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1引言
随着信息论、控制论的不断演化,通信、计算机、系统工程和人工智能等多种技术发展与融合,人们在信息的获取、传输、存储、处理与施用等方面的能力空前提高,信息技术革命与人们的生活息息相关。尤其是在信息极度膨胀的当今社会,人们对信息的依赖程度越来越紧密,因此对信息系统中的数据的可靠和信息的安全要求也越来越高,越来越迫切。本文着重对以计算机、网络传输等为载体的信息链作简要阐述,对如何保证其安全提供一些方法。
2基本概念
质量、能量和信息是物质的三大基本属性,是普遍存在于客观世界和人的意识活动中的。所谓信息是指事物存在的方式或运动状态以及这种方式或运动状态的直接或间接表述。信息具有时效性、寄载性、共享性、可计量性和可控性等特征[1]。
其中信息的可计量性已由信息论奠基人、美国数学家C.EShannon和控制论的鼻祖维纳在上个世纪以概率论为工具从数学上证明了平均信息量,即信息熵H(x)
H(x)=∑P(xi)h(xi)(i=1,2,,n)
由一组xi(i=1,2,,n)事件组成的集合为信源,每个事件出现的概率分别是P(x1)、P(x2)、P(x3)、P(xn)且
∑P(xi)=1(i=1,2,,n)。
定义h(xi)=-P(xi)(i=1,2,,n),h(xi)称为这一事件xi的平均信息量。
信息的可控性体现了信息的可操作性,同时也增加了信息的复杂性。为了更有效地将信息系统应用到不同的任务和需求中去,应运而生了各种信息技术,如信息的搜索技术、信息的传输技术、信息的存储技术、信息的处理技术、信息的施用技术等。这些技术广泛运用于信息的整个生命周期中,存在于信源、信道、信宿等几个重要环节。
信源是信息的发源地,信息的获取和产生主要依赖于信源;而信道是信息传递的物理通道或媒介,是衔接信息与信宿的桥梁;信宿是信息传输的终点或目的地,是信息的接受者或利用者,是信息的归宿。信源产生消息,而信宿接受消息,信道用于传递消息,因此信息系统产生了信息链。信息链以其网络化、智能化、并行化、集成化、多媒体化为显著特征,每个环节的信息链中各子系统的侧重点不同。而信息在信息链中快速传递与广泛共享大大加强了需求各方对信息的搜集、传递、处理和施用的能力[2]。
图1信息系统的流程框图
为了使信息系统内的资源少受或不受自然和人为等有害因素的威胁和危害,必须对信息系统中信息链的各个环节采取有效的安全策略加以保护,使其能够正常、稳定、可靠、高效、安全地运转。信息系统的流程图可参见图1。
3信息链中的数据安全策略
以网络与计算机为载体的信息系统中信息的发生、收集可以采用自动数据采集与人工采集录用相结合的方法,使具有某些特征的数据进入该系统中,并通过网络等传输媒质将数据送至数据中心,再分发到信息处理系统中,通常是高性能的计算机平台进行加工处理,然后将其运算结果发送到数据中心或需要施用数据的部门中去。
上述系统中存在着信息链,存在着若干个模块或子系统。每个模块或子系统又由更小粒度的模块或子系统构成,同时它们之间存在着复杂的关系,有若干个输入/输出、信息传输、信息存储、信息处理等模块。因此,需要建立多级安全模型,把系统中所有的主体和客体分别设置需要的登记和范畴,并按照确定的规则设置访问监督器。每当信息链中的一个主体要访问一个客体时,访问监督器根据该主体的安全属性和其要访问客体的安全属性,按照规则进行检查,看其是否具有访问权限。
建立安全的信息防护体系时,必须考虑到危及信息安全的各种因素,它包括信息系统自身存在的脆弱性和来自系统内、外部的各种各样的威胁。
以计算机系统和网络为特征的信息系统存在着固有的弱点和脆弱性,如果利用这些弱点,信息系统中的具有重要价值的信息可以被不留痕迹地窃取,非法访问可以造成系统内信息受到侵害,其脆弱性主要表现在:
①电磁辐射泄漏;
②存储媒质失控;
③数据可访问性;
④磁性介质的剩余磁效应;
⑤通信和网络的弱点等。
而对信息安全的主要威胁是非人为因素造成的和人为因素造成的两种。因此我们必须考虑信息系统的健壮性、完整性、可靠性和保密性等。
信息链中的系统安全遵循“木桶原理”,任何一个子系统或模块出现问题,则会殃及全系统的安全。为了保证数据的有效、可靠、完整、安全,必须对系统进行分层安全设计[3]。根据该思想我们可将系统的安全策略分为环境安全策略、子系统内部安全策略和子系统间的安全策略等。
3.1环境安全策略
系统面临的安全威胁来自多方面,有信息的泄漏,如击键窥探、电磁泄漏窥探、内存空间窥探、磁盘缓存窥探等等,有信息的伪造与篡改,有资源的窃取,有系统遭受蓄意破坏等。为保证系统安全必须首要考虑环境安全,采取有效措施,统筹兼顾,做到:
①物理实体的选址考虑;
②应急措施与路径冗余;
③防电磁辐射泄漏;
④媒质的安全如介质的保存、保护与备份等;
⑤防止线路截获,如线路的短路、断路,并联盗窃,感应窃取以及通信干扰等。
3.2系统内部安全策略
信息系统内部常用的安全策略有:
①信息系统容灾技术;
②安全操作系统及访问控制技术;
③数据备份与加密技术等。
3.2.1容灾基本概念
在考虑信息系统容灾策略时,比较合理的做法是:按照数据的重要性及其所处的地位进行级别的划分,按照划分结果对数据采用不同的备份方法。划分时一般要考虑几个因素:
BWO(BackupWindowObjective):备份窗口目标,主要是指创建备份数据时所耗费的时间;
RPO(RecoveryPointObjective):即数据恢复点目标,主要指的是系统所能容忍的数据丢失量,针对的是数据丢失;
RTO(RecoveryTimeObjective):即恢复时间目标,指的是能够忍受的服务停止的最长时间,也就是从灾难发生到系统恢复服务所需要的最短时间,针对的是服务丢失。RPO和RTO之间没有必然的联系。
图2容灾系统的七层架构
容灾系统的每一个层次采用不同的容灾方法,具有不同的数据恢复能力,即RTO与RPO的差别。
图3容灾系统处理能力与代价
而当恢复策略转向更高层时,COST参数将呈指数增长。图3说明了这种关系。因此在选择容灾方案时应该根据实际情况在三个参数之间综合考虑。目前大多数企业的容灾系统处于SHARE中的第2层,仅有少数系统具有“零数据丢失”的能力。
3.2.2信息系统容灾策略
除了环境安全策略外需要考虑的是信息系统的数据容灾技术。它包括本地容灾策略、异地容灾策略、系统管理和系统恢复策略等[3]。
3.2.2.1本地容灾系统
本地容灾的主要手段是容错,容错的基本思想是在系统体系结构上精心设计,利用外加资源的冗余技术来达到掩蔽故障的影响,从而自动地恢复系统或达到安全停机的目的。容错是依靠外加资源的方法来换取可靠性的,附加资源的方法很多,主要的有附加硬件,附加信息,附加时间和附加软件[4]。
硬件冗余是指通过硬件的重复使用而提高可靠性的方式,包括:硬件堆积冗余,待命存储冗余,及混合冗余等。时间冗余是通过消耗时间资源来达到容错目的的,例如:程序卷回,指令复执等。信息冗余是靠增加信息的多余度来提高可靠性的,附加的信息应具有如下功能:当代码中某些信息位发生错误(包括附加位本身的错误)时能及时发现错误或恢复原来的信息,一般来说,附加的信息位越多,其检错纠错能力越强[5]。软件冗余包括两个方向:研究无错软件,研究容错软件。
3.2.2.2异地容灾系统
异地容灾是指在相隔较远的异地,建立两套或多套功能相同的IT系统,当主系统因意外停止工作时,备用系统可以接替工作,保证系统的不间断运行。异地容灾中涉及的一个重要概念是数据复制,数据复制的主要目的是确保异地间各个系统关键数据和状态参数的一致。它可分为同步复制和异步复制。
同步复制的工作过程如下:当主系统主机向本地的存储设备发送一个I/O请求时,这个请求同时被传送到备份系统的存储设备中,等到两个存储设备都处理完成后,才向主系统主机返回确认信号。这样确保两个存储设备中数据的一致性。但是,当两个系统距离较远或者通讯效率不够时,向容灾系统发送I/O请求,会造成主系统明显的延迟,甚至会使主机无法正常工作。
异步复制是指主系统内主机与存储设备间的I/O处理与数据复制过程无关,即主机无须等待远端存储设备完成数据复制就开始下一次I/O操作。这样主系统与备份系统之间数据复制的通讯效率高,不会影响到主系统内部的处理能力,但是这样可能产生两系统中数据不一致问题。
管理软件主要用于广域网范围的远程故障切换和故障诊断。当故障发生时,确保快速的反应和迅速的业务接管。在管理软件的控制下,广域网范围的高可用能力与本地系统的高可用能力形成一个整体,实现多级的故障切换和恢复机制,确保系统在各个范围的可靠与安全。
3.2.2.3容灾系统运行过程
一个完整的容灾系统工作过程如下:在正常情况下,主系统和备份系统都处于运行状态,但业务处理程序只在主系统中进行;而数据的任何修改,都会同步地复制到备份系统。当主系统的某些部件发生故障,冗余部件将接替工作,直到损坏部件修复,在整个过程中,系统不受影响正常运行。当自然灾难发生,主系统瘫痪时,备份系统将启动业务应用系统,保证业务的正常运行。主系统修复后,将备份系统的当前数据复制回主系统,然后将应用系统切回到主系统,备份系统重新回到备份状态;或者主系统修复后,作为备份系统使用,而备份系统作为主系统。这样能够很好应付各种软硬件故障、人为或自然灾害对计算机处理系统的影响,保护业务系统的不间断运行。
3.2.3安全操作系统及访问控制技术
操作系统的安全与健壮是信息系统安全可靠的基础,只有这样它才能对整个计算机信息系统的硬件和软件资源进行有效的控制与管理,并为所管理的资源提供相应的安全保护。设计一个安全操作系统通常采用下列关键技术:
①隔离性设计;
②核心设计;
③结构设计。
一个安全操作系统必须保证系统控制和管理数据的存取、程序的运行、I/O设备的正常运转时以最小的负载对系统效率的影响,对系统中的数据库也可以采用安全策略,如安全管理策略、存储控制策略、库内加密、整个数据库加密、硬件加密等方法,来实现数据库的安全与保密。
为了有效地管理所属资源,实施访问控制是行之有效的措施之一。访问控制是对处理状态下的信息进行保护,是系统安全机制的核心之一,它保护被访问的客体,并对访问权限进行确定、授予和实施,在保证系统安全的前提下,最大限度地共享资源。一般访问控制机制应遵循下列原则:
①最小特权原则;
②对存取访问的监督检查原则;
③实体权限的实效性原则;
④访问控制的可靠性原则;
⑤存取权分离原则;
⑥最小共享存取原则;
⑦设计的安全性原则;
⑧用户的承受能力与经济性原则等。
访问控制可以保护系统信息,保证重要信息的机密性,维护系统信息的完整性,减少病毒感染的机会,延缓病毒的传染时间。
3.2.4系统备份与数据加密策略
备份技术与故障恢复技术是信息系统安全的重要组成部分,是确保信息系统在遇到各种不测事件、遭到破坏时能尽快投入再使用的保证。备份技术包括全系统备份技术和部分系统备份技术,备份方式有全量备份、增量备份和差分备份等,另外对系统数据加密和加密数据备份,以确保数据的安全。
3.3系统间的安全策略
由于自身的安全缺陷和网络的开放性使得信息系统的安全面临极大的挑战,人们不断研发新的技术改善其弱点,在系统间也同样面临类似问题。在信息传输过程中,通讯双方必须有身份验证机制才能保证彼此的信任,否则通讯就失去了真实性。
为了保证系统间的安全机制,实现信息传递过程中的机密性、完整性、抗否认性、可用性等,其安全信息传输系统必须具备下列安全功能:
①身份及信息验证;
②网络的访问控制;
③通信信息的加密;
④鉴别技术;
⑤安全审计技术等。
系统间的安全策略可以采用加密技术,如链路-链路加密和端-端加密等方式;也可以采用防火墙技术,如基于分组过滤的防火墙、基于服务的防火墙、基于VPN的防火墙等;还可以采用智能卡技术。另外系统间还必须十分注重抵御日益猖獗的计算机病毒,注意管理预防与技术防范相结合。
4结束语
目前信息系统中的数据安全非常重要,除了制度上的保障外,技术保障是基础。信息系统中的数据安全策略着重研究信息系统间、信息系统内部以及数据链的诸多环节的容错、容灾、访问控制等问题。对于信息系统的设计必须考虑安全性原则、整体性原则、投资保护原则、实用性原则等,既要保证系统内部的稳定性、安全性,也要保证系统间的友善性和互联、互通、互操作性,避免有价值信息的泄漏,避免己方受到外界的恶意攻击。
参考文献
[1]赵战生,冯登国,戴英侠,等.信息安全技术浅谈[M].北京:科学出版社,1999
[2]顾锦旗,胡苏太,朱平.实用网络存储技术[M].上海:上海交通大学出版社,2002
1无线网络安全问题的表现
1.1插入攻击插入攻击以部署非授权的设备或创建新的无线网络为基础,这种部署或创建往往没有经过安全过程或安全检查。可对接入点进行配置,要求客户端接入时输入口令。如果没有口令,入侵者就可以通过启用一个无线客户端与接入点通信,从而连接到内部网络。但有些接入点要求的所有客户端的访问口令竟然完全相同。这是很危险的。
1.2漫游攻击者攻击者没有必要在物理上位于企业建筑物内部,他们可以使用网络扫描器,如Netstumbler等工具。可以在移动的交通工具上用笔记本电脑或其它移动设备嗅探出无线网络,这种活动称为“wardriving”;走在大街上或通过企业网站执行同样的任务,这称为“warwalking”。
1.3欺诈性接入点所谓欺诈性接入点是指在未获得无线网络所有者的许可或知晓的情况下,就设置或存在的接入点。一些雇员有时安装欺诈性接入点,其目的是为了避开已安装的安全手段,创建隐蔽的无线网络。这种秘密网络虽然基本上无害,但它却可以构造出一个无保护措施的网络,并进而充当了入侵者进入企业网络的开放门户。
1.4双面恶魔攻击这种攻击有时也被称为“无线钓鱼”,双面恶魔其实就是一个以邻近的网络名称隐藏起来的欺诈性接入点。双面恶魔等待着一些盲目信任的用户进入错误的接入点,然后窃取个别网络的数据或攻击计算机。
1.5窃取网络资源有些用户喜欢从邻近的无线网络访问互联网,即使他们没有什么恶意企图,但仍会占用大量的网络带宽,严重影响网络性能。而更多的不速之客会利用这种连接从公司范围内发送邮件,或下载盗版内容,这会产生一些法律问题。
1.6对无线通信的劫持和监视正如在有线网络中一样,劫持和监视通过无线网络的网络通信是完全可能的。它包括两种情况,一是无线数据包分析,即熟练的攻击者用类似于有线网络的技术捕获无线通信。其中有许多工具可以捕获连接会话的最初部分,而其数据一般会包含用户名和口令。攻击者然后就可以用所捕获的信息来冒称一个合法用户,并劫持用户会话和执行一些非授权的命令等。第二种情况是广播包监视,这种监视依赖于集线器,所以很少见。
2保障无线网络安全的技术方法
2.1隐藏SSIDSSID,即ServiceSetIdentifier的简称,让无线客户端对不同无线网络的识别,类似我们的手机识别不同的移动运营商的机制。参数在设备缺省设定中是被AP无线接入点广播出去的,客户端只有收到这个参数或者手动设定与AP相同的SSID才能连接到无线网络。而我们如果把这个广播禁止,一般的漫游用户在无法找到SSID的情况下是无法连接到网络的。需要注意的是,如果黑客利用其他手段获取相应参数,仍可接入目标网络,因此,隐藏SSID适用于一般SOHO环境当作简单口令安全方式。
2.2MAC地址过滤顾名思义,这种方式就是通过对AP的设定,将指定的无线网卡的物理地址(MAC地址)输入到AP中。而AP对收到的每个数据包都会做出判断,只有符合设定标准的才能被转发,否则将会被丢弃。这种方式比较麻烦,而且不能支持大量的移动客户端。另外,如果黑客盗取合法的MAC地址信息,仍可以通过各种方法适用假冒的MAC地址登陆网络,一般SOHO,小型企业工作室可以采用该安全手段。
2.3WEP加密WEP是WiredEquivalentPrivacy的简称,所有经过WIFI认证的设备都支持该安全协定。采用64位或128位加密密钥的RC4加密算法,保证传输数据不会以明文方式被截获。该方法需要在每套移动设备和AP上配置密码,部署比较麻烦;使用静态非交换式密钥,安全性也受到了业界的质疑,但是它仍然可以阻挡一般的数据截获攻击,一般用于SOHO、中小型企业的安全加密。
2.4AP隔离类似于有线网络的VLAN,将所有的无线客户端设备完全隔离,使之只能访问AP连接的固定网络。该方法用于对酒店和机场等公共热点HotSpot的架设,让接入的无线客户端保持隔离,提供安全的Internet接入。
2.5802.1x协议802.1x协议由IEEE定义,用于以太网和无线局域网中的端口访问与控制。802.1x引入了PPP协议定义的扩展认证协议EAP。作为扩展认证协议,EAP可以采用MD5,一次性口令,智能卡,公共密钥等等更多的认证机制,从而提供更高级别的安全。
2.6WPAWPA即Wi-Fiprotectedaccess的简称,下一代无线规格802.11i之前的过渡方案,也是该标准内的一小部分。WPA率先使用802.11i中的加密技术-TKIP(TemporalKeyIntegrityProtocol),这项技术可大幅解决802.11原先使用WEP所隐藏的安全问题。很多客户端和AP并不支持WPA协议,而且TKIP加密仍不能满足高端企业和政府的加密需求,该方法多用于企业无线网络部署。:
2.7WPA2WPA2与WPA后向兼容,支持更高级的AES加密,能够更好地解决无线
网络的安全问题。由于部分AP和大多数移动客户端不支持此协议,尽管微软已经提供最新的WPA2补丁,但是仍需要对客户端逐一部署。该方法适用于企业、政府及SOHO用户。
2.802.11iIEEE正在开发的新一代的无线规格,致力于彻底解决无线网络的安全问题,草案中包含加密技术AES(AdvancedEncryptionStandard)与TKIP,以及认证协议IEEE802.1x。尽管理论上讲此协议可以彻底解决无线网络安全问题,适用于所有企业网络的无线部署,但是目前为止尚未有支持此协议的产品问世。
2.专业管理的范围数据管理是利用计算机软、硬件技术对数据进行有效的收集、存储、处理和应用的过程。将专业管理的范围分成四大部分:网络数据管理、服务器数据管理、终端设备数据管理和人员管理,涉及公司客户服务中心、安全运检部、财务资产部等各专业部门和单位。针对每一部分的特点制定相应的管理方案,保证数据的独立性、可靠性、安全性与完整性,减少了数据冗余,提高数据共享程度及数据管理效率,使信息数据安全管理覆盖整个信息网络。
二、信息数据安全管理实施过程
1.信息数据管理为了保障信息数据的安全,信息中心根据网络实际运行情况对防火墙及交换机进行安全配置,添加防火墙访问策略及交换机访问控制列表,对外部用户访问进行限制,只允许访问指定服务器,防止来自外部的黑客攻击;对局域网划分网段,配置访问权限,保证局域网内部传输安全。利用终端安全控制软件对局域网内所有联网终端进行统一管理,监控终端机器运行状况,禁止用户私自对终端硬件及系统设置进行修改,锁定终端机器光驱,软驱,移动存储介质等数据交换设备,终端USB端口只识别公司专用U盘及打印机,并对终端数据的流入流出进行安全审计,保存记录,保障公司信息数据的流出、流入安全。
2.服务器运行管理信息机房值班人员每天定时对机房进行巡视,查看服务器机房温湿度及空调、UPS电源运行状态,确保服务器运行环境稳定。检测服务器软、硬件运行状态,并填写机房巡视记录,保证信息服务器稳定运行。执行“切换冗余服务器”运行管理,重要信息系统服务器运行实现双机热备,其它信息系统进行双机互备,如果一台服务器运行出现故障,需要较长时间修复,则立即启动备用服务器,恢复信息系统运行,保证服务器稳定高效运行。
3.数据存储备份管理根据公司实际将重要信息数据划分为公司级重要数据和个人重要数据,并对规定的计算机专责人(兼职)进行权限的设置,公司级重要数据备份后存入指定备份文件夹,个人重要数据由个人整理后转存至备份服务器中个人备份空间。计算机专责人(兼职)按规定的备份周期,利用自动备份软件对所管理信息系统进行本机数据备份。农电营销系统数据每月十八日进行上一月数据的完整备份,电费收取计算时,每日进行备份;其它信息系统每周一进行上一周数据的备份。信息系统管理员将本机数据进行可用性检查,确认数据无误,将数据刻录成DVD数据盘并备份至本地备份服务器进行存放,确保数据存放安全。重要数据存储备份采取“数据异地多点存储”,与潍坊市领近县公司建立互备关系,并在服务器中实施了相关安全策略和设置对应访问权限,签订了数据互备安全协议,保证数据在异地的安全,确保在本地发生重大灾难时,能够有效的恢复系统数据。
4.移动存储设备管理信息中心利用移动存储认证管理软件,将唯一代码写入移动存储设备内进行认证,认证后只能在公司许可机器中识别读取。人员调离工作岗位需要交回移动存储介质,信息中心在收回认证移动存储设备后,确认数据不再需要,将移动存储设备信息进行集中销毁,保证数据不会流出。
5.数据恢复管理信息数据管理员将数据拷贝至服务器相应文件夹内,进行信息数据的恢复操作。进行数据恢复操作以后,登陆信息系统查看数据恢复情况,进行数据恢复测试,测试恢复的数据是否完整可靠,确保信息系统恢复正常运行。
三、效益分析
1.经济效益当前电力企业的财务、人事、生产等信息都已实现了电子化,所有的业务数据都存放于服务器中,随时读取,随时更新,大大减少了数据查询和存储的时间,不仅节省了人力、物力,而且大大提高了生产率。但随着信息化的迅速发展和信息技术运用的深入、普及,信息数据安全管理变得日益重要,其存储的安全性越来越令人担忧。重要信息数据一旦丢失,将为企业带来不可估量的损失。加强信息数据安全管理,可为企业信息化建设和各项工作的持续开展保驾护航。
2.管理效益信息数据的安全管理保证了管理信息系统的稳定运行,使我公司各级管理人员能够在日常工作中方便、快捷的查询业务数据,切实做到了日常工作的网络化、实用化、效率化,管理者借助于现代计算机技术的优势,可快速查阅准确、完整的各类数据的统计分析,提高了工作效率,显著增强了企业办公与服务水准,促进了企业现代化建设管理的进程。
1.引言
目前数据网络在电力系统中的应用日益广泛,已经成为不可或缺的基础设施。国家电力数据网一级网从1992年2月一期工程开始规划建设,到1997年7月二期工程开通运行,迄今已有近十年的发展历史。目前国家电力数据网同时承载着实时准实时控制业务及管理信息业务,虽然网络利用率较高,但安全级别较低、实时性要求较低的业务与安全级别较高、实时性要求高的业务在一起混用,级别较低的业务严重影响级别较高的业务,并且存在较多的安全隐患。随着信息与网络技术的发展,计算机违法犯罪在不断增加,信息安全问题已经引起了政府部门和企业的高度重视。因此根据调度自动化系统中各种应用的不同特点,优化电力调度数据网,建立调度系统的安全防护体系具有十分重要的意义。
2.电力系统中各类网络应用的特点
电力系统中网络应用的分类方法有许多种,根据业务类型、实时等级、安全等级等因素,电力系统的网络应用主要可分为生产数据传输和管理信息传输两大类,另外其他的应用还包括话音视频传输和对外服务等。不同的应用系统对安全有不同的要求,如图1所示。
图1基于数据网络的应用系统对安全性的要求
生产控制类中的基于TCP/IP的数据业务,速率要求不高,数据流基本恒定,但业务实时性较强,其中遥控遥调更与电网安全直接相关,可靠性要求较高;与计费相关的电力市场业务对安全性有特殊要求,不仅要求可靠,原始数据还要求保密。从应用范围来看,生产控制类业务分布在各网省调及大量发电厂和变电站,属于较特殊的一类窄带业务。
管理信息类业务突发性很强,速率要求较高,实时性不强,保密性要求较高,覆盖除生产控制类以外的所有数据业务,其网络布局集中于行政办公中心,一般要求为宽带网络。
话音视频类业务是指建立在IP平台上的电话及会议电视,对实时性要求高,安全可靠性无特殊要求,目前其质量还有待提高。对外服务类业务则是指根据市场的需要而建立的数据网络。
3.调度自动化系统的安全防护
3.1制定调度自动化系统安全防护策略的重要性
近年来调度自动化系统的内涵有了较快的延伸,由原来单一的EMS系统扩展为EMS、DMS、TMS、厂站自动化、水调自动化、雷电监视、故障录波远传、功角遥测、电力市场技术支持系统和调度生产管理系统等。数据网络是支持调度自动化系统的重要技术平台,一般要求数据网络安全可靠,实时性要求在秒级或数秒级,其中发电报价系统、市场信息等电力市场信息系统由于需要与公网连接,因而还要求做加密及隔离处理。
建立调度自动化系统的安全防护体系,首先要制定安全防护策略。应用系统的安全策略位于安全防范的最高一级,是决定系统的安全要素。从大的方面讲,安全策略决定了一个系统要达到的安全级别及可以付出的代价;从小的方面讲,安全策略的具体规则用于说明哪些行为是允许的,哪些行为是禁止的。系统是否安全,很大程度上依赖于最初设计时制定的安全策略,因为今后的安全措施,都围绕这一策略来选择和使用,如果在安全策略上出了问题,将会给今后的应用系统带来安全隐患,从而使将来的安全建设处于十分被动的局面。因此考虑调度自动化系统的安全,应首先根据系统对安全性、可靠性、实时性、保密性等方面的不同特殊要求,按照国家有关部门的规定,从应用系统的各个层面出发,制定完善的安全防护策略。
3.2信息系统的安全分层理论
一个信息系统的安全主要包含五个层面,即物理安全、网络安全、系统安全、应用安全、人员管理。调度自动化系统的安全防护体系应包含上述五个层面的所有内容。
物理安全主要包含主机硬件和物理线路的安全问题,如自然灾害、硬件故障、盗用、偷窃等,由于此类隐患而导致重要数据、口令及帐号丢失,称为物理安全。
网络安全是指网络层面的安全。由于联网计算机能被网上任何一台主机攻击,而网络安全措施不到位导致的安全问题。
系统安全是指主机操作系统层面的安全。包括系统存取授权设置、帐号口令设置、安全管理设置等安全问题,如未授权存取、越权使用、泄密、用户拒绝系统管理、损害系统的完整性等。
应用安全是指主机系统上应用软件层面的安全。如Web服务器、Proxy服务器、数据库等的安全问题。
人员管理是指如何防止内部人员对网络和系统的攻击及误用等。
3.3国家对网络及信息安全问题的有关政策和法规
国家有关部门对安全问题的有关政策和法规,对制定电力调度控制系统的安全策略起到指导性的作用。
公安部是国家企事业单位及公共安全的主管部门,已经颁布了安全防护方面的一系列文件,正在制定安全保密和保护的等级,规定各部门应根据具体情况决定自己的安全等级,实行国家强制标准。公安部规定,从安全保密角度看,政府办公网应与外部因特网物理隔离,并认为自动控制系统应与外部网络绝对物理隔离,可根据业务的需要建立专用数据网络。
国家保密局是国家党政机关安全保密方面的主管部门,也颁布了一系列安全保密方面的文件。1998年10月国家保密局颁布的“涉及国家秘密的通信、办公自动化和计算机信息系统审批暂行办法”规定,涉及国家秘密的通信、办公自动化和计算机信息系统的建设,必须与保密设施的建设同步进行,系统集成方案和信息保密方案不可混淆,应从整体考虑。1999年7月国家保密局发出的“关于加强政府上网信息保密管理的通知”、1999年12月10号文“计算机信息系统国际联网保密管理规定”和1998年1号文“计算机信息系统保密管理暂行规定”均确定,涉及国家秘密的计算机信息系统,不得直接或间接地与国际互联网或其它公共信息网络相联接,必须实行物理隔离。
1996年11月原电力部、国家保密局752号文“电力工业中国家秘密及具体范围的规定”明确了电力工业中涉及的国家秘密和重要企业秘密,均必须参照国家有关保密方面的规定。
电力生产事关国计民生,电力系统的安全和保密都很重要,电力自动化系统要求可靠、安全、实时,而电力信息系统要求完整、保密。两种业务应该隔离,特别是电力调度控制业务是电力系统的命脉,一定要与其他业务有效安全隔离。
3.4调度自动化系统数据网络的安全防护策略
3.4.1数据网络的技术体制
规划数据网络技术体制和电力系统安全防护体系,应根据电力生产业务对数据网络安全性、可靠性、实时性方面的特殊要求,并遵照国家对单位和重要设施在网络安全方面的有关规定。首先应根据网络的规模、目的、服务对象、实时程度、安全级别等综合考虑,确定最基本的网络技术体制。
从应用和连接方式来看,企业内部网络有两类:一类是与公网完全隔离、在链路层上建立的企业内部网络一般称为专用网络;另一类是连接于公网、并利用公网作为通道的企业内部网。第一类网络除了面临来自物理层面的安全问题外,主要面临内部的计算机犯罪问题,如违规或越权使用某些业务、查看修改机密文件或数据库等,以及从内部发起的对计算机系统或网络的恶意攻击。第二类网络除了具有上述安全问题外,还要承受来自公网的攻击和威胁,由于公网上黑客、病毒盛行,网络安全的攻击与反攻击比较集中地体现在公网上。
由于电力调度数据网的服务对象、网络规模相对固定,并且主要满足自动化系统对安全性、可靠性、实时性的特殊需求,为调度自动化系统提供端到端的服务,符合建设专网的所有特征,所以电力调度数据网宜在通道层面上建立专网,以实现该网与其他网的有效安全隔离。
目前国家电力数据网同时承载着调度控制业务和管理信息业务,应当在将来通道资源允许的条件下,将现有电力调度数据网上的信息业务逐步分离出去,改造成为实时控制业务专用的数据网络。
电力系统中的光纤通信网络正在加紧建设,采用光纤+SDH+IP模式容易实现对不同IP应用业务之间的物理隔离,具有较高的传输效率,能满足控制、保护等电力系统的关键业务的要求,便于调度部门能对网络进行有效监控,并便于通信部门对外出租带宽。因此用光纤+SDH+IP模式建立调度数据专网是一个适当的选择,可以很好满足电力系统的下列要求:
(1)数据传输的实时性(继电保护毫秒级,自动化秒级),要求网络层次简化。
(2)传输的连续性,通信负荷基本恒定,需要恒定带宽。
(3)远方控制的可靠性(遥控、遥调、AGC等),要求有效隔离。
(4)因特网时代的安全防护体系(防黑客、防病毒、防破坏等)。
(5)网络拓扑结构必须覆盖远离城市的电厂、变电站。
(6)充分利用SPDnet的现有设备,节约大量资金,便于平滑过渡。
3.4.2调度专用数据网络的安全防护措施
调度专用数据网除了传送EMS数据外,还传送电能量计量计费、水调自动化、电力市场信息和调度生产信息(工作票和操作票、发电计划和交易计划、负荷预报、调度报表、运行考核等)。应根据各类应用的不同特点,采用不同的安全防护措施,如EMS等实时控制业务具有较高的优先级,应该优先保证,生产信息的优先级次之,而电力市场信息须进行加密处理等。
采用调度专用网络体制使数据网络在网络层的的安全得到最大程度的保证。但也不能保证100%的安全,对调度数据专用网络还必须做到技术措施和管理制度双管齐下,才有可能从根本上保障信息和控制系统的安全。在管理制度方面,要做到:
(一)对全网实施监管,所有与电力调度数据网连接的节点都必须在有效的管理范围内,保障安全的系统性和全局性。
(二)加强人员管理,建立一支高素质的网络管理队伍,防止来自内部的攻击、越权、误用及泄密。
(三)加强运行管理,建立健全运行管理及安全规章制度,建立安全联防制度,将网络及系统安全作为经常性的工作。
(四)聘请网络安全顾问,跟踪网络安全技术。
在技术措施方面,要做到:
(一)在网络传输层,为了保证数据网络的安全,又能向外传输必要的数据,必须坚持调度控制系统与调度生产系统之间、调度生产管理系统与企业办公自动化系统(OA/MIS)之间有效安全隔离,它们之间的信息传输只能采用单向传输的方式。常采用的措施包括防火墙、专用网关(单向门)、网段选择器等进行有效隔离。另外在调度数据专用网络的广域网和局域网上,根据不同的业务系统,还可采取以下技术手段:
(1)网络安全访问控制技术。通过对特定网段和服务建立访问控制体系,可以将绝大多数攻击阻止在到达攻击目标之前。可实施的安全措施有:防火墙、VPN设备、VLAN划分、访问控制列表、用户授权管理、TCP同步攻击拦截、路由欺骗防范、实时入侵检测技术等。
(2)加密通信技术。该措施主要用于防止重要或敏感信息被泄密或篡改。该项技术的核心是加密算法。其加密方法主要有:对称型加密、不对称型加密、不可逆加密等。
(3)身份认证技术。该项技术广泛用于广域网、局域网、拔号网络等网络结构。用于网络设备和远程用户的身份认证,防止非授权使用网络资源。
(4)备份和恢复技术。对于网络关键资源如路由器、交换机等做到双机备份,以便出现故障时能及时恢复。
(二)在系统和应用层面,包括计算机防病毒技术、采用安全的操作系统(达B2级)、应用系统的关键软硬件及关键数据的热备份和冷备份等。防病毒技术和备份措施是通常采用的传统安全技术,而安全的操作系统是一个新的发展趋势。
4.结论
电力调度数据网络是调度自动化系统的支撑平台,网络安全是系统安全的保障,专用数据网络是整体安全防护体系的基础,专网体现在网络互联、网络边界、网络用户的可管性和可控性。目前,国际上正在制定相应的自动化系统网络安全标准,国内也开始进行相关课题的研究,对于调度自动化系统及数据网络的安全防护措施,首先应在网络技术体制方面,采用光纤+SDH+IP的数据专网模式,在全系统实现电力调度专用数据网络与其它公用信息网络、电力生产控制系统与办公自动化系统等的安全隔离,同时在调度专用数据网及各相关应用系统上采取必要的安全防护技术手段,建立严密的安全管理措施,以确保电力调度系统和电力系统的安全。
参考文献:
1.余建斌.黑客的攻击手段及用户对策.北京:人民邮电出版社,1998年
2.OthmarKyas著.王霞,铁满霞,陈希南译.网络安全技术-风险分析、策略与防火墙.北京:中国水利水电出版社,1998年
3.赵遵廉等主编,电力市场运营系统,北京:中国电力出版社,2001年1月
2大数据时代图书馆信息安全面临的威胁
大数据时代,数据资源将逐渐成为图书馆最重要的资产之一,决策行为将在数据分析的基础上做出。作为以数据分析利用和信息服务为己任的图书馆,它的信息安全将面临着大数据带来的挑战。
2.1存储安全问题
图书馆关注的数据已不仅限于书目信息、读者信息、电子期刊等业务数据,还延伸到微信、微博、移动网络等读者活动中产生的很难估量的社会化数据。如此庞大的数据集对图书馆的存储、软硬件设施是个考验。如何防止这些数据丢失、损毁、被非法盗取及利用是图书馆安全存储面临的一项挑战。另外,大数据环境下的图书馆为了降低成本,通常会将数据存储在云端,云的开放性,海量用户共存性等都带来了潜在的威胁。
2.2网络安全问题
图书馆是以网络为基础来传递信息和数字资源,为读者提供服务。在网络上,大数据成为更易被攻击的显著目标。图书馆的“大数据”不仅包含了海量数据资源,还包含了读者行为、敏感数据等,这些海量的信息资源将吸引更多的攻击者,也使大数据成为更有吸引力的目标。另外,黑客利用大数据发起的僵尸网络攻击,能够同时控制百万台机器,这是传统单点攻击做不到的。利用大数据,黑客能够发动APT攻击,APT的攻击代码隐藏在大数据中,很难被检测到。
2.3隐私泄露问题
社交网络、微博、移动网络等这些信息服务新形式的快速发展,互联网每时每刻都在产生海量的数据。读者的个人数据可能被任意搜索、获取,这将极大地威胁隐私安全。一方面,图书馆的海量数据信息资源、读者信息、读者行为、科研信息等数据高度集中,即使不被盗取滥用,也增加了数据泄露的风险。另一方面,对于某些重要数据、敏感数据以及隐私数据的挖掘分析,其使用权没有明确界定,这都将会涉及隐私泄露。
2.4知识产权问题
大数据时代,图书馆虽然会把越来越多的数据资源交给“云”提供商代为托管,但是图书馆应完全拥有这些被托管数据资源的知识产权。然而现实中“,云”提供商利用大数据技术对图书馆的数据资源进行挖掘、发现、分析进而整合成新的数据产品加以利用,本该由图书馆所唯一拥有的数据,一旦被“云”提供商开发成产品,知识产权的界定就成为图书馆要面临的新难题。
3大数据时代图书馆信息安全应对策略
大数据资源将成为图书馆的核心资产。图书馆在利用数据处理、数据挖掘、数据分析等技术获取大数据蕴藏的高价值,创新服务模式,提高服务质量的同时,应重点考虑如何确保数据资源存储安全,如何降低网络安全威胁,如何防止隐私泄露等。大数据时代的图书馆应首先从技术层面保障存储安全,提高网络安全防范技术;其次,建立数据监管体系,对读者和图书馆的重要数据、敏感数据、隐私数据进行监管;最后,加强图书馆信息安全制度和相关政策法规建设。
3.1保障存储安全
图书馆的数据资源在无限增长,规模日益庞大,保障这些数据资源的安全存储显得尤为重要,同时对硬件设施也是巨大考验。现有的存储系统无法充分有效地存储、管理、分析大数据,限制了数据的增长。大数据时代的图书馆为了降低运维成本,缓解硬件设施压力,应考虑将数据和信息存储在云端,利用云存储实现数据的存储、管理以及分析。云存储,即基于云计算的存储系统,其可扩展性、灵活性、运算高效性能够解决大数据存储和管理存在的问题。但是,云存储具有数据规模海量、管理高度集中、系统规模巨大、平台开放复杂等特点,这些都将对信息安全带来威胁。因此,保障云安全是大数据时代图书馆信息安全的基础。图书馆作为云存储服务用户,最关心的就是存储在云端的数据是否完整安全,是否有人非法访问,以及当合法访问这些数据时是否能获得有效且正确的数据。因此,应重点研究运用身份认证、加密存储、数据灾备这3种技术手段来保障云安全。
(1)身份认证。
加强图书馆云存储上数据的管理,实行身份认证,确保管理员、读者用户、云存储服务提供商等经过认证获得访问权限后,才可管理、分析、访问“云”上的数据资源。云存储具有跨平台、异构、分布式等特点,为了提高管理员、用户的访问效率,应建立有效的单点登录统一身份认证系统,支持各图书馆云存储之间共享认证服务和用户身份信息,减少重复验证带来的运行开销。
(2)加密存储。
对文件和数据进行加密保存,确保图书馆云存储上的数据资源在存储和传输过程中,不被意外或非意外损毁、丢失、处理及非法利用。加密存储主要包含两部分工作:一是密钥的管理和产生,二是应用密钥对数据进行加密存储和解密读取。云存储系统为每位注册用户生成一个解密密钥,系统将数据加密存储在数据中心,用户读取加密数据后,利用自己的解密密钥恢复数据,得到原始数据。这一过程对存储性能和网络传输效率会有一定影响,因此图书馆一方面要加快对加密存储技术的研究;另一方面可以考虑先只对重要数据、敏感数据、个人信息数据进行加密存储。
(3)数据灾备。
云计算技术对于数据灾备具有天生的优势。将虚拟化技术、分布式技术和云计算技术结合可实现多点备份、数据自动冗余存储、云节点无单点故障数据级灾备。图书馆可以利用云存储在不同的地方建设两个及以上的图书馆云存储数据中心,构成一个跨地域的统一存储平台,各业务部门和每个用户都可以共享共用这些数据。保证只要有一个数据中心完整,所有数据就不会丢失且能够提供持续服务。
3.2提高网络安全防护技术
随着图书馆数据资源总量的增加和新型社交网络下读者原创数据爆炸性增长,网络在线数据呈现急剧增长的趋势,导致黑客的攻击欲望比以往更为强烈,其手段和工具也更为复杂、更加专业。大数据对图书馆网络安全策略提出更高的要求,从技术层面来说,图书馆网络安全策略包括漏洞扫描、入侵检测、访问控制和网络安全审计4种技术手段,任何一个单一的防范手段都无法保障图书馆网络的安全性。
(1)漏洞扫描。
漏洞扫描包括检测路由器、交换机、防火墙、各应用服务器OS、应用系统以及工作人员用机的安全补丁、系统漏洞、病毒感染等问题。漏洞扫描系统应及时发现系统漏洞、木马、病毒、蠕虫、后门程序、网络攻击、ARP等,并提供修复、查杀、拦截、防御的有效工具,同时能够对图书馆整个网络系统进行风险评估,以便采取相应措施及时消除系统中的安全隐患。与以往的漏洞扫描不同的是,大数据时代,对于海量数据的扫描,将会花费很长的时间,因此需要研究解决如何提高网络海量数据检测扫描的精确度和速度。
(2)入侵检测。
随着图书馆信息资源和数据资源共建共享步伐的加快,图书馆私有云和行业云的建设加快,网络应用范围在不断扩大,来自校园网内部和外部的黑客攻击、非法访问等安全问题与日俱增,因此对恶意入侵的检测与防范刻不容缓。大数据对信息安全是把双刃剑,应利用大数据的分析技术,通过分析来源信息,能够自动确定网络异常。进一步研究更有效的检测手段,完成APT高端检测,做到多点、长时、多类型的检测。
(3)访问控制。
接入图书馆网络的用户,在使用海量数据资源之前,必须进行身份认证和权限划分,用户通过认证获得授权之后,才可以根据自己的权限访问相应的数据资源和应用系统,获取相关的数据分析结果等。采用单点、统一认证方式,并结合PMI权限控制技术,加大认证加密技术研究,有效控制不同用户分不同级别访问管理数据、访问数据、获取数据以及应用大数据分析结果。
(4)网络安全审计。
相比入侵检测系统,网络安全审计没有实时性要求,因此可以对海量的服务器运行日志、数据库操作记录、系统活动等历史数据进行分析,并且可以利用大数据进行更加精细和复杂的分析,发现更多的黑客攻击种类,其误报率也将低于传统的入侵检测。
3.3建立数据安全监管机制
大数据关键技术的快速发展,为图书馆大数据的存储与分析奠定了基础,大数据将成为图书馆的重要资产。但是,海量数据和数据分析结果一旦泄露,相对于以往,对读者个人甚至整个图书馆界将会造成巨大的经济损失,还可能导致声誉受损,严重的还要承担相关法律责任。大数据安全不仅是技术问题,更是管理问题。因此,大数据时代,图书馆除了要从技术上实现存储安全、云安全、网络安全等方式来抵御外来的信息安全威胁,更需要加强在数据安全监管、数据资源共享机制、数据隐私保护、敏感数据审计等方面的制度建设,从管理上防止图书馆核心数据、隐私数据和敏感数据的泄露。力图建立贯穿于数据生命周期的数据监管机制。在技术层面,运用先进的信息技术手段开展数据监管工作,如利用现有隐理、数据预处理等技术保障数据在使用和传输中能够拒绝服务攻击、数据传输机密性及DNS安全等。在管理层面,提高图书馆工作人员的信息安全意识,加强各业务部门内部管理,明确重要数据库的范围,创新有效科学的数据监管手段与方法,制定终端设备尤其是移动终端的安全使用规程,制定并完善重要数据、敏感数据、隐私数据的安全操作和管理制度,规范大数据的使用方法和流程。
3.4加强图书馆信息安全制度建设
依据信息安全管理国际标准ISO27000,明确大数据时代图书馆的实际安全需求和安全目标,量化各类数据资源的安全指标,建立全方位、立体、深度的信息安全防御体系。以信息安全防御体系为基础,建立信息安全责任人负责制的组织机构;制定日常安全运维制度,包括存储、业务系统以及各应用系统的安全运行监控制度、数据监管制度、移动终端检测制度、网络安全制度等;制定应急响应制度,包括数据灾备制度、数据恢复制度、故障系统恢复制度等。对于存储在云端的数据,建立数据共享制度和机密保护制度。根据保密级别、共享级别、开放级别等明确访问权限等级划分,制定数据的访问、检索、下载、分析等方面的规定;建立身份认证和权限控制机制,控制非法授权访问数据;制定数据云存储的安全规定,加密关键数据;制定数据所有权条款,防止“云”提供商第三方泄密。建立相应的法律政策保护数据利用时涉及的知识产权,保障数据资源的合理合法使用,维护图书馆利益,保护知识产权。
当前,大部分计算机的系统为Windows系统,只有少数计算机的系统为Linux系统。Windows系统受众面广,受网络攻击的可能性更大,再加上系统本身存在很多漏洞,严重影响了计算机数据信息的安全性。如果黑客攻击系统所存在的漏洞,就会导致病毒通过漏洞感染计算机。计算机操作系统建设所用的代码会涉及到汇编、反汇编等底层代码,并且所有代码的编写需要整个团队来完成,这样往往在代码编写过程中就会出现漏洞,需要用专门的补丁来修复。系统漏洞的存在给计算机的安全使用带来了极大的威胁,导致银行账号、密码,游戏账号、密码等泄露,从而对计算机使用者造成一定的损失。
1.2计算机病毒
计算机病毒具有感染性强、蔓延范围广、传播速度快等特点,是威胁计算机数据安全的重要因素。在病毒进入到计算机程序后,如果将带有病毒的数据文件应用于计算机网络传输或共享,那么其他计算机在浏览或打开此数据文件时也会被感染,出现连锁式病毒传播。另外,如果计算机病毒过多,会对计算机操作系统造成十分严重的影响,出现死机或者数据丢失等事故。
1.3非正常入侵
计算机网络具有开放性特点,在互联网背景下,很多不法分子利用系统本身存在的漏洞非法入侵用户计算机。非法入侵者一般采取窃听、监视等手段,获取计算机网络用户的口令、IP包和用户信息等,然后利用各种信息进入计算机局域网内,并采用冒充系统客户或者用合法用户的IP地址代替自己的IP地址等方式,篡改或窃取计算机网络内的数据信息。
2数据加密技术的应用
2.1密钥保护
密钥保护是数据加密中一种常用的加密技术。改变密钥的表达方式,可提高密文书写的多变性,体现多层次的加密方式。密钥保护可分为公钥保护和私钥保护两种方式。通常这两种方式相互配合,对提高计算机数据信息的安全性具有重要意义。私钥保护具有一定的局限性,在使用时必须借助公钥保护来完成整个保护动作。密钥保护的原理是:当计算机进行数据传输时,选用公钥对需要传输的信息进行加密,在用户接收数据后,需要通过私钥来完成解密动作,以此来确保传输数据的安全性,避免攻击者非法窃取传输过程中的数据。当前,秘钥保护方式一般用于管理系统和金融系统中,可以完成对私人信息、用户登录和访问过程等方面的保护。
2.2USBkey保护
USBkey是数据加密技术的典型代表,一般用于银行交易系统中,保证网络交易环境的安全性。USBkey服务于客户端到银行系统,对每项数据信息的传输都需要加密处理,避免数据在传输过程中受到恶意攻击。就现状来看,银行系统通过计算机网络来完成工作的概率逐渐上升。USBkey可以保护银行系统能够在相对安全的环境中完成交易。在用户利用计算机网络进行银行交易时,USBkey中的加密技术会自动匹配用户信息,即便用户行为被跟踪,攻击者也无法破译USBkey中的加密技术,通过加强用户登录身份的验证,保证用户财务安全。
2.3数字签名保护
数字签名保护是比较常用的一种数据加密技术,具有很好的保护效果。数字签名保护的原理是利用加密、解密过程,识别用户身份,从而保证数据信息的安全性。数字签名保护也分为公钥保护和私钥保护两种,如果只使用其中的一种保护方式,会在本质上降低安全保护的效果。因此,通常情况下,常在私钥签名处外加一层公钥保护,提高数字签名保护的效果。
近些年来,我国的社会经济一直稳定健康发展,在此基础下我国的现代信息和网络技术也得到了较大发展,从而促使大数据时代的到来。大数据技术的发展为社会和人们的生活带来了许多便利,但同时大数据时代下的信息安全问题也不容忽视。加强对大数据技术的深入认识,充分了解大数据时代下的信息安全问题并积极的采取防范措施,不断完善我国的大数据技术,促社会的健康稳定发展。
一、大数据的含义及特点
1、大数据的含义。大数据根据IT行业术语也叫巨量数据集合,是要在新的处理模式下,在强有力的决策力、敏锐的洞察力和优秀的流程改善力的协助下,适应巨量化、高速化和多样化的信息资产。
2、大数据的特点。大量、高速、多样、价值、真实性这是大数据的五个主要特点。大量是指大数据的数据容量巨大;高速则是指数据的生成、整合以及处理十分高效,可以在秒级的时间限制内完成对数据的处理;多样则是指数据的来源丰富,借助数据传感器,监测的范围几乎涵盖了生活的方方面面;利用大数据技术收集的数据信息,由于数据量巨大且繁杂,有价值的数据所占的比例反而较小;真实性是指数据的质量,而对数据质量的判断也需依具体情况而定。
二、大数据时代下的信息安全问题
2.1大数据时代下存在的主要信息安全问题
在大数据时代的背景下,各种移动设备十分普及,人们对手机等移动设备的依赖也加重了信息泄露的安全隐患。比如说智能手机中各种app软件的使用,手机app的数量巨大且类型繁杂,许多app软件并不是正规公司设计且没有通过安全保障,并且一些不法分子和黑客利用恶意代码或木马病毒的植入盗取app用户个人信息,致使用户大量信息泄露。由于大数据数据量的巨大和繁杂,一些黑客和不法分子通过自身的网络技术以及利用大数据的这一特点可以让自己的恶意攻击不被发现且无法被安全监测设备检测出来。大数据反而成了黑客和不法分子的避难所,这也对安全厂商和警方对黑客和不法分子的追踪造成了困难。
2.2大数据背景下信息安全问题存在的原因
首先,公众对大数据技术的认识存在一些误区,大数据下的网络并不能保证绝对的安全,在购物网站的实名购买记录、各大搜索引擎的搜索记录、在网络社交平台个人生活和心情的记录都有可能暴露用户的个人信息,从而给不法分子以可乘之机。并且大数据技术不是完美无缺的,其本身就存在一些安全隐患。比如大数据数据库存在着一些安全漏洞,不法分子可以利用这些漏洞,对数据库进行侵入;数据库访问的操作缺乏控制,这也很容易造成数据的泄露。此外,个人信息法律保护不完善,数据使用监管机制和机构的缺乏也是大数据时代信息安全问题产生的原因。法律和监管的缺失有可能降低网络犯罪的成本,从而助长信息安全问题的滋生。
三、大数据时代下信息安全问题的防范措施
1、完善相关立法和数据监测机制。法律的保障是信息安全问题的第一也是最后一道防线。完善个人信息保护专门性立法,明确个人信息保护的基本准则、个人信息主体的权利和义务、个人信息和隐私权受到不法侵犯时的法律救济和惩处措施,最大程度上保障个人信息的安全。加强对大数据使用的监测,设立专门的监测机制和机构,并且明确监测机构的职责,对信息安全问题防范于未然。
2、加强信息安全保护意识。这一措施主要是对大数据用户来说,大数据技术公司应该加强自身安全技术方面的保障,数据用户也应该价钱自身的防范和保护意识。比如在使用搜索引擎后及时删除搜索记录、使用社交平台软件时注意不要暴露个人的隐私和具体信息、发送重要电子邮件时对邮件进行加密等等。大数据用户是信息安全问题防范的主体,其安全保护意识的提高对于大数据时代下信息安全问题的防范和解决具有重大的促进作用。
3、不断改善安全技术。为了应对大数据背景下现代信息技术发展所带来的各种层出不穷的信息安全问题,应该对传统的安全技术进行改革,加大人力、财力、物力的投入,加强大数据安全系统的防御能力,减少安全漏洞,并不断发展安全技术以应对未来的安全挑战。
结束语:现在是信息的时代,大数据技术的掌握已成为世界各国竞争的重要砝码。大数据带来的机遇和挑战应引起人们同样的重视,在积极应对安全挑战的同时把握机遇,这是大数据时代行动实施的应有之意。
参 考 文 献
[1]崔洪刚等.大数据时代下的信息安全问题研究[J].通讯世界,2016(7).
2交换机常见的攻击类型
2.1MAC表洪水攻击
交换机基本运行形势为:当帧经过交换机的过程会记下MAC源地址,该地址同帧经过的端口存在某种联系,此后向该地址发送的信息流只会经过该端口,这样有助于节约带宽资源。通常情况下,MAC地址主要储存于能够追踪和查询的CAM中,以方便快捷查找。假如黑客通过往CAM传输大量的数据包,则会促使交换机往不同的连接方向输送大量的数据流,最终导致该交换机处在防止服务攻击环节时因过度负载而崩溃.
2.2ARP攻击
这是在会话劫持攻击环节频发的手段之一,它是获取物理地址的一个TCP/IP协议。某节点的IP地址的ARP请求被广播到网络上后,这个节点会收到确认其物理地址的应答,这样的数据包才能被传送出去。黑客可通过伪造IP地址和MAC地址实现ARP欺骗,能够在网络中产生大量的ARP通信量使网络阻塞,ARP欺骗过程如图1所示。
2.3VTP攻击
以VTP角度看,探究的是交换机被视为VTP客户端或者是VTP服务器时的情况。当用户对某个在VTP服务器模式下工作的交换机的配置实施操作时,VTP上所配置的版本号均会增多1,当用户观察到所配置的版本号明显高于当前的版本号时,则可判断和VTP服务器实现同步。当黑客想要入侵用户的电脑时,那他就可以利用VTP为自己服务。黑客只要成功与交换机进行连接,然后再本台计算机与其构建一条有效的中继通道,然后就能够利用VTP。当黑客将VTP信息发送至配置的版本号较高且高于目前的VTP服务器,那么就会致使全部的交换机同黑客那台计算机实现同步,最终将全部除非默认的VLAN移出VLAN数据库的范围。
3安全防范VLAN攻击的对策
3.1保障TRUNK接口的稳定与安全
通常情况下,交换机所有的端口大致呈现出Access状态以及Turnk状态这两种,前者是指用户接入设备时必备的端口状态,后置是指在跨交换时一致性的VLAN-ID两者间的通讯。对Turnk进行配置时,能够避免开展任何的命令式操作行为,也同样能够实现于跨交换状态下一致性的VLAN-ID两者间的通讯。正是设备接口的配置处于自适应的自然状态,为各项攻击的发生埋下隐患,可通过如下的方式防止安全隐患的发生。首先,把交换机设备上全部的接口状态认为设置成Access状态,这样设置的目的是为了防止黑客将自己设备的接口设置成Desibarle状态后,不管以怎样的方式进行协商其最终结果均是Accese状态,致使黑客难以将交换机设备上的空闲接口作为攻击突破口,并欺骗为Turnk端口以实现在局域网的攻击。其次是把交换机设备上全部的接口状态认为设置成Turnk状态。不管黑客企图通过设置什么样的端口状态进行攻击,这边的接口状态始终为Turnk状态,这样有助于显著提高设备的可控性。最后对Turnk端口中关于能够允许进出的VLAN命令进行有效配置,对出入Turnk端口的VLAN报文给予有效控制。只有经过允许的系类VLAN报文才能出入Turnk端口,这样就能够有效抑制黑客企图通过发送错误报文而进行攻击,保障数据传送的安全性。
3.2保障VTP协议的有效性与安全性
VTP(VLANTrunkProtocol,VLAN干道协议)是用来使VLAN配置信息在交换网内其它交换机上进行动态注册的一种二层协议,它主要用于管理在同一个域的网络范围内VLANs的建立、删除以及重命名。在一台VTPServer上配置一个新的VLAN时,该VLAN的配置信息将自动传播到本域内的其他所有交换机,这些交换机会自动地接收这些配置信息,使其VLAN的配置与VTPServer保持一致,从而减少在多台设备上配置同一个VLAN信息的工作量,而且保持了VLAN配置的统一性。处于VTP模式下,黑客容易通过VTP实现初步入侵和攻击,并通过获取相应的权限,以随意更改入侵的局域网络内部架构,导致网络阻塞和混乱。所以对VTP协议进行操作时,仅保存一台设置为VTP的服务器模式,其余为VTP的客户端模式。最后基于保障VTP域的稳定与安全的目的,应将VTP域全部的交换机设置为相同的密码,以保证只有符合密码相同的情况才能正常运作VTP,保障网络的安全。
1引言
经过20多年的发展,无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork,WLAN),已经成为一种比较成熟的技术,应用也越来越广泛,是计算机有线网络的一个必不可少的补充。WLAN的最大优点就是实现了网络互连的可移动性,它能大幅提高用户访问信息的及时性和有效性,还可以克服线缆限制引起的不便性。但由于无线局域网应用是基于开放系统的,它具有更大的开放性,数据传播范围很难控制,因此无线局域网将面临着更严峻的安全问题。
无线局域网的安全问题伴随着市场与产业结构的升级而日益凸现,安全问题已经成为WLAN走入信息化的核心舞台,成为无线局域网技术在电子政务、行业应用和企业信息化中大展拳脚的桎梏。
2无线局域网的安全威胁
随着公司无线局域网的大范围推广普及使用,WLAN网络信息系统所面临的安全问题也发生了很大的变化。任何人可以从任何地方、于任何时间、向任何一个目标发起攻击,而且我们的系统还同时要面临来自外部、内部、自然等多方面的威胁。
由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体,传输信息的覆盖范围不好控制,因此对越权存取和窃听的行为也更不容易防备。无线局域网必须考虑的安全威胁有以下几种:
>所有有线网络存在的安全威胁和隐患都存在;
>无线局域网的无需连线便可以在信号覆盖范围内进行网络接入的尝试,一定程度上暴露了网络的存在;
>无线局域网使用的是ISM公用频段,使用无需申请,相邻设备之间潜在着电磁破坏(干扰)问题;
>外部人员可以通过无线网络绕过防火墙,对公司网络进行非授权存取;
>无线网络传输的信息没有加密或者加密很弱,易被窃取、窜改和插入;
>无线网络易被拒绝服务攻击(DOS)和干扰;
>内部员工可以设置无线网卡为P2P模式与外部员工连接。
3无线局域网的安全保障
自从无线局域网诞生之日起,安全患与其灵活便捷的优势就一直共存,安全问题的解决方案从反面制约和影响着无线局域网技术的推广和应用。为了保证无线局域网的安全性,IEEE802.11系列标准从多个层次定义了安全性控制手段。
3.1SSID访问控制
服务集标识符(ServiceSetIdentifier,SSID)这是人们最早使用的一种WLAN安全认证方式。服务集标识符SSID,也称业务组标识符,是一个WLAN的标识码,相当于有线局域网的工作组(WORKGROUP)。无线工作站只有出示正确的SSID才能接入WLAN,因此可以认为SSID是一个简单的口令,通过对AP点和网卡设置复杂的SSID(服务集标识符),并根据需求确定是否需要漫游来确定是否需要MAC地址绑定,同时禁止AP向外广播SSID。严格来说SSID不属于安全机制,只不过,可以用它作为一种实现访问控制的手段。
3.2MAC地址过滤
MAC地址过滤是目前WLAN最基本的安全访问控制方式。MAC地址过滤属于硬件认证,而不是用户认证。MAC地址过滤这种很常用的接入控制技术,在运营商铺设的有线网络中也经常使用,即只允许合法的MAC地址终端接入网络。用无线局域网中,AP只允许合法的MAC地址终端接入BSS,从而避免了非法用户的接入。这种方式要求AP中的MAC地址列表必须及时更新,但是目前都是通过手工操作完成,因此扩展能力差,只适合小型网络规模,同时这种方法的效率也会随着终端数目的增加而降低。
3.3802.11的认证服务
802.11站点(AP或工作站)在与另一个站点通信之前都必须进行认证服务,两个站点能否通过认证是能否相互通信的根据。802.11标准定义了两种认证服务:开放系统认证和共享密钥认证。采用共享密钥认证的工作站必须执行有线等效保密协议(WiresEquivalentPrivacy,WEP)。
WEP利用一个64位的启动源密钥和RC4加密算法保护调制数据传输。WEP为对称加密,属于序列密码。为了解决密钥重用的问题,WEP算法中引入了初始向量(InitialilizationVector,IV),IV为一随机数,每次加密时随机产生,IV与原密钥结合作为加密的密钥。由于IV并不属于密钥的一部分,所以无须保密,多以明文形式传输。
WEP协议自公布以来,它的安全机制就遭到了广泛的抨击,主要问题如下:
(1)WEP加密存在固有的缺陷,它的密钥固定且比较短(只有64-24=40bits)。
(2)IV的使用解决了密钥重用的问题,但是IV的长度太短,强度并不高,同时IV多以明文形式传输,带来严重的安全隐患。
(3)密钥管理是密码体制中最关键的问题之一,但是802.11中并没有具体规定密钥的生成、分发、更新、备份、恢复以及更改的机制。
(4)WEP的密钥在传递过程中容易被截获。
所有上述因素都增加了以WEP作为安全手段的WLAN的安全风险。目前在因特网上已经出现了许多可供下载的WEP破解工具软件,例如WEPCrack和AirSnort。
4WLAN安全的增强性技术
随着WLAN应用的进一步发展,802.11规定的安全方案难以满足高端用户的需求。为了推进WLAN的发展和应用,业界积极研究,开发了很多增强WLAN安全性的方法。
4.1802.1x扩展认证协议
IEEE802.1x使用标准安全协议(如RADIUS)提供集中的用户标识、身份验证、动态密钥管理。基于802.1x认证体系结构,其认证机制是由用户端设备、接入设备、后台RADIUS认证服务器三方完成。IEEE802.1x通过提供用户和计算机标识、集中的身份验证以及动态密钥管理,可将无线网络安全风险减小到最低程度。在此执行下,作为RADIUS客户端配置的无线接入点将连接请求发送到中央RADIUS服务器。中央RADIUS服务器处理此请求并准予或拒绝连接请求。如果准予请求,根据所选身份验证方法,该客户端获得身份验证,并且为会话生成唯一密钥。然后,客户机与AP激活WEP,利用密钥进行通信。
为了进一步提高安全性,IEEE802.1x扩展认证协议采用了WEP2算法,即将启动源密钥由64位提升为128位。
移动节点可被要求周期性地重新认证以保持一定的安全级。
4.2WPA保护机制
Wi-FiProtectedAccess(WPA,Wi-Fi保护访问)是Wi-Fi联盟提出的一种新的安全方式,以取代安全性不足的WEP。WPA采用了基于动态密钥的生成方法及多级密钥管理机制,方便了WLAN的管理和维护。WPA由认证、加密和数据完整性校验三个部分组成。
(1)认证
WPA要求用户必须提供某种形式的证据来证明它是合法用户,才能拥有对某些网络资源的访问权,并且这是是强制性的。WPA的认证分为两种:第一种采用802.1xEAP(ExtensibleAuthenticationProtocol)的方式,用户提供认证所需的凭证,如用户名密码,通过特定的用户认证服务器来实现。另一种为WPA预共享密钥方式,要求在每个无线局域网节点(AP、STA等)预先输入一个密钥,只要密钥吻合就可以获得无线局域网的访问权。
(2)加密
WPA采用TKIP(TemporalKeyIntegrityProtocol,临时密钥完整性协议)为加密引入了新的机制,它使用一种密钥构架和管理方法,通过由认证服务器动态生成、分发密钥来取代单个静态密钥、把密钥首部长度从24位增加到128位等方法增强安全性。而且,TKIP利用了802.1x/EAP构架。认证服务器在接受了用户身份后,使用802.1x产生一个唯一的主密钥处理会话。然后,TKIP把这个密钥通过安全通道分发到AP和客户端,并建立起一个密钥构架和管理系统,使用主密钥为用户会话动态产生一个唯一的数据加密密钥,来加密每一个无线通讯数据报文。
(3)消息完整性校验
除了保留802.11的CRC校验外,WPA为每个数据分组又增加了一个8个字节的消息完整性校验值,以防止攻击者截获、篡改及重发数据报文。
4.3VPN的应用
目前许多企业以及运营商已经采用虚拟专用网(VPN)技术。虚拟专用网(VPN)技术是指在一个公共IP网络平台上通过隧道以及加密技术保证专用数据的网络安全性,其本身并不属于802.11标准定义,但是用户可以借助VPN来抵抗无线网络的不安全因素,同时还可以提供基于RADIUS的用户认证以及计费。可以通过购置带VPN功能防火墙,在无线基站和AP之间建立VPN隧道,这样整个无线网的安全性得到极大的提高,能够有效地保护数据的完整性、可信性和不可抵赖性。
VPN技术作为一种比较可靠的网络安全解决方案,在有线网络中,尤其是企业有线网络应用中得到了一定程度的采用,然而无线网络的应用特点在很大程度上阻碍了VPN技术的应用,如吞吐量性能瓶颈、网络的扩展性问题、成本问题等。
4.4WAPI鉴别与保密
无线局域网鉴别与保密基础结构(WLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure,WAPI)是我国无线局域网国家标准制定的,由无线局域网鉴别基础结构(WLANAuthenticationInfrastructure,WAI)和无线局域网保密基础结构(WLANPrivacyInfrastructure,WPI)组成。WAPI采用公开密钥体制的椭圆曲线密码算法和对称密钥体制的分组密码算法,分别用于WLAN设备的数字证书、密钥协商和传输数据的加解密,从而实现设备的身份鉴别、链路验证、访问控制和用户信息在无线传输状态下的加密保护。
在WAPI中,身份鉴别的基本功能是实现对接入设备用户证书和其身份的鉴别,若鉴别成功则允许接入网络,否则解除其关联,鉴别流程包含下列几个步骤:
1)鉴别激活:当STA登录至AP时,由AP向STA发送认证激活以启动认证过程;
2)接入鉴别请求:工作站STA向AP发出接入认证请求,将STA证书与STA的当前系统时间(接入认证请求时间)发往AP;
3)证书鉴别请求:AP收到STA接入认证请求后,向AS(认证服务器)发出证书认证请求,将STA证书、接入认证请求时间、AP证书及用AP的私钥对上述字段的签名,构成认证请求报文发送给AS。
4)证书鉴别响应:AS收到AP的证书认证请求后,验证AP的签名以及AP和STA证书的合法性。验证完毕后,AS将STA证书认证结果信息(包括STA证书、认证结果及AS对它们的签名)、AP证书认证结果信息(包括AP证书、认证结果、接入认证请求时间及AS对它们的签名)构成证书认证响应报文发回给AP。
5)接入鉴别响应:AP对AS返回的证书认证响应进行签名验证,得到STA证书的认证结果。AP将STA证书认证结果信息、AP证书认证结果信息以及AP对它们的签名组成接入认证响应报文回送至STA。STA验证AS的签名后,得到AP证书的认证结果。STA根据该认证结果决定是否接入该AP。
至此,工作站STA与AP之间完成了双向的证书鉴别过程。为了更大程度上保证WLAN的安全需求,还可以进行私钥的验证,以确认AP和工作站STA是否是证书的合法持有者,私钥验证由请求和响应组成。
当工作站STA与接入点AP成功进行证书鉴别后,便可进行会话密钥的协商。会话密钥协商包括密钥协商请求和密钥协商响应。密钥协商请求可以由AP或STA中的任意一方发起,另一方进行响应。为了进一步提高通信的保密性能,在通信一段时间或交换一定数量的报文后,工作站STA与AP之间应该重新进行会话密钥的协商来确定新的会话密钥。
5结束语
要保证WLAN的安全,需要从加密技术和密钥管理技术两方面来提供保障。使用加密技术可以保证WLAN传输信息的机密性,并能实现对无线网络的访问控制,密钥管理技术为加密技术服务,保证密钥生成、分发以及使用过程中不会被非法窃取,另外灵活的、基于协商的密钥管理技术为WLAN的维护工作提供了便利。尽管我们国家WLAN标准的出台以及强制执行引起了很大的影响,但这是我国信息安全战略的具体落实,它表明我们国家已经迈出了坚实的一步。
参考文献
2基于空间数据挖掘的煤矿安全监测系统的建设
2.1系统模型的设计
空间数据挖掘系统包含了三种结构体系,第一种是数据源,是指利用大空间数据库中所提供给我们的索引来查询出具体的功能,在具体的操作中可以直接使用到数据库中的数据。第二种是数据的挖掘,首要前提是要把原始的数据转换为数据挖掘算法的专用格式,并删除其他不相干的数据,然后利用这种算法来具体分析提取出来的空间数据,最后在挖掘中不断调整数据的参数值。最后一种是用户界面,在这个技术层面中,用户可以根据可视化的工具来获取知识。
2.2空间挖掘关联规则的分析
空间挖掘技术有一项十分重要的元素,就是空间对象的结构以及空间之间的关联规则,想要深入地分析出这些规则,空间挖掘模型还要设计出一组空间关系。通过设计的空间关系而研究出的空间关联规则是空间挖掘技术中的重要内容。空间的关联规则包含了不同的空间属性,如相邻、共生、包含、覆盖等关系,同时还表现出了距离上的信息,比如交叉、远离等。在众多的应用程序中,我们很难在原始的数据中找到一些关联规则,但却可以在高层次的概念上找到,这也可以提供一些十分重要的知识。因此,在实际的空间数据挖掘系统的建立中,应该时刻注意到要在不同的概念层次中挖掘出空间的关联规则,以及在不同概念的空间里互相转换的功能。
2.3空间数据挖掘算法的选择
就目前的实际情况来看,空间数据的挖掘算法主要有三种形式,第一种是分类和预测模型,第二种是集群和单点检测模型,最后一种是空间关联规则。这三种算法都和煤矿的安全管理中所需要的空间模式息息相关。在这三种算法中,空间关联规则是最为重要的内容,它主要是指空间数据的价值和每个数据项目之间关系的准确描述。这些知识的描述可以显示特定的参数和空间位置之间的关系,显而易见的是,空间关联规则所体现出的空间定位的特性,对于煤矿的安全生产和管理来说,有着多么深远的意义。在实际情况中,煤矿安全的空间关联规则算法需要用到双向挖掘,双向挖掘具体分为了两个步骤,第一点是根据统计的结果来得出非空间项目,第二点就是利用空间关联的算法来生成规则。