广域网的安全模型

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计算机信息系统安全是一个动态过程。美国国际互联网安全系统公司（ISS）对此提出P2DR模型，其关键是Policy（策略）、Protection（防护）、Detection（检测）和Response（响应）四方面。按照P2DR的观点，完整的动态安全体系需要防护措施（如网络或单机防火墙、文件加密、身份认证、操作系统访问控制、数据库系统访问控制等）、动态检测机制（入侵检测、漏洞扫描等）、先进的资源管理系统（及时发现问题并做出响应）。

中国石油按照信息安全P2DR模型制定的信息安全系统体系结构包括安全运行中心、网络边界管理系统、网络准入控制、网络管理系统、病毒监控与升级管理系统、系统加固与监控管理系统、CA认证中心、密钥管理与分发系统、数据库防护系统、容灾系统、内容访问监控系统和电子邮件监控系统。

中国石油广域网安全基础设施

●  防火墙系统

中国石油广域网十分庞大，下属单位很多，遍布全国，连通世界上很多国家的分支企业。因此需要在网络各个相连处部署强力防火墙，确保网络的安全性。另外，在区域网络中心的服务器群前，加两台防火墙，以负载均衡方式，用千兆光纤连接到区域网络中心路由器上。在两台防火墙都正常工作情况下，可以提供约两倍于单台设备的性能，即约4Gbps的防火墙吞吐量，当一台防火墙出现故障时，另一台防火墙保证网络不间断运行，保障服务器群的高可用性。

利用防火墙技术，能在内外网之间提供安全保护; 但有如下局限性: 入侵者可寻找防火墙可能敞开的后门进行袭击; 网络结构改变有时会造成防火墙安全策略失效，攻击者可以绕防火墙实施攻击; 入侵者可能来自防火墙内部; 防火墙可能不能提供实时入侵检测。

●  入侵检测系统

入侵检测系统分为基于网络和基于主机两种类型。基于网络的入侵检测系统对所在网段的IP数据包进行分析监测，实时发现和跟踪有威胁或隐患的网络行为。基于主机的入侵检测系统安装在需要保护的主机上，为关键服务提供实时保护。通过监视来自网络的攻击、非法闯入和异常进程，能实时检测出攻击，并做出切断服务、重启服务器进程、发出警报、记录入侵过程等动作。

入侵检测在网络中设置关键点，收集信息，并加以分析，查找违反安全策略的行为和遭到袭击的迹象。它是第二道安全闸门，对内外攻击和误操作提供实时保护，又不影响网络性能。其具体功能如下: 监视、分析用户及系统活动; 系统构造和弱点审计; 识别已知进攻的活动模式并向相关人员报警; 异常行为模式的统计分析; 评估重要系统和数据文件的完整性; 操作系统的审计跟踪管理，并识别用户违反安全策略的行为。

中国石油12个区域网络中心，均配备入侵检测系统，监控内外网入侵行为。

●  漏洞扫描系统

漏洞扫描是自动检测远端或本地主机安全脆弱点的技术。它查询TCP/IP端口，并记录目标的响应，收集关于某些特定项目的有用信息，例如正在进行的服务、拥有这些服务的用户是否支持不记名登录、是否有某些网络服务需要鉴别等。

漏洞扫描系统可安装在便携机中，在网络比较空闲时检测。检测方式可本地可远程; 可临时检测某网段，也可固定检测某网段，但是检测范围不可跨越防火墙。

●  查杀病毒系统

中国石油网络上各个局域网普遍设立查杀病毒软件服务器，不断更新杀毒软件，及时向用户机下推最新版本杀毒软件。大大减轻了病毒泛滥和造成的损失。

中国石油全网提供统一安全策略，各级分别部署，从而提高全网整体安全。

企业网络安全策略分为四个方面:检测评估、体系结构、管理措施和网络标准，并构成动态循环系统（图1）。安全检测与评估随着安全标准的提高而改进，评估结果是网络体系结构的完善的依据，安全策略管理必须随之改进与增强; 技术的进步和网络安全要求的提高，促使网络标准的完善与改进。

网络安全检测与评估涉及网络设备、网络操作系统、应用软件、专业软件、数据库、电子商务、Web网站、电子邮件等。安全体系结构涉及物理、场地、环境、访问控制、数据传输与保存、路由控制。安全管理措施涉及网络设备、软件、密钥。

路由器和交换机策略管理是上述安全管理措施中的重要方面。它们的策略维护通过访问控制列表（ACL）实现。这种工作容易出错，因而应采用专用工具软件集中管理。所采用的管理软件有管理设备ACL的WEB接口，通过这个接口对IP过滤列表进行编辑及下载，简化了管理工作量，实现了大型网络路由器和交换机上策略参数的集中管理。

分系统设计

除了上述基础设施外，还必须有属于“上层建筑”安全措施。这便是分系统设计。

●  安全运行中心

中国石油信息系统地域分散、规模庞大，与多个业务系统耦合性很强，如何将现有安全系统纳入统一管理平台，实现安全事件全局分析和动态监控，是中国石油广域网面临的主要问题。

建立安全运行中心，实现对全网安全状况的集中监测、安全策略的统一配置管理、统计分析各类安全事件，并处理各种安全突发事件。安全运行中心不仅可以将不同类型安全产品实现统一管理，还可以将网络中不同位置、不同系统中单一安全事件进行收集、过滤、关联分析，得出网络全局风险事件集，提供安全趋势报告，并通过远程状态监控、远程分发、实现快速响应，有效控制风险事件。

安全运行中心功能模块包括安全配置模块、网络监控模块、内容监管模块、安全事件与预警模块以及应急响应模块，具体功能模块如图2所示。下边介绍几种主要功能。

（1）安全配置管理

包括防火墙、入侵检测、VPN等安全系统的安全规则、选项和配置，各种操作系统、数据库、应用等系统配置的安全设置、加固和优化措施。可实现策略创建、更新、发布、学习和查询。

（2）网络监控

模块可提供对网络设备、网络安全设备、网络拓扑、服务器、应用系统运行情况的可视化监控，确定某个安全事件是否会发生，事件类型、影响程度和范围。预警: 对网络设备、安全设备、主机系统、服务器、数据库系统日志信息的收集、集中存储、分析、管理，及时发现安全事件，并做出相应预警。

（3）内容监管

内容发布监控、内容访问监控以及内容传播监控。

中国石油信息安全系统安全运行中心由总部、区域中心、地区公司三级结构组成。

总部级: 制定统一安全配置，收集所有汇总上来的数据，并对其进行统一分析、管理。通过这种逐级逐层多级化模式管理，达到对信息安全全方位防御的目的。

区域中心级: 执行对管辖范围内所有地区公司安全运行中心的监控，也可监控区域内的网络安全、主机安全、数据库安全、应用系统安全等，并向总部安全运行中心上报相关数据。

地区公司级: 部署总部的统一安全配置，监控地区公司内部网络、主机、数据库、应用系统安全等，收集分析安全事件并做出及时响应，生成分析报告，定期向区域中心汇总。
●  网络边界管理系统

中国石油网络按照其应用性质的不同和安全要求的不同，划分为不同的安全域。整个网络安全符合木桶原则: 最低木板决定木桶装水量; 网络安全最薄弱环节决定整个网络的安全性。

由于网络中不可控制的接入点比较多，导致全网受攻击点明显增多。通过网络边界管理系统可以最大限度保护内部业务数据的安全，其中重点保护与Internet直接连接的区域。

按照业务不同的安全程度要求，中国石油各个企业网络划分若干安全区域:

（1）业务区域: 企业重要信息集中在此，这里有核心数据库，可与相关单位交换信息。

（2）生产区域: 主要指各炼化企业的生产网络，实现生产在线监控和管理信息的传递。

（3）办公区域: 各单位的办公网，用户访问企业业务系统与互联网、收发电子邮件等。

（4）对外服务区: 通过因特网对外发布信息和进行电子商务的区域，该区域日趋重要。

（5）因特网接入区: 因特网浏览信息、对外交流的窗口，最易受攻击，要重点保护。

通过边界管理系统在中国石油各局域网边界实施边界管理，在内部部署入侵检测系统实施全面安全保护，并在对外连接处和必要的部位部署防火墙进行隔离。

通过入侵检测系统和防火墙联动，可以对攻击行为实时阻断，提高安全防护的有效性。

●  网络准入控制系统

中国石油网络准入控制系统分四部分: 策略服务器、客户端平台、联动设备和第三方服务器（图3）。

（1）安全策略服务器: 它是网络准入控制系统的管理与控制中心，实现用户管理、安全策略管理、安全状态评估、安全联动控制以及安全事件审计等功能。

（2）安全客户端平台: 它是安装在用户终端系统上的软件，可集成各种安全产品插件，对用户终端进行身份认证、安全状态评估以及实施网络安全策略。

（3）安全联动设备: 它是企业网络中安全策略的实施点，起到强制用户准入认证、隔离不合格终端、为合法用户提供网络服务的作用。安全管理系统管理平台作为安全策略服务器，提供标准协议接口，支持同交换机、路由器等各类网络设备的安全联动。

（4）第三方服务器: 为病毒服务器、补丁服务器等第三方网络安全产品，通过安全策略的设置实施，实现安全产品功能的整合。

链接

中国石油广域网安全设计原则

在中石油广域网络安全系统的设计中应遵循以下设计原则:

●  高度安全与良好性能兼顾: 安全与性能相互矛盾，安全程度越高，性能越受影响。任何事物没有绝对安全，也不总是越安全越好。安全以投资、性能、效率的付出为代价。在安全系统设计中，对不同安全程度要求，采用不同安全措施，从而保证系统既有高度安全保障，又有良好系统性能。所谓高度安全，指实现的安全措施达到信息安全级别的要求，对关键信息可以再高一个级别。

●  全方位、均衡性和层次性: 全方位、均衡性安全设计保证消除网络中的漏洞、后门或薄弱环节; 层次性设计保证当网络中某个安全屏障（如防火墙）被突破后，网络仍受到其他安全措施（如第二道防火墙）的保护。

●  主动和被动相结合: 主动对系统中安全漏洞进行检测，及时消除安全隐患; 被动实施安全策略，如防火墙措施、ACL措施等等。两者完美结合，有效实现安全。

●  切合实际: 有的放矢、行之有效，避免措施过度导致性能不应有的下降。

●  易于实施、管理与维护。

●  可伸缩性: 系统必须留有多余接口，以适应拓展需要。

●  对产品和技术选择系统六原则: 先进性、标准性、简易性、实用性、集成性和扩展性。(ccw)