 三 分技术 七分管理 有效的管理和运维所带来的安全效益甚至比 技术手段更显著 在传统的信息安全中 信息安全管理存在众多的 国际和国内的相关标准 比如国际上的 ISO27001 管理体系 国内的 信息系统安全等级保护等 这些标准为信息安全管理提供了指导和 依据 当前政府 企业各行业的信息安全工作的开展大都依次而行 传统的信息安全管理大都在安全制度 安全机构 人员安全及安全 运行方面做出了明确的要求 按照时间的维度上 它大体可分为两 大类 第一类是管理类 就是在一个信息系统的规划 建设 运行 过程中 为了使得各种安全技术手段有效的运转 发挥更大的作用 需要施加各种安全管理的措施 诸如制度 规章 工作方法 安全 意识培训和考核等 保障其安全体系的有效运作 另一类是运维类 是系统在建立之后 如何主动和被动的针对安全风险做出有效的预 防和处理的工作 以安全技术