计算机系统安全思考与对策

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四川工业学院学报
I V V 5年
户认证 （! ， 可选访问控制 （& ，强制 " # $%&! ’ (） ) *） 访问控制 （+& 。 , & ’ . $ /% 0 & ) *） 另外， ’! 1 # . 提供以下几种附加机制保证系 统安全： 定制用户认证服务， 自定义授权机制， 直接通过应 用程序访问 ’! 对应用系统实行 1 # . 管理信息库， 动态控 制， 数 据 加 密， ’! 1 # . 还提供信息加密服 务， 允许对网络上传输的信息按 $ " &的$ ) 2 算法加 密， 订阅安全事件。 3 4 3 4 5 数据库管理系统安全 数据库安全性是指保护数据不被不合法的使用或 丢失， 尤其要防护恶意的破坏和非法的修改存取。企 业可采用性能优异的数据库产品如 6 ， ， 7 8 9 : ; < > 8 < ; ? @ A = 。他们都提供了数据鉴别码 （， 报文鉴别 B 6 7 C ? D & )） 码 （+& ， 存取权限控制等等功能，性能非常卓越， )） 可以主要从现有系统的兼容性角度出发来选择。 3 4 3 4 2 数据安全 数据的安全主要包括数据的物理安全、 系统处理 安全。 数据的处理安全主要涉及到 其中 E+ " 的安全， 数据的加密问题， 除了 用户还可 E+ " 提供的以外， 以进一步深入处理。如对一些非常重要的数据采取加 密的措施， 然后存储到磁盘等的设备上， 这样对那些企 图通过不正常的途径， 例如通过自己编制程序， 绕过 ， 来获取数据的人来说， 就只能获得一些不可辨 E+ " 认的二进制数。 数据的物理安全主要有数据的备份和相关安全措 施 （如加强警卫） 。而后者主要和安全管理有关。而数 据的备份通常可采用本地主机双机热备份和异地数据 的热备份及恢复。对于前者， 当一台主机因特殊原因 宕机后， 另一台主机能及时启动接管业务； 热交换子系 统保证在更换故障驱动器时能正常使用； 磁盘阵列控 制器附有数据保护功能的 " ) " F控制器。而后者主要 针对本地的群集系统提供的高可用性对关键的业务来 说相对不够的情况下， 采取实时异地的数据备份解决 方案， 保证出现灾难性事件时， 系统可以照常的运行， 业务可以不间断的进行。 3 4 3 4 G 防杀病毒系统 防杀病毒不是仅限于网络操作系统， 实际上它对 其它的应用程序文件， 甚至数据文件都有感染的可能， 相对应的有引导型病毒、 文件型病毒和宏病毒。因此
的! ／ 折衷采用图 ’ 所示 " #和 $ % & # & 网络层次模型， 形式， 该模型基本囊括了现有所有网络如帧中继、 () 、 相应每层的安全机制如图 ’ 所 , $- 等等的框架， * + 示。
数据包则被从数据流中丢弃。应用代理也叫应用网 关， 它作用在应用层， 其特点是完全” 阻隔” 了网络通 信， 通过对每种应用服务编制专门的代理程序， 实现对 应用层通信的监视和控制。 ’ . ’ . ’ . B 数据加密 针对企业业务的信息数据等不同的类型， 不同的 密级， 可分别采用软件加密或硬件加密。 硬件加密方案， 主要用于业务中的重要数据， 如银 行企业中的银行卡密码等的私有信息。它可以可观地
收到日期： & " " & # " ’ # " ! 作者简介： 楼红锋 （ ） ， 男， 浙江省浦江县人 ) % ( # & " " " 级研究生， 究。
万方数据
第* *卷第’期
楼洪锋等： 计算机系统安全思考与对策
* +
楼洪锋!， 吴自恒!， 郑定良&， 王维博!
（ 四川 成都 + ； 四川 成都 + ） ! *四川工业学院电子信息与电气工程系， ! " " ’ ) & *银湖信息有限公司， ! " " " "
摘
要： 传统的安全措施往往是仅利用网络操作系统、 数据库系统及应用系统所具有的认证、 授权及访
问控制等措施对信息系统进行安全防护， 这些措施是静态实施的， 许多安全漏洞都没有考虑进去， 网络信息系 统仍存在极大的风险。本文作者结合对证券公司系统安全方案的系统设计， 从多环节、 多层面上进行安全剖 析， 并提出了相应的对策。 关键词： 网络； 操作系统； 数据库系统； 中间件； 数据； 病毒； 安全 中图分类号： , ’ ) ’ . " / 文献标识码： 0
! 安全方案设计
基于对一般企业信息系统的调研，作者从技术、 设备、 管理三个角度出发提出从网络、 中间件、 数据库 管理系统、 应用软件， 数据层层严格控制， 保障系统的 整体安全。同时，与之相配套还应有设备安全、 管理 安全。 ! " ! 技术安全 ! * ! * ! 网络安全 网络的安全不是只有某一个层次而已， 而是全面 性的， 由最底层到最高层每一层都要考虑。综合1 ; ?
" 前言
随着1 2 3 4 5 2 4 3在全球范围内的迅猛发展和广泛应 用， 电子商务作为一种全新的商业运作模式， 不仅使企 业降低了经营成本， 提高了经营管理水平， 加快了对最 终用户的反应速度， 改善了决策机制， 并能根据市场的 需要结合本行业的发展趋势， 不断推出新的产品与服 务。 然而与此同时黑客， 不诚实雇员的存在， 病毒的泛 滥， 设备的可靠性等引发的一系列安全保障问题， 显得 越来越重要、 突出， 因为这不仅决定了企业的业务安 全， 而且还会直接影响企业的形象。 对此， 传统的安全措施往往是仅利用网络操作系 统、 数据库系统及应用系统所具有的认证、 授权及访问 控制等措施对信息系统进行安全防护。或者， 也是更 为严重的是， 企业网络的安全几乎全部依赖于防火墙， 这样一旦防火墙被攻破， 整个系统的安全性即无法得 到保障。事实上， 仅仅采取以上这些措施来保证系统 的安全是远远不够的， 网络信息系统仍存在极大的风 险。 首先， 从软的层面上来说， 以上诸多措施， 均存有 安全漏洞。众所周知， 6 1 77 , 系统一直都伴有漏洞 和补丁这一 “魔” “ 道” 之战， 这一方面固然与用户的安 装、 配置是否得当有关， 另一方面也是由于该系统在技 术上的安全痼疾， 即便是 87 被公认为是最 1 9 系统， 安全、 最稳定的操作系统之一， 它也一样存有诸多的安 全漏 洞， 一 样 会 受 到 攻 击。 还 有 如 目 前 很 多 基 于
图’ 网络安全制层次图
降低加密 ／ 解密的时间开销， 同时在密钥管理上把人的 介入程度限制到最小。它主要通过硬件方式来实现 C ; " 算法和 -, % 的运算。 软件加密方案， 主要用于业务中除了使用硬加密 以外的敏感数据。目前的加密算法主要有 C ; " 算法 和D 即对称密钥加密体系， 它在 " , 算法。C ; " 算法， 加密和解密中使用相同的密钥， 加密方和解密方都要 掌握密钥才能完成加密、 解密过程。信息发送方将要 发送的信息用密钥加密后形成密文发给接受方， 接受 方用同样的密钥解密， 得到原文。这种算法简单、 高 效， 但不够安全， 存在密钥泄漏的风险。D 即 " , 算法， 非对称密钥加密体系， 它对信息的加密是采用一对密 钥来实现的， 在使用中通常是将一把密钥向社会公开 （称为公钥） ， 另一把密钥严格保密 （称为私钥） 。公钥 和私钥要配对使用， 一段信息用公钥加密后只能用唯 一私钥解开； 反之， 用私钥加密后只能用唯一公钥解 开。 一般应用中两种算法配合使用。 同时， 针对各企业在广域网或城域网上传输， 可以 采用传输密钥、 交换密钥、主密钥三级密钥加密体系， 对密钥实行 “分级” “分散” 、 管理， 来保证整个系统的安 全性。 ’ . ’ . ’ . E 物理信道安全 主要指根据业务数据流量， 业务数据的重要等级 等出发， 考虑通信介质的选择、 冗余备份和链路加密等 问题。其中链路加密主要有异步线路密码机 （适用于 电话网） 、 同步线路密码机适用于 （C C : 专线、 () * +专 线、 卫星线路） 。 ’ . ’ . * 中间件安全 近几年来， 以交易中间件为框架基础的三层客户 机 ／ 服务器模式易被广泛证实为建立开放式关键业务 应用系统的最佳环境。而中间件产品中又以 F < >公司 的 $8 ( ; C ! 和 通 科 技 的 相 关 产 品 性 能 最 佳。 以 $8 ( ; C ! 中间件为例。它提供了下列五个递增的安 全级别： 不认证 （: ，应用口令 （, ， 最终用 ! : ;） & &G&/ ）
从图 ’ 可以看出，针对网络的安全， 用户大致可 从网络操作系统的配置， 防火墙的应用， 数据加密和物 理信道安全， 防杀病毒系统几方面来考虑。 ’ . ’ . ’ . ’ 网络操作系统的安全 身份识别、 访问控制、 审计记录等安全机制， 现在 的网络操作系统一般都能实现。然而， 利用操作系统 本身的缺陷进行计算机系统攻击已是屡见不鲜的事情 了。很多操作系统， 如众所周知的 / 0 1 2 3 4 5* 6 6 6系 统， 对该系统版本语言的选择 （中文版明显比英文版有 更多 的 7 ， 组 件 的 定 制， 文 件 共 享 的 设 置， 以及 89） : ; $ 7 # ! " 协议的捆绑等等 都 很 可 能 会 埋 下 安 全 隐 患。甚至 8: 其内核被证明是非常稳定可 # ( 系 统， 靠， 其安全性符合 $ 然而仍有漏洞可 % " ; %的% * 级， 寻， 如早期版中的5 曾 < 1 2= > 0 ?守护程序就存在隐患， 经一度成为网络黑客的第一选择。以上这些漏洞虽在 新版本中得到了弥补， 但是仍然存在由于用户水平的 提高或用户对操作系统的配置不当而发现新的安全问 题。 这就要求操作系统管理人员具备丰富的管理经 验， 彻底了解操作系统和黑客常用的攻击手段、 端口， 以及高超的编程技巧。 ’ . ’ . ’ . * 防火墙应用 其原理采用了古代吊桥思想， 对进出城堡设置唯 一通道— — —吊桥， 然后对出入吊桥的每个人员进行检 查， 从而保证了城堡内部的相对独立和安全。同理， 在 防火墙中的设置访问控制列表， 对拨号用户仅开放必 要的 服 务 （如 仅 允 许 拨 号 用 户 使 用 /; 7 服务器的 端口实现 服务） ， 禁止对内部网其他主机 @ @ @ @ A $ $ & 和 /; 防止外来的入 7 服务器上的其他端口的访问， 侵者对主机的攻击， 保证网络安全。 实现机制主要采用分组过滤、 应用代理服务和网 络地址转换等措施。分组过滤作用在网络层和传输 层， 它根据分组包头源地址、 目的地址和端口号、 协议 类型等标志确定是否允许数据包通过。只有满足过滤 万方数据 逻辑的数据包才被转发到相应的目的地出口端， 其余