高校校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知建設(shè)研究

◆李俊磊

（廣東司法警官職業(yè)學(xué)院 廣東 510520）

近年來，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境下，教育信息化發(fā)展迅猛，信息化像“空氣與水分”一樣滲透到高校工作的方方面面。高校校園網(wǎng)絡(luò)正在經(jīng)歷從“數(shù)字校園”向“智慧校園”升級(jí)，加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化和實(shí)現(xiàn)教育強(qiáng)國(guó)。智慧校園是結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和虛擬化、云計(jì)算、移動(dòng)技術(shù)等新興技術(shù)構(gòu)建一個(gè)全方位全覆蓋的校園網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)科研管理信息化、學(xué)生學(xué)習(xí)生活智能化，達(dá)到智慧化服務(wù)和管理的校園模式。因此，智慧校園的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的范圍更大、安全邊界更模糊、安全管理更繁雜，加上網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日益嚴(yán)峻，使得網(wǎng)絡(luò)安全面臨威脅的可能性更大。高校作為意識(shí)形態(tài)安全的重要領(lǐng)地，在開放自由的校園網(wǎng)絡(luò)中，校園網(wǎng)絡(luò)安全問題無疑是校園安全中潛在的威脅，如何確保網(wǎng)絡(luò)安全，保障平安校園是校園網(wǎng)絡(luò)安全管理部門必須重視的一項(xiàng)常態(tài)化工作。隨著以網(wǎng)絡(luò)為載體的網(wǎng)絡(luò)犯罪行為的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)黑客技術(shù)的不斷變革，病毒類型和數(shù)量也在劇增，使得傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)措施難以應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，雖然各高校都在不斷地加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)的投入，但是校園網(wǎng)絡(luò)安全備受考驗(yàn)。

1 高校校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的安全特點(diǎn)

隨著各高校對(duì)教育信息化建設(shè)的逐步推進(jìn)，高校從數(shù)字校園正邁進(jìn)智慧化校園，條件優(yōu)越的高校更是已經(jīng)建設(shè)好了智慧校園，校園網(wǎng)絡(luò)已成為高校信息化建設(shè)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在師生的日常工作和生活各個(gè)方面都起著關(guān)鍵性的作用。然而我國(guó)教育領(lǐng)域特別是高校網(wǎng)絡(luò)安全管理工作目前還處于探索階段，部分高校網(wǎng)絡(luò)安全管理體制仍沒有理順，導(dǎo)致高校的網(wǎng)絡(luò)安全形勢(shì)嚴(yán)峻，網(wǎng)絡(luò)安全成了高校安全的重點(diǎn)工作之一。

1.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、安全防護(hù)不一

我國(guó)高校的占地面積都比較大，有些高校甚至多個(gè)校區(qū)，學(xué)生人數(shù)規(guī)模龐大，因此，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，應(yīng)用也多，軟硬件設(shè)備也相應(yīng)配套，涉及日常的辦公、科研、學(xué)生管理等多方面的應(yīng)用，到智慧校園網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積更廣、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大，對(duì)安全的要求更高，需要防護(hù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施與資源也隨之增多，高校為了保證安全，從主機(jī)安全、物理安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全等各個(gè)層面部署了相應(yīng)的安全設(shè)備，形成了基本的安全防護(hù)系統(tǒng)，但是業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)部門、使用部門以及管理部門往往不一，安全防護(hù)系統(tǒng)很難做到統(tǒng)一，這給網(wǎng)絡(luò)安全管理者帶來了很大的挑戰(zhàn)。

1.2 使用者安全意識(shí)薄弱

我國(guó)高校大學(xué)每年擴(kuò)招，大學(xué)規(guī)模逐年遞增，校園網(wǎng)絡(luò)的使用群體越來越多，而且是高校學(xué)生為主的特殊的用戶群，具有好奇性強(qiáng)、敢于挑戰(zhàn)的特點(diǎn)，可能會(huì)使用諸如“翻墻”等手段甚至自學(xué)黑客攻擊技術(shù)來探索網(wǎng)絡(luò)世界，對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)安全帶來一定的影響與威脅。另高校作為意識(shí)形態(tài)的重要陣地，大部分高校大學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)薄弱，認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)空間是絕對(duì)自由和安全的，可以為所欲為，對(duì)觸犯網(wǎng)絡(luò)安全問題的嚴(yán)重后果認(rèn)識(shí)不足、理解不深，也是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)安全問題的關(guān)鍵隱患之一。

1.3 高校缺失安全力量

許多高校信息化部門的人員都存在人員不足、能力有限。一方面高校網(wǎng)絡(luò)管理人員的處境比較尷尬，較專職教師和行政人員來說，其工作性質(zhì)、待遇和發(fā)展空間是有限的，加之現(xiàn)在進(jìn)入高校體制的門檻高，滿足招聘條件的人才對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)工作不太感興趣，導(dǎo)致高校信息化部門人員緊缺，高素質(zhì)人才難留難求的現(xiàn)象，一般都由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員兼顧網(wǎng)絡(luò)安全工作，在人員和技術(shù)力量上都有很大的不足，面對(duì)繁重的任務(wù)及較大的工作內(nèi)容，沒法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)安全人員的心理承受的壓力和肩負(fù)責(zé)任非常大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的管理往往力不從心。

1.4 校園網(wǎng)絡(luò)隱患顯著

由于用戶角色繁多，權(quán)限的多樣性，高校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相對(duì)比較開放，對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)資源管理較為寬松，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)隱患較其他行業(yè)較為突出。特別是智慧校園中的業(yè)務(wù)系統(tǒng)多、用戶雜、數(shù)據(jù)量大、各數(shù)據(jù)之間關(guān)系緊密存在共享互通，網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)不斷革新，網(wǎng)絡(luò)不法分子一般會(huì)借助各種新型攻擊技術(shù)對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊和入侵，常有的技術(shù)有釣魚郵件和惡意軟件、網(wǎng)頁篡改、漏洞入侵等方式，一旦攻擊成功，病毒和木馬將會(huì)在高校的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中大范圍快速傳播。牽一發(fā)而動(dòng)全身，如果校園內(nèi)一處發(fā)生安全事件，后果將不堪設(shè)想。

2 網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知的相關(guān)知識(shí)

態(tài)勢(shì)感知（Situation Awareness，SA）是指在一定的時(shí)空范圍內(nèi)，對(duì)環(huán)境因素的獲取、理解及對(duì)未來趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。整個(gè)態(tài)勢(shì)感知分為三個(gè)部分組成，對(duì)環(huán)境態(tài)勢(shì)要素的獲取、態(tài)勢(shì)理解、態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)。首先對(duì)環(huán)境中的態(tài)勢(shì)要素進(jìn)行獲取匯總，然后通過分析理解，最后呈現(xiàn)及根據(jù)模型預(yù)測(cè)最近的發(fā)展趨勢(shì)，從而幫助決策者進(jìn)行決策和行動(dòng)。

圖1態(tài)勢(shì)感知模型

目前，我國(guó)高校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越廣泛，其規(guī)模越來越大，多層面的網(wǎng)絡(luò)安全威脅和安全風(fēng)險(xiǎn)也與日俱增，網(wǎng)絡(luò)病毒、DOS/DOS攻擊等構(gòu)成的威脅和損失令人恐懼，網(wǎng)絡(luò)攻擊的手段和攻擊力復(fù)雜多變，讓高校網(wǎng)絡(luò)安全管理部門防不勝防，僅僅依靠增設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施防火墻、WAF、入侵檢測(cè)、網(wǎng)頁防篡改系統(tǒng)、殺毒軟件、上網(wǎng)行為管理等單一的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)，已不能適應(yīng)當(dāng)前復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全工作，急需借助新的技術(shù)，讓網(wǎng)絡(luò)安全工作變被動(dòng)為主動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的異常事件，實(shí)時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)安全狀況，為網(wǎng)絡(luò)工作人員7*24值守減負(fù)，將之前亡羊補(bǔ)牢的安全事件發(fā)生的事后才響應(yīng)處理，造成的損失和安全事故無法挽回，轉(zhuǎn)為事前自動(dòng)評(píng)估預(yù)測(cè)，提前加固網(wǎng)絡(luò)，降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力，從而減少損失，避免完全事故發(fā)生。

近年來，隨著《網(wǎng)絡(luò)安全法》和《國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略》的相繼出臺(tái)，習(xí)近平總書記也曾指出過“加快構(gòu)建關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保障體系，全天候全方位感知網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防御能力和威懾能力。”，網(wǎng)絡(luò)安全已提升至國(guó)家安全地位。由于傳統(tǒng)安全防御體系主要是以被動(dòng)為主，無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)更難實(shí)現(xiàn)事前預(yù)測(cè)，為進(jìn)一步提高教育網(wǎng)絡(luò)信息安全工作水平，促進(jìn)教育信息化健康發(fā)展，態(tài)勢(shì)感知開始應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域。

網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知技術(shù)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中所有影響網(wǎng)絡(luò)安全的諸多數(shù)據(jù)信息進(jìn)行針對(duì)性的獲取、經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和理解、構(gòu)建模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估以及對(duì)預(yù)測(cè)未來的發(fā)展趨勢(shì)，從信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全等多維度打造“檢測(cè)、預(yù)防、響應(yīng)、加固”的服務(wù)模式，能夠全面實(shí)時(shí)把握網(wǎng)絡(luò)及各軟硬件設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、感知網(wǎng)絡(luò)安全威脅態(tài)勢(shì)、通過全流量分析技術(shù)判斷異常事件同時(shí)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊溯源進(jìn)行取證，幫助安全人員采取針對(duì)性響應(yīng)處置措施，同時(shí)也能為網(wǎng)絡(luò)管理決策者提供決策依據(jù)，具備事前有效預(yù)警、事中及時(shí)處理、事后查補(bǔ)漏洞的有效的信息安全防范手段。因此，高校建立網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知是大勢(shì)所趨。

3 高校校園網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知的建設(shè)實(shí)施

網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知是對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性定量分析的一種手段，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性的精細(xì)度量，是網(wǎng)絡(luò)安全2.0時(shí)代安全技術(shù)的閃耀者。它是利用數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘、智能分析和可視化等先進(jìn)技術(shù)，直觀顯示網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)時(shí)安全狀況，為網(wǎng)絡(luò)安全提供保障。借助網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知，高校網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管人員可以及時(shí)了解校園網(wǎng)絡(luò)的健康狀況、受攻擊情況、威脅等級(jí)、攻擊來源、攻擊類型和哪些業(yè)務(wù)系統(tǒng)易受攻擊等情況，化被動(dòng)為主動(dòng)，能夠最快的速度發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，避免損失的發(fā)生，同時(shí)高校應(yīng)急響應(yīng)組織也能從網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知中了解所有網(wǎng)絡(luò)的安全狀況和發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)嚴(yán)重安全事件時(shí)提供預(yù)警功能，為制定有預(yù)見性的應(yīng)急預(yù)案提供基礎(chǔ)。

高校網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)架構(gòu)整體由四層組成，分別為采集層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用分析層和呈現(xiàn)層。平臺(tái)架構(gòu)如圖2所示。

圖2高校網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)架構(gòu)

3.1 采集層

采集“層部署”各種采集探針、包括網(wǎng)絡(luò)入侵探針、異常流量探針、僵木蠕探針、系統(tǒng)漏洞探針、網(wǎng)站安全探針五種類型探針，從多層次、多角度、多粒度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲取影響校園網(wǎng)絡(luò)安全的所有安全信息，作為態(tài)勢(shì)感知信息來源的基礎(chǔ)，是態(tài)勢(shì)感知的前提。采集數(shù)據(jù)的來源主要是校園網(wǎng)中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，包括：防火墻、入侵監(jiān)測(cè)、終端管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)閘、入侵防御、VPN設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)審計(jì)、數(shù)據(jù)庫審計(jì)、4A系統(tǒng)、漏洞掃描、輿情設(shè)備、流量管理、網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、WEB防火墻、IPS、WAF以及各種服務(wù)器等設(shè)備。

3.2 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理層“部署”大數(shù)據(jù)處理引擎，用于采集上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)。通過特征提取、數(shù)據(jù)融合、關(guān)聯(lián)分析等方式對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)幾個(gè)流程，提取出有用的安全數(shù)據(jù)，得出影響的整體安全狀況，這是態(tài)勢(shì)感知的基礎(chǔ)。

3.3 應(yīng)用分析層

應(yīng)用分析層“部署”各子系統(tǒng)及溯源追蹤子系統(tǒng)，是平臺(tái)的核心，用于分析各類安全數(shù)據(jù)，為呈現(xiàn)層提供技術(shù)支撐。依托建立好的分析模型，對(duì)處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、離線的分析運(yùn)算，通過數(shù)據(jù)挖掘手段分析出異常。如網(wǎng)絡(luò)入侵態(tài)勢(shì)感知可以對(duì)每日的校園網(wǎng)絡(luò)中的日志通過“入侵威脅感知引擎“分析，收集的日志有防火墻日志、主要服務(wù)區(qū)日志、入侵檢測(cè)日志、上網(wǎng)認(rèn)證和行為管理日志、網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵主機(jī)日志以及主機(jī)漏洞信息，通過融合分析收集的日志信息，經(jīng)過處理分析，形成攻擊成功的事件，通過流量分析系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)異常流量是的DDoS攻擊事件并可以掌握其攻擊源。

3.4 呈現(xiàn)層

呈現(xiàn)層則是可視化界面，是態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)的目標(biāo)，主要部署態(tài)勢(shì)感知呈現(xiàn)門戶，用于底層分析結(jié)果呈現(xiàn)。通過形成圖形化或者報(bào)表化等可視化方式對(duì)安全狀態(tài)展示，為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、網(wǎng)絡(luò)安全管理人員、維護(hù)人員、業(yè)務(wù)部門提供實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知服務(wù)。同時(shí)可以與云端安全情報(bào)中心建立實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，可實(shí)時(shí)獲取最新的安全威脅數(shù)據(jù)，結(jié)合客戶網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)的分析結(jié)果，對(duì)未來安全趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)判及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，提前進(jìn)行安全加固防范。

3.5 高校網(wǎng)絡(luò)安全日常管理流程

建立了網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，高校的日常安全管理流程也隨之完善，利用網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，可將整個(gè)IT安全”運(yùn)維“分為預(yù)警、報(bào)警、處理、知識(shí)儲(chǔ)備四個(gè)階段，如圖3所示，利用網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備監(jiān)控功能對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)安全的異常情況和未來安全趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)判及當(dāng)達(dá)到預(yù)定的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)時(shí)觸發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并將預(yù)警信息告知網(wǎng)絡(luò)安全管理人員，對(duì)于達(dá)到出現(xiàn)安全事件的安全狀態(tài)發(fā)出報(bào)警信息，第一時(shí)間要求網(wǎng)絡(luò)安全管理人員予以解決，當(dāng)管理人員處理好工單后將結(jié)果反饋存入平臺(tái)系統(tǒng)中補(bǔ)充知識(shí)庫。通過定期生成網(wǎng)絡(luò)安全信息報(bào)告，使學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和管理人員能夠了解全校的信息安全狀態(tài)。

4 總結(jié)

現(xiàn)在的高校校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷擴(kuò)大，作為校園安全重要地位的網(wǎng)絡(luò)安全而言，學(xué)校除了在加固校園網(wǎng)的軟硬件設(shè)備的安全防護(hù)，加強(qiáng)校內(nèi)師生網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全值班的同時(shí)，高校應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全問題應(yīng)化被動(dòng)為主動(dòng)，利用網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)對(duì)校園的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)掌握到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)未來的網(wǎng)絡(luò)形勢(shì)，針對(duì)排查和預(yù)測(cè)情況及時(shí)整改，堵塞安全漏洞，做到事前有效預(yù)警、事中及時(shí)處理、事后插補(bǔ)漏洞的一體化管理，真正做到“安全態(tài)勢(shì)可感知、安全威脅可預(yù)警、異常行為可監(jiān)控、安全價(jià)值可呈現(xiàn)”。從而提升校園網(wǎng)絡(luò)安全的管理能力，更好地維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，確保網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定高效。