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对网络信息安全的未来和重要性的分析

2016-8-6 13:05| 发布者: wangziyi| 查看: 453| 评论: 0|原作者: 李征 付长友|来自: [db:来源]

摘要: 1引言  随着计算机技术与网络通信技术以及信息产业的高速发展,介入Internet的个人和单位主机数量快速增长,尤其是计算机在政府、国防、金融、公安、和商业等部门的广泛应用,社会对计算机的依赖越来越大,而计算 ...

  1引言

  随着计算机技术与网络通信技术以及信息产业的高速发展,介入Internet的个人和单位主机数量快速增长,尤其是计算机在政府、国防、金融、公安、和商业等部门的广泛应用,社会对计算机的依赖越来越大,而计算机系统的安全一旦受到破坏,不仅会导致严重的社会混乱,也会带来巨大的经济损失。世界重要发达国家每年因计算机犯罪所造成的经济损失令人吃惊,远远超过了普通经济犯罪的损失。因此,确保计算机系统的安全已成为世界关注的社会问题,信息安全已成为信息科学的热点课题,信息安全专业也受到了社会各界的普遍关注。

  总的来说,目前在信息安全领域人们所关注的焦点主要有以下几方面:

  1)安全协议理论与技术;

  2)安全体系结构理论与技术;

  3)网络安全与安全产品;

  4)防火墙技术。

  2信息安全领域各项研究现状及发展趋势

  2. 1安全协议理论与技术研究现状及发展趋势

  安全协议的研究主要包括两方面内容,即安全协议的安全性分析方法研究和各种实用安全协议的设计与分析研究。安全协议的安全性分析方法主要有两类,一类是攻击检验方法,一类是形式化分析方法,其中安全协议的形式化分析方法是安全协议研究中最关键的研究问题之一,它的研究始于80年代初,目前正处于百花齐放,充满活力的状态之中。许多一流大学和公司的介入,使这一领域成为研究热点。随着各种有效方法及思想的不断涌现,这一领域在理论上正在走向成熟。

  从大的方面讲,在协议形式化分析方面比较成功的研究思路可以分为三种:第一种思路是基于推理知识和信念的模态逻辑;第二种思路是基于状态搜索工具和定理证明技术;第三种思路是基于新的协议

  模型发展证明正确性理论。

  沿着第一种思路,Brackin推广了GNY逻辑并给出了该逻辑的高阶逻辑(HOL)理论,之后利用HOL理论自动证明在该系统内与安全相关的命题;Kindred则提出安全协议的理论生成,解决更广的问题:给定一个逻辑和协议,生成协议的整个理论的有限表示。尽管也有人提出不同的认证逻辑来检查不同的攻击,但是与前两项工作相比是不重要的。

  第二种思路是近几年研究的焦点,大量一般目的的形式化方法被用于这一领域,取得了大量成果,突出的成果有:Lowe使用进程代数CSP发现了Needham-Schroeder公钥协议的十七年未发现的漏洞;Schneider用进程代数CSP归范了大量的安全性质;基于进程代数CSP,Lowe和Roscoe分别发展了不同的理论和方法把大系统中协议安全性质的研究约化为小系统中协议安全性质的研究;Abadi及Gordon发展推演密码协议的Spi演算,J. Mitchell等把Spi演算与他们发展的工具Murφ结合,有可能把MIT群体的基于算法复杂性的协议安全理论与进程代数有机结合;Meadows及Syverson发展协议分析仪的工作是重要的;Bolignano使用Coq来分析大协议取得实效。总之,第二种思路至今仍是热点。

  第三种思路是推广或完善协议模型,根据该模型提出有效的分析理论。在这方面Thayer, Herzon及Guttman提出的Strand Space理论是一个相当简洁、优美的理论,它把以往使用过的许多思想及技术合理融为一体。Paulson的归纳方法也是有力的,而Schneider基于CSP的理论分析体系已引发许多工作。

  2. 2安全体系结构理论与技术研究现状及发展趋势

  安全体系结构理论与技术主要包括:安全体系模型的建立及其形式化描述与分析,安全策略和机制的研究,检验和评估系统安全性的科学方法和准则的建立,符合这些模型、策略和准则的系统的研制(比如安全操作系统,安全数据库系统等)。

  近几年来,在我国进行了安全操作系统、安全数据库、多级安全机制的研究,但由于自主安全内核受控于人,难以保证没有漏洞。而且大部分有关的工作都以美国1985年的TCSEC标准为主要参照系。开发的防火墙、安全路由器、安全网关、黑客入侵检测系统等产品和技术,主要集中在系统应用环境的较高层次上,在完善性、规范性、实用性上还存在许多不足,特别是在多平台的兼容性、多协议的适应性、多接口的满足性方面存在很大距离,其理论基础和自主的技术手段也有待于发展和强化。然而,我国的系统安全的研究与应用毕竟已经起步,具备了一定的基础和条件。1999年10月发布了“计算机信息系统安全保护等级划分准则”,该准则为安全产品的研制提供了技术支持,也为安全系统的建设和管理提供了技术指导。

  2. 3网络安全与安全产品研究现状及发展趋势

  网络安全是信息安全中的重要研究内容之一,也是当前信息安全领域中的研究热点。研究内容包括:网络安全整体解决方案的设计与分析,网络安全产品的研发等。网络安全包括物理安全和逻辑安全。物理安全指网络系统中各通信、计算机设备及相关设施的物理保护,免于破坏、丢失等。逻辑安全包含信息完整性、保密性、非否认性和可用性。它是一个涉及网络、操作系统、数据库、应用系统、人员管理等方方面面的事情,必须综合考虑。

  网络中的安全威胁主要有:

  1)身份窃取,指用户身份在通信时被非法截取;

  2)假冒,指非法用户假冒合法用户身份获取敏感信息的行为;

  3)数据窃取,指非法用户截获通信网络的数据;

  4)否认,指通信方事后否认曾经参与某次活动的行为;

  5)非授权访问;

  6)拒绝服务,指合法用户的正当申请被拒绝、延迟、更改等;

  7)错误路由。

  解决网络信息安全问题的主要途径是利用密码技术和网络访问控制技术。密码技术用于隐蔽传输信息、认证用户身份等。网络访问控制技术用于对系统进行安全保护,抵抗各种外来攻击。

  目前,在市场上比较流行,而又能够代表未来发展方向的安全产品大致有以下几类:

  a)防火墙:防火墙在某种意义上可以说是一种访问控制产品。它在内部网络与不安全的外部网络之间设置障碍,阻止外界对内部资源的非法访问,防止内部对外部的不安全访问。主要技术有:包过滤技术,应用网关技术,代理服务技术。防火墙能够较为有效地防止黑客利用不安全的服务对内部网络的攻击,并且能够实现数据流的监控、过滤、记录和报告功能,较好地隔断内部网络与外部网络的连接。

  b)安全路由器:由于WAN连接需要专用的路由器设备,因而可通过路由器来控制网络传输。通常采用访问控制列表技术来控制网络信息流。

  c)虚拟专用网(VPN):虚拟专用网(VPN)是在公共数据网络上,通过采用数据加密技术和访问控制技术,实现两个或多个可信内部网之间的互联。VPN的构筑通常都要求采用具有加密功能的路由器或防火墙,以实现数据在公共信道上的可信传递。

  d)安全服务器:安全服务器主要针对一个局域网内部信息存储、传输的安全保密问题,其实现功能包括对局域网资源的管理和控制,对局域网内用户的管理,以及局域网中所有安全相关事件的审计和跟踪。

  e)电子签证机构—CA和PKI产品:电子签证机构(CA)作为通信的第三方,为各种服务提供可信任的认证服务。以可向用户发行电子签证证书,为用户提供成员身份验证和密钥管理等功能。PKI产品可以提供更多的功能和更好的服务,将成为所有应用的计算基础结构的核心部件。

  f)用户认证产品:由于IC卡技术的日益成熟和完善,IC卡被更为广泛地用于用户认证产品中,用来存储用户的个人私钥,并与其他技术如动态口令相结合,对用户身份进行有效的识别。同时,还可利用IC卡上的个人私钥与数字签名技术结合,实现数字签名机制。随着模式识别技术的发展,诸如指纹、视网膜、脸部特征等高级的身份识别技术也将投入应用,并与数字签名等现有技术结合,必将使得对于用户身份的认证和识别更趋完善。

  g)安全管理中心:由于网上的安全产品较多,且分布在不同的位置,这就需要建立一套集中管理的机制和设备,即安全管理中心。它用来给各网络安全设备分发密钥,监控网络安全设备的运行状态,负责收集网络安全设备的审计信息等。

  h)入侵检测系统(IDS):入侵检测,作为传统保护机制(比如访问控制,身份识别等)的有效补充,形成了信息系统中不可或缺的反馈链。

  i)安全数据库:由于大量的信息存储在计算机数据库内,有些信息是有价值的,也是敏感的,需要保护。安全数据库可以确保数据库的完整性、可靠性、有效性、机密性、可审计性及存取控制与用户身份识别等。

  j)安全操作系统:给系统中的关键服务器提供安全运行平台,构成安全WWW服务,安全FTP服务,安全SMTP服务等,并作为各类网络安全产品的坚实底座,确保这些安全产品的自身安全。

  2. 4防火墙技术在信息安全领域中的应用及其前景

  2. 4. 1防火墙的三个特性

  1)所有的通信都经过防火墙;

  2)防火墙只放行经过授权的网络流量;

  3)防火墙能经受的住对其本身的攻击。

  为什么要使用防火墙?很多人都会有这个问题,也有人提出,如果把每个单独的系统配置好,其实也能经受住攻击。遗憾的是很多系统在缺省情况下都是脆弱的。最显著的例了就是Windows系统,我们不得不承认在Windows2003以前的时代,Windows默认开放了太多不必要的服务和端口,共享信息没有合理配置与审核。如果管理员通过安全部署,包括删除多余的服务和组件,严格执行NTFS权限分配,控制系统映射和共享资源的访问,以及帐户的加固和审核,补丁的修补等。做好了这些,我们也可以非常自信的说,Windows足够安全。也可以抵挡住网络上肆无忌惮的攻击。但是致命的一点是,该服务器系统无法在安全性,可用性和功能上进行权衡和妥协。

  因此,防火墙成为了与不可信任网络进行联络的唯一纽带,我们通过部署防火墙,就可以通过关注防火墙的安全来保护其内部的网络安全。并且所有的通信流量都通过防火墙进行审记和保存,对于网络安全犯罪的调查取证提供了依据。总之,防火墙减轻了网络和系统被用于非法和恶意目的的风险。

  2.4.2防火墙的主要优点

  1)防火墙可以通过执行访问控制策略而保护整个网络的安全,并且可以将通信约束在一个可管理和可靠性高的范围之内;

  2)防火墙可以用于限制对某些特殊服务的访问;

  3)防火墙功能单一,不需要在安全性,可用性和功能上做取舍;

  4)防火墙有审记和报警功能,有足够的日志空间和记录功能,可以延长安全响应的周期。

  同样的,防火墙也有许多弱点:

  a)不能防御已经授权的访问,以及存在于网络内部系统间的攻击;

  b)不能防御合法用户恶意的攻击.以及社交攻击等非预期的威胁;

  c)不能修复脆弱的管理措施和存在问题的安全策略;

  d)不能防御不经过防火墙的攻击和威胁。

  我们首先必须面对一个事实,绝对的安全是没有的。我们所能做的,是减少企业所面临的安全风险,延长安全的稳定周期,缩短消除威胁的反映时间。网管与安全人员需要解决的是来自内部和外部的混合威胁,是蓄意或无意的攻击和破坏,是需要提高整体安全防范意识与科学的协调和管理。客观的去分析现今的企业网络,我们不难发现,在经历了普及终端和网络互联的时代后,我们面对的问题还有很多,如客户端的非法操作,对网络的不合法的访问与利用;网络结构的设计缺陷与混杂的部署环境;网络边界与关键应用的区域缺乏必要的防御措施和审记系统等等。

  3结论

  网络安全的解决是一个综合性问题,涉及到诸多因素,包括技术、产品和管理等。目前国际上已有众多的网络安全解决方案和产品,但由于出口政策和自主性等问题,不能直接用于解决我国自己的网络安全,因此我国的网络安全只能借鉴这些先进技术和产品,自行解决。可幸的是,目前国内已有一些网络安全解决方案和产品,不过,这些解决方案和产品与国外同类产品相比尚有一定的差距。


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