科研型號檔案系統數據安全性保障方法研究

趙旌含

摘 要：文章首先分析了科研型號檔案系統開發的背景與需求，點明系統實現的功能。其次根據系統功能，提出系統數據安全保障研究的必要性。在分析系統安全性保障現狀的基礎上，提出了更加完善的安全性保障設計架構及其詳細要求。

關鍵詞：型號檔案;檔案系統;數據安全;防護;備份

一、科研型號檔案系統的開發背景

科研型號檔案是指在各類武器型號的科研生產中形成的，具有保存價值的文字、表格、圖樣、聲像和實物等不同形式和載體的檔案。

伴隨現代信息技術的快速發展，很多科研單位要求提升研制生產的快速反應能力，并且借助信息化手段，逐步研發并投入使用了一批覆蓋型號全生命周期的業務系統，如產品數據管理系統、試驗管理系統、工藝設計系統等，這些業務系統運行著型號在不同技術狀態和不同階段的數據;OA、流程管理系統、項目管理系統等，運行著型號的各種管理信息。各個研究所、設計室和裝配車間都逐步向數字化、網絡化、智慧化方向轉型。

越來越多的型號檔案擺脫傳統紙質載體，通過計算機設備產生和形成電子文件。與此同時，型號的設計、生產、制造也從傳統的手工圖紙模式向三維數據模型轉變。這些轉變使得傳統的檔案管理面臨著巨大的挑戰，如何將多系統交互形成的各類型號文件和非結構化數據妥善的存儲、保管和利用，如何確保型號文件的歸檔齊全完整有效可控，是目前檔案部門急需解決的問題。

科研型號檔案系統的開發，是基于前端控制的管理思路，打通檔案系統與各業務系統間的數據接口，將檔案管理的相關要素嵌入各業務系統，根據不同的權限和流程配置，實現業務系統中的型號電子文件和數據有效歸檔。另一方面，型號檔案系統實現了檔案的網上利用?？蒲腥藛T在型號研制的各個階段，都可以在檔案系統中通過申請和授權來進行查借閱，由業務系統歸檔的文件可以支持全文閱覽。

二、科研型號檔案系統的數據安全性保障現狀

1.數據安全保障的必要性。作為一個專門的檔案系統，文件和數據的歸檔僅是做好型號檔案管理的第一步。系統中大量相互關聯的型號數據，對于外界具有強大的吸引力，容易受到惡意的攻擊和非法使用;在對內授權開放的過程中，也存在著數據被非授權篡改、非授權竊取的可能。另外，系統操作失誤、網絡或設備故障等，也會對檔案數據的安全造成一定威脅。因此，檔案系統的安全防護是確保檔案信息、檔案數據安全可靠的必要保障。

2.現狀。型號檔案系統部署在單位內網，上線之初，安全防護與數據備份手段較為薄弱，只通過網絡層的VLAN劃分與交換機訪問控制列表（Access Control List）策略實現與其它系統和用戶的簡單隔離。同時，結合業務需要使用D2T（Disk To Tape）備份手段定期將檔案數據備份至磁帶離線保管。RTO（Recovery Time Objective，恢復時間目標，表征允許業務中斷的時間長度）超過72小時，RPO（Recovery Point Objective，恢復點目標，表征允許的數據損失）超過1周，隨著型號檔案數據的不斷形成和歸檔，現有技術手段和體系結構已經不能滿足數據安全性和業務連續性的要求。

三、科研型號檔案系統數據安全保障設計

數據安全性包括兩個方面，一方面是安全防護手段，防止數據被非授權篡改和獲取，保證數據完整性和一致性。另一方面是數據備份手段，防止數據因操作失誤、病毒、硬件損壞、自然災害等原因丟失，進而造成系統癱瘓，影響業務連續性。

⒈整體架構

⒉安全防護架構

⑴網絡入侵防御。為了監視并隨時阻斷、隔離網絡中的異?；蚓哂袀π缘膫鬏斝袨椋踩雷o體系架構采用網絡入侵防御系統（Network Intrusion Prevention System）實現網絡層、傳輸層的安全防護。網絡入侵防御系統主要用來對網絡層、傳輸層數據進行處理，將網絡數據包還原成連續的字節流，識別并丟棄非法報文，提供異常流量感知和清洗，及時發現網絡中的威脅。先進的網絡入侵防御系統還包括病毒過濾、沙箱、流量管理等功能。

⑵Web應用防護。為了防止應用層面針對Web傳輸協議、Web應用程序和后臺數據庫的攻擊行為，安全防護體系架構采用web應用防火墻實現應用層的安全防護。Web應用防護通過建立網絡應用層的安全規則、識別用戶的行為特征，過濾或屏蔽危險內容，能夠有效保護Web服務器不受應用層的攻擊。

web應用防護主要從應用層（HTTP/HTTPS）發揮作用，可以與網絡入侵防御系統互補，共同對整個信息系統進行安全防護。

⑶用戶身份認證。身份認證又稱“鑒權”，是指通過技術措施完成對用戶身份真實性的確認，確保攻擊者冒用合法用戶的身份訪問系統。用戶通過安全認證網關實現與證書認證服務的交互，完成身份認證，根據認證結果核對用戶訪問權限，完成接入應用系統的鑒權控制。

⑷反向代理。為了避免型號檔案系統的真實IP地址被別有用心的人獲取并利用，安全防護體系架構采用反向代理的方式隱藏服務器真實IP地址，讓用戶只能訪問反向代理服務器預設好的虛擬IP地址，由反向代理服務器實現型號檔案服務器真實IP與虛擬IP的映射。

客戶端向反向代理的命名空間（name-space）中的內容發送普通請求，接著由反向代理判斷向何處（服務器真實IP地址）轉交請求，并將獲得的內容返回給客戶端，完成用戶與型號檔案系統間的數據交換。這種方式適用于B/S應用，只允許用戶訪問在反向代理中經過配置的應用，安全性較高。

⒊高可靠存儲備份架構。型號的研制周期大都在幾年以上，部分重點型號的研制周期長達十幾年甚至更長，型號文件的歸檔周期也相應拉長。根據型號文件分階段組卷的要求，在每一階段完成前，大量移交到型號檔案系統的文件都處于預歸檔模式，卷號、件號和檔號都暫時無法固定。為了保證型號檔案在整個研制周期的數據安全，應當有可靠的數據存儲與備份方式。

為了保障數據存儲的安全性，方案設計了高可靠的數據存儲與備份架構，配備存儲系統、磁帶庫、光纖交換機等設備，采用在線存儲、近線存儲、異地災備與離線備份相結合的方式，實現數據的可靠存儲與備份。

⑴在線存儲。在線存儲是檔案數據的主要存儲空間，具有冗余控制器和高性能磁盤陣列，高性能磁盤提供了較高的IOPS（Input/Output Per Second）吞吐，磁盤間通過RAID分組技術提升可靠性，少量硬盤故障不影響系統運行。

⑵近線存儲。在線存儲中重要數據定期通過存儲鏡像技術向近線存儲進行異步數據復制，在近線存儲故障的情況下，可在較短時間（10分鐘）內實現失效轉移，保障業務的連續性。同時，近線存儲為在線存儲提供D2D（Disk To Disk）數據備份空間，存放在線存儲的數據。

⑶異地災備。在本地存儲與備份的同時，檔案系統通過運營商長途鏈路定期將本地關鍵業務數據同步至遠端災備存儲，避免本地機房發生火災、地震等自然災害時數據丟失。

⑷離線備份。采用磁帶庫，將在線數據離線長期保存，可以保存多個歷史版本的備份數據，實現長期歸檔。高可靠存儲備份架構間數據流向關系如下圖所示：

為了保證數據的可靠性，能夠在丟失后更快地恢復，在線存儲和近線存儲各自保存著一套檔案數據，結合近線存儲上D2D的本地備份數據和磁帶庫的離線備份數據，共同構成三副本數據備份機制，確保數據的可靠性和數據恢復的可行性。

四、結語

型號研制是科研單位的重要業務工作。型號檔案的管理是科研單位檔案工作的重要組成部分，型號檔案的提供利用直接面向科研和生產一線，為研制人員提供真實、完整、可靠的檔案資料，是檔案工作的價值所在。科研型號檔案系統實現了基于業務系統的各類型號文件數據的歸檔、保存和在線利用等功能。針對檔案系統進行的安全性保障研究，能確保型號檔案系統的正常、可靠運行，有效保證系統的數據安全，助力型號工作的高效開展。

參考文獻：

[1]何南洋.重點型號檔案的質量控制研究[J].蘭臺世界，2018

[2]王茹熠.大數據時代下的數字檔案安全管理對策[J].蘭臺世界，2016

（作者單位：中國工程物理研究院檔案館）