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第1章信息安全概述 计算机网络的发展 尤其是Internet的广泛使用 使计算机应用更加广泛与深入 同时也使计算机的安全问题日益突出和复杂 资源共享和信息安全历来是一对矛盾 计算机网络安全问题应受到极大的重视 1 1信息安全 信息安全问题表示系统在运行过程中受了损害 可能是数据被窃取 可能是网络通信被窃听 也可能是网络被侵入或遭受破坏等等 1 2信息安全的目标 信息安全目标有机密性 完整性及可用性三方面 如果把信息系统比拟成一个保险柜 系统的内容则如同放在保险柜中的物品 除了有钥匙或号码的特定人士外 外人根本无法得知保险柜中内容为何 这就是机密性 保险柜内保存的物品因保险柜的坚固而可保持完整 不致遭人破坏 这就是完整性 一旦取得该物品因其完整未被破坏而可利用它 这就是可用性 整个信息系统除了具备访问权限的特定人士外 他人无法取得系统内部的数据 希望数据在传输过程中能安全无误 即使别人取得数据也因其加了密而无法利用 这就是机密性 希望数据不被篡改或破坏 这就是完整性 希望系统安全 使系统无论遭遇何种破坏或攻击 都能有效防范或恢复 这就是可用性 1 3信息安全的范围 信息安全的范围主要有下列几项 1 网络 2 火灾 3 地震 4 人员操作不良 5 实体 6 信息犯罪 7 电力 8 雷击 9 软件 而一般所论及的信息安全范围包括有实体安全 软件安全 人员安全 系统安全与网络安全等五项 1 实体安全 包括主机服务器 单机计算机 网络设备 电力 环境 2 软件安全 包括访问安全控制 病毒的防范 软件开发的安全考虑 3 人员安全 包括进出机房人员的管理 操作人员的安全训练与道德教育 离职人员的控管 4 系统安全 包括系统登录程序的安全设计 系统资源的备份 系统遭受意外时的恢复 系统访问记录 攻击的识别与避免 入侵检测 5 网络安全 包括防火墙策略 数据存储 传输的加密 身份验证等 1 4网络安全问题 1 4 1网络安全面临的主要威胁具体地讲 网络系统面临的安全威胁主要有如下几种表现 1 身份窃取 指用户的身份在通信时被他人非法截取 2 非授权访问 指对网络设备及信息资源进行非正常使用或越权使用等 3 冒充合法用户 主要指利用各种假冒或欺骗的手段非法获得合法用户的使用权限 以达到占用合法用户资源的目的 4 数据窃取 指非法用户截取通信网络中的某些重要信息 5 破坏数据的完整性 指使用非法手段 删除 修改 重发某些重要信息 以干扰用户的正常使用 6 拒绝服务 指通信被终止或实时操作被延迟 7 否认 指通信的双方有一方事后否认曾参与某次活动 8 数据流分析 指分析通信线路中的信息流向 流量和流速等 从中获得有用信息 9 干扰系统正常运行 指改变系统的正常运行方法 减慢系统的响应时间等手段 10 病毒与恶意攻击 指通过网络传播病毒或恶意Java ActiveX等 1 4 2导致网络不安全的因素网络不安全的因素来自于两个方面 一方面是网络本身存在的安全缺陷 另一方面是人为因素和自然因素 自然因素是一些意外事故 如发生地震毁坏网络或服务器突然断电等 1 环境计算机网络通过有线或无线链路连接不同地域的计算机或终端 线路是信息传送必经之路 因此自然环境和社会环境对计算机网络都会产生巨大的不良影响 2 资源共享计算机网络可实现资源共享 同时也给非法用户窃取信息 破坏信息创造了条件 3 数据通信通信中传输的信息极易泄密 如搭线窃听 电磁窃听 网络线路的辐射泄密等 4 计算机病毒5 TCP IP协议的安全缺陷现在的Internet基石是TCP IPv4协议 该协议在实现上力求简单高效 而没有考虑安全因素 因而现存的TCP IPv4协议存在安全缺陷 1 4 3安全技术措施信息系统安全技术涉及的内容很多 尤其是在网络技术高速发展的今天 不仅涉及到计算机 外部和外围设备的安全 即实体安全 还涉及到数据安全 网络安全 软件安全 数据库安全 操作系统安全 防病毒技术 站点安全以及系统结构等多个方面 安全技术措施的实施应贯彻落实在系统开发的各个阶段 从系统规划 系统分析 系统设计 系统实施 系统评价到系统的运行 维护及管理 没有绝对意义上的安全网络存在 任何安全系统的第一步就是制定一个合理的安全策略 该策略不需规定具体的技术实现 而只需阐明要保护的各项条款即可 其次就是采取措施保证网络安全策略的实施 单纯从技术角度来讲 网络安全需要解决以下几个方面的技术问题 1 如何认证用户名与他们的真实身份一致 标准网络协议 例如TCP IP和HTTP 使假冒一个人或组织相当容易 2 如何在网络上不透明的发送用户名和密码来进行用户认证 3 如何确信这些服务在Intranet和Internet上均有效 也就是说 如何避免在防火墙内外采用不同的安全措施 4 如何在实时 例如网络客户与网络服务器间的数据流 和存储转发应用 例如电子邮件 情况下保护通信秘密 5 如何确保信息在发送和接收间避免干扰 6 如何保护秘密文件 使得只有授权的用户可以访问 1 5网络安全措施 过去人们往往把网络安全 信息安全局限于通信保密 局限于对信息加密功能的要求 实际上 网络信息安全牵涉到方方面面的问题 是一个复杂的系统工程 一个完整的网络信息安全体系至少应包括三类措施 一是社会的法律政策 安全的规章制度以及安全教育等外部软环境 在该方面政府有关部门 企业的主要领导应当扮演重要的角色 二是技术方面的措施 如防火墙技术 网络防毒 信息加密存储通信 身份认证 授权等 只有技术措施并不能保证百分之百的安全 三是审计和管理措施 该方面措施同时包含了技术与社会措施 其主要措施有 实时监控企业安全状态 提供实时改变安全策略的能力 对现有的安全系统实施漏洞检查等 以防患于未然 这三者缺一不可 其中 法律政策是安全的基石 技术是安全的保障 管理和审计是安全的防线 1 5 1安全策略要保证计算机网络系统的安全 首先要确立保证安全的策略 应做到以预防为主 对症下药 消除隐患 网络安全策略应考虑的一般原则如下 1 需求 风险 代价平衡分析的原则对任一网络来说 绝对安全难以达到 也不一定必要 对一个网络要进行实际分析 对网络面临的威胁及可能承担的风险进行定性与定量相结合的分析 然后制定规范和措施 确定本系统的安全策略 2 综合性 整体性原则运用系统工程的观点和方法 分析网络的安全问题 并制定具体措施 一个较好的安全措施往往是多种方法适当综合的应用结果 计算机网络包括个人 硬件 软件 数据等环节 它们在网络安全中的地位和影响作用 只有从系统综合的整体角度去看待和分析 才可能获得有效 可行的措施 3 一致性原则这主要是指网络安全问题应与整个网络的生命周期同时存在 制定的安全体系结构必须与网络的安全需求相一致 实际上 在网络建设之初就考虑网络安全对策 比等网络建设好后再考虑 不但容易 而且花费也少的多 4 易操作性原则安全措施要由人来完成 如果措施过于复杂 对人的要求过高 本身就降低了安全性 其次 采用的措施不能影响系统正常运行 5 适应性 灵活性原则安全措施必须能随着网络性能及安全需求的变化而变化 要容易适应 容易修改 6 可评价性原则可评价性原则即如何预先评价网络安全设计并验证其安全性 1 5 2网络安全保障体系网络安全是一个系统工程 必须建立一套完整的安全保障体系 1 加强计算机安全立法法律是规范人们一般社会行为的准则 随着网络应用的普及 计算机犯罪日益增加 网络的发展需要法律的支持和保障 世界各国纷纷制定相关的法律法规 我国1997年10月1日生效的新 刑法 对计算机犯罪做了明文规定 对多种计算机犯罪形式规定了相应的惩治条款 这是防范 打击计算机犯罪的有利武器 还先后出台了以下多部法律 中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例 计算机信息系统安全专用产品检测和销售许可证管理办法 计算机信息网络国际联网安全保护管理办法 商用密码管理条例 计算机信息系统国际联网保密管理规定 计算机病毒防治管理办法 中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定 中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定实施办法 但是 与传统的犯罪相比 网络犯罪具有高科技的特点 这使得信息犯罪的定罪 量刑和侦破更为复杂和困难 2 制定合理的网络管理措施法律并不能从根本上杜绝犯罪 法律制裁只能是一种外在的补救措施 提供一种威慑 而且法律总有一定的界线 所以除了进一步加强立法外还必须从管理的角度采取措施 增加网络系统的自我防范能力 1 安全管理包括从人事资源管理到资产物业管理 从教育培训 资格认证到人事考核鉴定制度 从动态运行机制到日常工作规范 岗位责任制度 方方面面的规章制度是一切技术措施得以贯彻实施的重要保证 应该对网络各类用户及有关人员加强安全意识 职业道德和事业心 责任心的培养教育以及相关技术培训 2 要建立完善的安全管理体制和制度 要有与系统相配套的有效的和健全的管理制度 起到对管理人员和操作人员的鼓励和监督的作用 如制定人员管理制度 加强人员审查 组织管理上 避免单独作业 操作与设计分离等 这些强制执行的制度和法规限制了作案的可能性 3 管理要标准化 规范化 科学化 例如对数据文件和系统软件等系统资源的保存要按保密程度 重要性文件复制3 5份的备份 并分散存放 分派不同的保管人员管理 系统重地要做到防火 防窃 要特别严格控制各网络用户的操作活动 对不同的用户 终端分级授权 禁止无关人员接触使用终端设备 要制定预防措施和恢复补救办法 杜绝人为差错和外来干扰 要保证运行过程有章可循 按章办事 加强计算机网络安全管理的法规建设 建立 健全各项管理制度是确保计算机网络安全不可缺少的措施 所谓 三分技术 七分管理 正体现于此 信息系统的安全绝非是买了一大堆的安全产品就一劳永逸的事 这就好像消防 决不是配了一个消防栓就解决了消防的所有问题一样 还需要加强各方面的管理 才能保证不出问题或少出问题 3 采用安全保密技术 保证系统安全对于不同性质 不同类型 不同应用领域的网络 应采取不同的安全保密技术 1 5 3局域网的安全技术由于局域网主要由一个部门 一个或几个单位共享 数据传输率高 因此要做好系统的安全 可以采用如下技术 1 实行实体访问控制做好计算机系统的管理工作 严格防止非工作人员接近系统 这样可以避免入侵者对系统设备的破坏 如安装双层电子门 使用磁卡身份证等 2 保护网络介质网络介质要采取完好的屏蔽措施 避免电磁干扰 同时对系统设备 通信线路应定期做好检查 维修 确保硬件环境安全 3 数据访问控制通过数据访问控制 保证只有特许的用户可以访问系统和系统的各个资源 只有特许的成员或程序才能访问或修改数据的特定部分 可采用特许用户使用用户口令 用户提问档 访问矩阵三级鉴定的方法 4 数据存储保护网络中的数据都存储在磁盘上 因此 第一 要做好磁盘的安全保管 第二 对于磁盘上的数据要根据重要性做3 5个备份 以便网络系统损坏时能及时进行数据恢复 第三 要实行数据多级管理 如把文件分为超级密级 绝密级 机密级 秘密级和普通级 然后分给不同的用户实现 上述几种方法还不能绝对保证安全 所以还可将数据加密后存储 这样即使磁盘丢失 窃取者也很难明白数据的真正意义 达到安全的功效 5 计算机病毒防护计算机病毒如同一场瘟疫在世界各地迅速蔓延 由于其具有传染性 潜伏性 可触发性 破坏性 一旦出现在网络中 破坏性更大 因而对计算机病毒的防护工作应该成为对系统进行安全性保护的一项重要内容来抓 对付计算机病毒必须以预防为主 所以应采取消除传染源 切断传播途径 保护易感染源等措施 增强计算机对病毒的识别和抵抗力 1 5 4广域网络的安全技术数据通信的安全工作是系统正常运行的基础 它包括如下几个方面 1 数据通信加密采用数据加密技术 如DES算法 RSA算法等对通信数据加密 在网络中包括节点加密 链路加密 端对端加密 这样窃听者即使采用搭线窃听等方法来非法浏览数据甚至修改数据都很难达到目的 使数据具有通信安全保障 2 通信链路安全保护广域网中通信链路是引起泄密的主要原因 因而应该选取保密性好的通信线路 通信设备 如选取屏蔽性好的电缆 光纤是较好的选择对象 再如一些重要的信息网络不要采用无线电波来传输 以免电磁窃听 3 防火墙如同网络的警卫一般 可用以保护网络内部 使网络不让外界因连接而遭入侵 4 采用局域网络安全的各项措施 总之 安全是一个综合性课题 涉及立法 技术 管理 使用等许多方面 包括系统本身的安全问题以及信息 数据的安全问题 信息安全也有物理的和逻辑的技术措施 一种技术只能解决一方面的问题 而不是万能的 1 6网络安全体系结构模型分析 1 6 1网络安全体系结构模型一个网络安全体系的建立应在对网络的全面了解之上 按照安全策略的要求及风险分析的结果 整个安全措施应按系统体系建立 安全体系结构如表1 1所示 具体的安全控制系统由以下几个方面组成 物理安全 网络安全和信息