基于大數據環境背景下的信息系統安全保障技術分析

李元圓*，王延龍

（天津中車機輛裝備有限公司，天津，300232）

引言

大數據在不同領域和不同角度的定義各不相同，對于信息技術來說，大數據指的是使用傳統處理數據的應用，或是當前數據庫管理工具難以進行處理的復雜且數量巨大的數據集，這些多樣而海量的數據超出常規數據庫處理和分析的能力。大數據具有海量化、多樣化、復雜化、快速化以及價值密度低等諸多特點。

1 信息存儲安全技術

大數據不僅擁有海量化、多樣化、復雜化等特點，還有頻繁使用、多次訪問、生命周期長等特點，特別是引入數據合作商與云服務商后使得數據信息竊取與泄露的風險增加，如果不能保證數據信息存儲的安全，那么用戶與企業可能會有極大的損失。

1.1 恢復和備份

通常來說，快照、數據鏡像、RAID、異地備份等是較為常見的數據信息恢復和備份機制。伴隨數據量到達了PB等級，HADOOP成為當前使用最多的大數據架構，HADOOP所具有的分布式系統HDFS能夠通過數據信息的恢復與備份機制來有效保護數據。HDFS把各個文件都分成數據塊來進行存儲，最后一個數據塊以外的其他數據塊具有相同的大小。全部文件數據塊都進行多次保存，提高了數據信息的容錯率，使得用戶能夠對文件的副本系數與數據塊大小進行設置[1]。控制節點管理著所有的復制數據，數據節點定期向其發送證明自己正常工作的心跳信息與數據塊列表、硬盤、CPU等自身狀態。

1.2 數據信息加密

VPN能夠使數據信息傳輸過程的安全得以保證，不過數據通過明文形式在系統中存儲時，對于外來入侵者的攻擊、修改與破壞就相對脆弱，將重要數據信息的存儲進行加密是十分必要的技術手段。一般來說，數據加密算法包括非對稱加密與對稱加密。非對稱加密算法包含RSA、ELGAMAL等，這些算法的解密與加密使用不同的密匙，一個私匙和一個公匙。對稱加密算法包含RC6、RC5、RC4、AES、DES等，這些算法的解密與加密使用相同的密匙。在具體使用過程中，通常把非對稱加密算法與對稱加密算法相結合，數據加密使用非對稱密匙算法，密匙分配使用對稱密匙加密算法，這種方法對大數據環境下海量數據的加密十分適合。

2 信息采集安全技術

信息采集指的是對數據的匯集與采集環節，其中主要的安全問題是匯集與采集過程中出現的傳輸安全問題，具體指數據信息的防止重放攻擊、真實性、完整性與機密性。當前主要利用VPN（即虛擬專用網）技術在管理節點與數據節點間設置 VPN來達到安全傳輸目的。VPN技術實現了配置管理技術、密碼技術、協議封裝技術以及隧道技術的有機結合，在目的端與源端間利用安全通道技術建立一個安全性高的數據通道，把待傳輸的數據信息進行協議封裝與加密處理，嵌入另一個協議報文中，然后像傳輸一般數據報文的方式在網上傳輸[2]。通過這樣的處理，使得通道里的嵌入信息只有目的端與源端的用戶才能處理及解釋，對其他用戶來說只是一種無實際意義的數據信息。

3 信息發布安全技術

信息發布指的是深入分析和挖掘大數據后，將挖掘出的結果信息輸出到數據應用實體的過程。在信息發布前應使用相關的安全審計技術來仔細審查將要輸出的數據，保證輸出數據具有不超限、無隱私、不泄密的特點。不過，任何安全審計技術都有一定的漏洞，因此，應使用數字水印技術（即數據溯源機制）來確保信息發布后如果出現隱私泄露與機密泄露等信息安全問題可以第一時間找到產生問題的實體與環節。

3.1 信息溯源

信息溯源指的是定位并標記大數據不同周期與環節的操作，當出現信息安全問題后，能夠快速定位到發生問題的責任者與環節，以便解決對應的信息安全問題。數據溯源可采用數字水印技術，這種技術能夠把部分數字水印等標識信息嵌入到軟件、文檔、多媒體等數字載體，根據數據隱藏原理讓水印標志對外不可見，不但不會對原數據信息造成損壞，還能夠對數據信息進行標記。在發布數據信息的出口處構建數字水印加載體系，在發布數據信息時，對于主要的數據信息，會給每個訪問者提供加載了唯一水印的數據。一旦出現隱私問題與機密泄露等情況時，能夠根據提取的水印快速確定泄露數據信息的源頭，從而盡快對其進行處理。

3.2 安全審計

安全審計指的是將系統相關的部分或全部活動記錄下來的基礎上，對這些活動進行評估審查與分析處理，尋找潛在的安全隱患，計算、稽查和審核系統安全情況，查找導致安全事故的原因，從而進行妥善處理。當前經常使用的審計技術包括代理審計技術、網關審計技術、網絡監聽審計技術、日志審計技術等。

4 信息挖掘安全技術

信息挖掘指的是自動將隱藏在海量數據中的有用信息抽取出來的過程，也是大數據的應用核心。信息挖掘實現了空間數據分析、信息檢索、神經網絡、模式識別、高性能運算、統計學、機器學習、人工智能以及數據庫等諸多領域的技術與理論。信息挖掘具有一定的專業性，這就決定了大部分持有大數據的相關機構在信息挖掘方面是非專業的[3]。因此，挖掘大數據核心價值時會有第三方挖掘機構加入，要想確保其在挖掘大數據時不竊取信息、不添加惡意程序，首先要做的就是認真數據挖掘方的身份信息。經常使用的認證機制包括生物識別技術、動態口令、公共密匙PKI及KERBEROS認證機制等。其中，生物識別技術能通過虹膜、人臉、聲紋、指紋來對人類身份進行認證，且不需要記憶密碼；動態口令能在登陸客戶端時保證每次提交的認證信息都不相同，有效增強認證身份的安全性；公共密匙PKI是一種根據非對稱密碼技術提供相關安全服務的網絡安全設施，能將用戶標識信息與公匙進行捆綁，確保在網上傳輸過程中的安全；KERBEROS指的是通過服務器第三方網絡協議對分布式網絡中接入用戶的身份信息進行認證的一種認證機制。

5 結束語

總而言之，基于大數據環境背景下確保信息系統安全是十分重要的。因此，在大數據環境背景下，企業應通過信息存儲安全技術、信息采集安全技術、信息發布安全技術、信息挖掘安全技術等信息系統安全保障技術來確保信息系統安全，嚴格管控數據信息存儲、采集、發布、挖掘等環節，推動信息系統的平穩運行。

[1] 王社,張琪,李芙蓉.《安全防范系統》課程信息化教學設計與實踐——以“視頻監控系統前端設備的安裝與調試”為例[J].課程教育研究,2018,(18):85-86.

[2] 常新功.系統與技術:金融業安全發展選擇——金融危機后的十年:金融機構風險管理信息系統的建設歷程與啟示[J].當代金融家,2018,(01):52-55.

[3] 何文海.基于山東高考報名信息系統泄露分析大數據視域下信息安全問題及保障措施[J].網絡安全技術與應用,2017,(11):93+95.

[4] 黃一洪.醫院信息系統的網絡安全與解決策略研究[J].網絡安全技術與應用,2018,(07):108+110.

[5] 閆衛剛.基于微分博弈的礦業信息系統安全投資水平問題研究[J].煤炭經濟研究,2018,(06):58-62.