論信息系統(tǒng)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)的深度防護

蘭 蕊,劉旭生

1.忻州師范學(xué)院,山西忻州 034000

2.山西忻州供電分公司,山西忻州 034000

論信息系統(tǒng)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)的深度防護

蘭 蕊1,劉旭生2

1.忻州師范學(xué)院,山西忻州 034000

2.山西忻州供電分公司,山西忻州 034000

關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全直接關(guān)系著現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展命脈，針對企業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)安全的重要性，本文提出了建立信息系統(tǒng)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)的深度防護體系，從信息設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸和數(shù)據(jù)加密3個方面論述了關(guān)鍵數(shù)據(jù)深度防護體系的必要性和可靠性。通過在某大型企業(yè)部署深度防護體系，大大增強了關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全性，同時也大大提高了整個網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實踐證明該種深度防護體系能有效保障關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全性。

關(guān)鍵數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)保護；訪問控制；加密

1 信息系統(tǒng)中保護關(guān)鍵數(shù)據(jù)的重要性

信息化發(fā)展到今天，關(guān)鍵數(shù)據(jù)成為現(xiàn)代企業(yè)的核心競爭力，保護數(shù)據(jù)則成為一個企業(yè)立于不敗之地的要素之一。人為操作不當(dāng)、應(yīng)用程序漏洞、病毒和黑客攻擊都有可能造成數(shù)據(jù)丟失或損壞，如何能最大限度的保護數(shù)據(jù)不被這些因素破壞已成為一個企業(yè)的重中之重。

目前，大多數(shù)企業(yè)的信息系統(tǒng)均采用客戶終端—應(yīng)用服務(wù)器—數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的三級業(yè)務(wù)模式，如圖1所示，企業(yè)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)放置在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器區(qū)域，該區(qū)域的數(shù)據(jù)是否安全呢，答案是不安全。從系統(tǒng)的體系架構(gòu)上來看，由客戶端向應(yīng)用服務(wù)器發(fā)起訪問請求，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)情況向數(shù)據(jù)庫發(fā)送請求，數(shù)據(jù)庫作出響應(yīng)并由應(yīng)用服務(wù)器反饋給客戶端，原則上客戶端并不直接訪問數(shù)據(jù)庫。但從圖1的拓撲上就可以看出，應(yīng)用服務(wù)器區(qū)域和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器區(qū)域的所有服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)對客戶端都是透明的，沒有訪問控制設(shè)備和相應(yīng)的措施，非法用戶、黑客、病毒通過網(wǎng)絡(luò)都可以侵入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器區(qū)域，對關(guān)鍵數(shù)據(jù)造成破壞，因此關(guān)鍵數(shù)據(jù)是不安全的，需要構(gòu)建深度防護體系。

圖1

2 關(guān)鍵數(shù)據(jù)深度防護體系的構(gòu)成

構(gòu)建關(guān)鍵數(shù)據(jù)的深度防護體系需要從以下3方面來解決：

1）實施數(shù)據(jù)保護技術(shù)，對關(guān)鍵設(shè)備實行服務(wù)器容錯，部署數(shù)據(jù)備份體系，制定合理的災(zāi)難恢復(fù)和容災(zāi)方案，確保當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)災(zāi)難時能及時完整的恢復(fù)數(shù)據(jù)；

2）加強訪問控制措施，對信息系統(tǒng)體系進行“分區(qū)分級”，逐級進行防護，確保各級系統(tǒng)只能讓授權(quán)用戶訪問被授權(quán)的數(shù)據(jù)，不能越級訪問；

3）部署數(shù)據(jù)加密體系，針對數(shù)據(jù)庫層、應(yīng)用服務(wù)層和客戶終端層分別進行節(jié)點加密、鏈路加密和端對端加密，防止數(shù)據(jù)在傳輸時被竊聽、泄漏、篡改和破壞。

3 實施數(shù)據(jù)保護技術(shù)，提高自身的可靠性

3.1 對關(guān)鍵設(shè)備實行服務(wù)器容錯

采用雙機熱備技術(shù)或服務(wù)器集群技術(shù)對存放重要數(shù)據(jù)的服務(wù)器實行服務(wù)器容錯，可以極大地降低企業(yè)業(yè)務(wù)在災(zāi)難發(fā)生時的損失，保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)的7×24小時不間斷運轉(zhuǎn)。

3.2 部署數(shù)據(jù)備份體系

數(shù)據(jù)備份是一種十分重要的數(shù)據(jù)安全策略，通過備份軟件把數(shù)據(jù)備份到磁帶設(shè)備或是其它設(shè)備上，在原始數(shù)據(jù)丟失或遭到破壞的情況下，利用備份數(shù)據(jù)把原始數(shù)據(jù)恢復(fù)出來，使系統(tǒng)能夠正常工作。從備份方案來看，主要有完全備份、增量備份和差異備份3種，一般都是結(jié)合使用。網(wǎng)絡(luò)存儲備份管理系統(tǒng)可以對整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進行備份管理，系統(tǒng)管理員可對全網(wǎng)的備份策略進行統(tǒng)一管理，備份服務(wù)器可以監(jiān)控所有機器的備份作業(yè)，也可以修改備份策略，并可即時瀏覽所有目錄。

3.3 制定合理的災(zāi)難恢復(fù)和容災(zāi)方案

數(shù)據(jù)恢復(fù)與備份技術(shù)本身并不沖突，前者作為后者的補救手段。常見容災(zāi)系統(tǒng)按業(yè)務(wù)系統(tǒng)不同、所要求的RTO和RPO不同，可分為介質(zhì)容災(zāi)、遠程備份容災(zāi)、數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用容災(zāi)等四種類型（本文只討論數(shù)據(jù)容災(zāi)）。數(shù)據(jù)容災(zāi)的保護對象是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，容災(zāi)方案必須能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、基于文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，甚至對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)卷，進行實時有效保護。根據(jù)數(shù)據(jù)的需要，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)文件容災(zāi)、數(shù)據(jù)庫容災(zāi)、存儲網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)容災(zāi)、數(shù)據(jù)卷容災(zāi)、磁盤陣列級數(shù)據(jù)容災(zāi)等功能。

4 加強訪問控制措施，避免非法用戶訪問

如圖2所示，將整個系統(tǒng)拓撲分為3個大區(qū)：客戶終端區(qū)、應(yīng)用服務(wù)器區(qū)和數(shù)據(jù)庫區(qū)。在客戶終端區(qū)和應(yīng)用服務(wù)器區(qū)之間部署第一道防火墻和入侵防御系統(tǒng)IPS（圖2中的防火墻1和IPS）。對應(yīng)用服務(wù)器區(qū)的服務(wù)分為公共服務(wù)類和專業(yè)服務(wù)類。公共服務(wù)是為所有終端提供服務(wù)的，比如DNS服務(wù)、全局性的WWW服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)版殺毒軟件分發(fā)、辦公系統(tǒng)服務(wù)等，此類服務(wù)幾乎所有終端都會使用，所以對此類服務(wù)進行端口控制，不進行IP限制。如DNS服務(wù)器只打開53端口，防火墻1設(shè)置策略：只有通過53端口才能訪問DNS服務(wù)器。專業(yè)服務(wù)如財務(wù)、生產(chǎn)、營銷等應(yīng)用服務(wù)等，該類型服務(wù)是局限在某類專業(yè)人員范圍內(nèi)使用的，用戶不多，因此防火墻1設(shè)置策略：只有專業(yè)用戶終端的IP地址通過特定的端口才可以訪問對應(yīng)的專業(yè)服務(wù)。在防火墻1和交換機1之間部署IPS，通過IPS深入到7層的分析與檢測，實時阻斷網(wǎng)絡(luò)流量中隱藏的病毒、蠕蟲、木馬、間諜軟件、DDoS等攻擊和惡意行為，并對分布在網(wǎng)絡(luò)中的各種P2P、IM等非關(guān)鍵業(yè)務(wù)進行有效管理，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)性能的全面保護。

在應(yīng)用服務(wù)器區(qū)和數(shù)據(jù)庫區(qū)部署第二道防火墻（圖2中的防火墻2），因為數(shù)據(jù)庫區(qū)存儲的都是關(guān)鍵數(shù)據(jù)，所以它是整個信息系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)庫區(qū)的數(shù)據(jù)都是通過應(yīng)用服務(wù)器來提交的，客戶終端不可能直接向數(shù)據(jù)庫中存數(shù)數(shù)據(jù)，因此在防火墻2上部署策略：只允許特定的應(yīng)用服務(wù)器通過特定的端口訪問對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，并開啟日志。

如上所述，對應(yīng)用服務(wù)器區(qū)的防護形成一級防護，防止客戶終端對應(yīng)用服務(wù)進行非法訪問或攻擊，保證了應(yīng)用服務(wù)器區(qū)的安全；對數(shù)據(jù)庫區(qū)的防護形成二級防護，防止非法用戶直接訪問或通過應(yīng)用服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)庫，確保數(shù)據(jù)安全。用戶終端只能通過特定的端口或特定IP來訪問對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫只能被指定的應(yīng)用服務(wù)器訪問，不能越權(quán)越級訪問，保證了整個信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

圖2

5 部署數(shù)據(jù)加密體系，防止機密數(shù)據(jù)丟失

網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)就是指對數(shù)據(jù)進行編碼使其看起來毫無意義，同時仍保持其可恢復(fù)的形式，接收到的加密消息可以被解密，轉(zhuǎn)換回它原來的可理解的形式。加密可以在網(wǎng)絡(luò)的不同層次上進行，對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫層、應(yīng)用服務(wù)層和客戶終端層的3層模式可以分別用節(jié)點加密、鏈路加密和端對端加密對數(shù)據(jù)進行保護。

1）節(jié)點加密。它對數(shù)據(jù)庫層加密，它僅對報文加密而不對報頭加密，以便于傳輸路由根據(jù)其報頭的標識進行選擇；

2）鏈路加密。它對數(shù)據(jù)庫層和應(yīng)用服務(wù)層之間的傳輸鏈路進行加密。鏈路加密側(cè)重與在通信鏈路上而不考慮信源和信宿，是對保密信息通過各鏈路采用不同的加密密鑰提供安全保護的。它面向節(jié)點，對于客戶終端層主體是透明的；

3）端對端加密。它對客戶終端層進行加密，不對下層協(xié)議進行信息加密，協(xié)議信息以明文形式傳輸，用戶數(shù)據(jù)在中央節(jié)點不需解密。由于網(wǎng)絡(luò)本身并不會知道正在傳送的數(shù)據(jù)是加密數(shù)據(jù)，這對防止拷貝網(wǎng)絡(luò)軟件和軟件漏洞也很有效。而且網(wǎng)絡(luò)上的每個用戶可以擁有不同的加密密鑰，網(wǎng)絡(luò)本身不需要增添任何專門的加解密設(shè)備，但每個系統(tǒng)具備加密設(shè)備與軟件。6 結(jié)論

關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全已成為一個企業(yè)信息化的核心內(nèi)容，保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全是信息化工作的必需。本文深入討論了關(guān)鍵數(shù)據(jù)深度防護體系，對設(shè)備實施數(shù)據(jù)保護技術(shù)、對網(wǎng)絡(luò)加強訪問控制措施、對數(shù)據(jù)進行加密，從關(guān)鍵數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)安全問題的3個方面分別進行了論述并提出解決方案，通過該體系的實施可以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全。

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1674-6708（2011）35-0178-02