基于区块链的网络安全应用框架课件

基于区块链的网络安全应用框架基于区块链的网络安全应用框架1目 录C

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S三、小结二、基于区块链的网络安全应用框架一、背景2目 录三、小结二、基于区块链的网络安全应用框架一、背景21C

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S背景31背景3区块链定义一、背景通过去中心化和去信任的方式集体维护的一种不可篡改的分布式账本ImmutableProgrammableDistributed

Ledger4区块链定义一、背景通过去中心化和去信任的方式集体维护的一种4区块链核心内涵分布式共识总账多点部署，分布式冗余存储，去中心化，安全可靠，抗毁顽存一账式管理，多方数据实时同步，降低管理成本，提高管理效能多方协作，共同维护，公正记录，数据不可篡改，降低信任成本，提高协同效能一、背景5区块链核心内涵分布式共识总账多点部署，分布式冗余存储，去国内区块链政策2016年12月，国务院将区块链列入《“十三五”国家信息化规划》；2018年5月，工信部信息中心发布《2018中国区块链产业白皮书》；2018年5月28日，习近平总书记在两院院士大会上的讲话指出：“以人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链为代表的新一代信息技术加速突破应用”；2018年6月，工信部印发《工业互联网发展行动计划（2018-2020年）》，鼓励推进边缘计算、深度学习、区块链等新兴前沿技术在工业互联网的应用研究；2018年8月，人民日报社出版《区块链——领导干部读本》；2018年9月，中国信通院发布《区块链白皮书》；中办2018[xx]号文，“掌握运用大数据、人工智能、区块链等新技术的主动权”；截至2019年7月，北京、上海、广东、浙江、河北（雄安）、江苏、山东、重庆、贵州、甘肃、海南、云南等20多个省市或地区发布了区块链政策及指导意见，多个省份将区块链列入本省“十三五”战略发展规划，积极开展区块链产业布局。6一、背景国内区块链政策2016年12月，国务院将区块链列入《“十三五区块链在各行业应用情况区块链应用“百花齐放”，体现出极强的创新驱动的发展活力。被视为改变未来网络形态的颠覆性技术之一，是未来“价值互联网”的基石。一、背景7区块链在各行业应用情况一、背景7网络安全技术研究现状（1）被动防御技术（2）主动防御技术（3）策略性防御技术①

网络隔离①

入侵防御①

移动目标防御②

防火墙②

蜜罐诱骗防御②

智能动态防御③

入侵检测③

拟态防御③

人工智能网络防御④

安全扫描……④

联动协同技术⑤

数据加密⑤

最优策略防御……⑥

入侵容忍防御⑦

DDoS攻击防御一、背景8网络安全技术研究现状（1）被动防御技术（2）主动防御技术（3网络安全区块链应用现状保护工业物联网设备安全Xage

Security公司宣布使用区块链技术保障工业物联网内设备的私有数据分发及认证安全；跟ABB无线家居合作；并将区块链安全技术部署到戴尔IoT网关以及EdgeX平台身份认证与信任基础设施REMME公司基于区块链技术给设备提供专属SSL证书；CertCoin公司是第一批基于区块链实现PKI的公司之一；Guardtime公司使用区块链创建无钥签名基础设施（KSI）并尝试取代PKI数据完整性保护IBM在Watson

IoT平台中允许用户在私有区块链网络中管理IoT数据，并已整合进Big

Blue云服务中；爱立信公司的区块链数据完整性服务提供全面的审计、兼容和可信赖数据服务，允许利用Predix

PaaS平台进行技术实现更安全的DNS目前基于区块链的DNS有Namecoin、Blockstack和Nebulis等，Nebulis使用了以太坊区块链和IPFS文件系统来注册和解析域名，在区块链技术的帮助下，Nebulis可以构建一种更加安全且受信任的DNS基础设施Gladius公司的去中心化记账系统可以抵御流量超过100Gbps的DDoS攻击，将带宽访问权限提交到区块链分布式节点，当网站遭受DDoS攻击时，网站可以利用这些出租带宽来缓解DDoS攻击9DDoS攻击防御一、背景网络安全区块链应用现状保护工业物联网设备安全XageSec国内外主要差距国外基于区块链的网络安全技术研究涉及方向相对国内更加广泛深入国外基于区块链的安全产品已经呈现出广泛部署和产业化的趋势一、背景10国内外主要差距国外基于区块链的网络安全技术研究涉及方向相对2C

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S基于区块链的网络安全应用框架112基于区块链的网络安全应用框架11二、基于区块链的网络安全应用框架问题中心化的信任基础设施信任源采用中心化管理具有潜在安全风险，易遭受网络攻击和内部人攻击数据防篡改/伪造与可追溯能力不完备网络上数据共享的安全可控与追溯问题、网络安全情报数据共享与协同利用问题、网络行为追踪溯源与审计的安全可信问题协同防御激励机制欠缺目前网络防御中管理机构分散，防御资源共享壁垒多、协同协作不畅态势感知与呈现数据管控不强网络安全态势感知的数据可信度问题、跨系统态势数据融合与统一呈现问题12二、基于区块链的网络安全应用框架12四个应用方向1.

区块链在网络安全中的信任基础构建类应用2.

区块链在网络安全中的数据可信类应用3.

区块链在网络安全中的协同激励类应用4.

区块链在网络安全中的态势感知类应用l 跨域协同信任服务l 分布式PKI技术l 可信DNS管理13l 数据安全共享服务l 网络安全情报共享与利用l 网络行为追踪溯源l 基于区块链的DDoS协同防御l 基于区块链的众包漏洞挖掘l 网络安全态势可信感知l 态势数据融合与统一呈现二、基于区块链的网络安全应用框架四个应用方向1.区块链在网络安全中的信任基础构建类应用2.四个应用方向多信任源安全基础设施构建多信任源跨域协同信任服务分布式PKI可信DNS管理网络安全数据可信管理数据可信数据安全共享服务网络安全情报共享与利用网络行为追踪溯源网络防御协同激励基于区块链的DDoS协同防御基于区块链的众包漏洞挖掘协同激励网络安全态势可信感知与呈现态势感知14网络安全态势可信感知态势数据融合与统一呈现二、基于区块链的网络安全应用框架四个应用方向多信任源安全基础设施构建多信任源跨域协同信任服l 提供全局统一的信任服务l 支持跨层级跨身份管理域的身份可信互通l 支持实体的跨域认证l 支持证书、指纹等多种认证机制和多因素认证方式，可动态扩展影响服务提供多信任源安全基础设施构建1.

基于区块链的跨域协同信任服务二、基于区块链的网络安全应用框架数字证书系统系统1

系统2……系统1 系统2其他证书/认证系统……政务商务 办公网络应用……后勤区块链信任服务平台人员身份服务&隐私保护可监管的大数据网络行为分析取证保障卡/数字身份证保障卡 数字身份证……

l 具备强抗毁容灾能力，单点故障和失效不设备15l 提供全局统一的信任服务l 支持跨层级跨身份管理域的身份可l

信任根被多个信任主体进行分布式管理，不会因部分信任系统的信息泄露导致信任根不安全l

证书的签发和管理也由多个信任主体完成，对于使用用户将更加安全可信l

如图，系统公钥只有一个，用于基本的证书验证，而对应的签名私钥则被分割为三个部分，由三个不同的信任源进行管理，实现多个信任源的共识签发管理，最终签发的数字证书符合当前公钥PKI的管理使用流程二、基于区块链的网络安全应用框架多信任源安全基础设施构建2.分布式PKI16l信任根被多个信任主体进行分布式管理，不会因部分信任系统l

基于区块链的DNS服务将域名数据通过共识验证记入区块链，利用防篡改机制保证链上信息的可信，通过同步机制实现DNS服务器域名数据逻辑视图的全网一致性，DNS服务器和请求方可利用区块链公开验证域名解析结果的可信l

域名数据不可篡改并可公开可验证，可有效防止DNS劫持、DNS污染等攻击l

可由任意节点提供可信DNS服务，可有效防御针对DNS的DDoS攻击二、基于区块链的网络安全应用框架多信任源安全基础设施构建3.

可信DNS等网络基础设施安全应用17l基于区块链的DNS服务将域名数据通过共识验证记入区块链l

采用区块链技术结合数据指纹、数据标签水印等技术，对数据资产形成唯一的身份标识，实现数据资源的实例化l

通过区块链对数据资产实现登记与确权，依托其多方共识和不可篡改特性对数据共享全过程进行公正记录与安全管控，同时便于对数据泄露和违规使用实施确责与追溯l

依托基于区块链的数据安全共享平台，建立起多方之间安全可控的数据共享生态，激励数据共享行为，确保数据共享安全，发挥数据价值二、基于区块链的网络安全应用框架网络安全数据可信管理1.

基于区块链的数据安全共享服务18l采用区块链技术结合数据指纹、数据标签水印等技术，对数据l 威胁情报的生产、录用、分享、反馈都受区块链的约束和监督，对情报的质量进行量化评价，构建中立、可信任的新型安全情报分享平台l 支持构建对等的多方协同的安全情报社区l 具备工作量、贡献度公证记录机制l 保障情报数据不可篡改和可信，具备追溯机制l 可建立基于共识的激励机制，激发社区活力2.

基于区块链的网络安全威胁情报共享与利用二、基于区块链的网络安全应用框架网络安全数据可信管理19l 威胁情报的生产、录用、分享、反馈都受区块链的约束和监督l

利用区块链分布式、不可篡改和不可否认的特性，将人员、应用、设备、数据的行为记录在区块链中形成不可篡改的行为记录l

提供全域全时追踪溯源数据的可信采集、记录和查验l

支持利用大数据行为分析技术将各实体的行为进行关联分析，从而形成全局视角的行为审计与责任认定机制二、基于区块链的网络安全应用框架网络安全数据可信管理3.

基于区块链的网络行为追踪溯源20l利用区块链分布式、不可篡改和不可否认的特性，将人员、应l 服务能力聚合和流量分流，充分利用内外部闲置带宽和处理能力l 单点故障不影响系统服务l 支持节点贡献的公证记录与激励二、基于区块链的网络安全应用框架网络防御协同激励1.

基于区块链的DDoS协同防御21l 服务能力聚合和流量分流，充分利用内外部闲置带宽和处理能l

利用区块链提供参与各方共同见证的不可篡改的贡献记录与权益记录，为构建自驱、协同、安全、可信的众包漏洞挖掘生态奠定技术基础l

通过数据指纹技术为漏洞资源建立身份，并在区块链系统中进行漏洞资源登记，实现漏洞资源的权属确认和可追溯l

漏洞挖掘协作过程通过智能合约管控执行，漏洞挖掘行为以及使用的数据权属均通过区块链形成不可篡改记录，继而根据系统记录建立贡献度评价并实施奖励激励二、基于区块链的网络安全应用框架网络防御协同激励2.

基于区块链的众包漏洞挖掘22l利用区块链提供参与各方共同见证的不可篡改的贡献记录与权l

网络安全态势感知系统在融合处理层、威胁分析层、态势评估与态势呈现层的关键数据操作均与区块链交互，依托区块链对各个阶段的关键数据源信息进行可信校验，对数据分析处理结果进行记链存证l

凭借区块链不可篡改、全程可追溯等特性，确保态势感知过程关键数据可信二、基于区块链的网络安全应用框架网络安全态势可信感知与呈现1.

基于区块链的网络安全态势可信感知23l网络安全态势感知系统在融合处理层、威胁分析层、态势评估l 区块链安全应用数据采集及分析，通过对承载在区块链平台上的安全应用数据进行采集，建立安全数据模型，通过安全模型进行数据分析l 区块链安全应用数据可视化呈现，结合安全模型及数据分析结果，对区块链安全应用数据进行统一态势呈现，归类重点安全事件进行提示二、基于区块链的网络安全应用框架网络安全态势可信感知与呈现2.

基于区块链的态势数据融合与统一呈现24l 区块链安全应用数据采集及分析，通过对承载在区块链平台上的3C

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S小结253小结25基于区块链的网络安全应用框架构建分布式信任、协同激励、安全风险低、系统管理信息不可篡改的新型网络安全应用框架分布式信任——体现网络安全应用通过分布式多中心共识方式进行维护管理，整个管理过程公证透明可信任协同激励——在多中心共识管理的基础上加入激励机制，实现多方的网络防御资源共享协同安全风险低——分布式共识的系统结构可一定程度抵抗网络攻击或者内部人攻击系统管理信息不可篡改——网络防御过程中形成的信息通过链式账本进行存储，实现不可篡改三、小结26基于区块链的网络安全应用框架构建分布式信任、协同激励、安全风应用拓展

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信任服务网络安全构建多域间的新型跨域信任模式、建立多方参与的实体证书管理等服务，强化网络信任基础设施政务领域应用于政府对各类电子证照的统一管理与服务，基于区块链构建全局统一、不可篡改的电子证照库民用领域基于区块链构建对公民身份、属性等信任源的统一管理与服务，融合各类身份属性提供方，提供统一的可信身份管理以及便捷的身份出示、身份认证等服务