數字圖書館計算機網絡安全技術分析

薛海潮

摘要：數字圖書館是信息時代的產物，它以信息數字化為基礎，利用計算機網絡和通信技術進行資源組織、加工處理和傳播。與傳統圖書館相比，數字圖書館具有海量存儲、高速檢索、快速存取等特點，在提供個性化服務方面有著明顯優勢。然而，網絡安全問題嚴重阻礙了數字圖書館的發展。基于此，將重點探究數字圖書館計算機網絡安全技術，分析其應用現狀并提出改進措施，旨在提高我國數字圖書館的整體安全性。

關鍵詞：數字圖書館；計算機網絡安全技術；策略探析

一、前言

數字圖書館作為現代信息技術與傳統的文獻信息資源有機結合而產生的新型服務模式，是未來圖書館發展的方向。而其中，計算機網絡安全技術對于提高數字化圖書館的安全性具有重要意義。在當前的數字環境中，計算機病毒已經成為威脅數字圖書館安全運行和數據存儲的主要因素之一。因此，必須建立一套行之有效的計算機網絡安全防護體系確保數字圖書館的正常運作。

二、數字圖書館計算機網絡安全技術基本概述

數字圖書館計算機網絡安全技術是指利用各種技術手段保護計算機網絡系統和數據資源。在數字圖書館建設中，網絡安全技術十分重要。為了保證數字圖書館計算機網絡系統安全，需采用一系列安全保障措施，比如：通過網絡防火墻技術，阻止未經授權的用戶訪問計算機網絡。通過加密技術，對敏感數據進行保護，避免數據泄露；通過訪問控制、認證和授權技術，限制非法用戶對系統的訪問等[1]。與此同時，網絡安全技術的常見應用還包括入侵檢測和預防系統（IDS/IPS），可確保對于潛在的入侵行為能夠及時發現和預防；虛擬專用網絡（VPN），可確保在公共網絡上安全傳輸數據、漏洞掃描、評估。總之，數字圖書館計算機網絡安全技術是數字圖書館建設不可或缺的一部分，只有保障計算機網絡安全，才能更好地發揮數字圖書館的作用并為讀者提供更優質的服務。

三、數字圖書館計算機網絡安全防護內涵

數字圖書館是互聯網時代發展的產物，其采用高科技手段，將庫藏的文獻、資料和信息資源進行數字化處理，并通過計算機網絡提供各種在線服務。如今，計算機網絡已成為數字圖書館建設和運行的核心技術，因此，數字圖書館的計算機網絡安全防護成了至關重要的問題。數字圖書館計算機網絡安全防護內涵主要包括以下方面：其一，系統安全。確保數字圖書館系統的可靠性、穩定性和安全性，包括系統的設計、維護以及各項技術措施的落實等。其二，訪問安全。保障數字圖書館用戶的身份安全和信息安全，采用各種身份認證、授權管理和加密技術等手段，防止非法訪問和惡意攻擊[2]。其三，數據安全。保障數字圖書館中各類文獻、資料和信息資源的安全性和隱私性，包括數據備份、恢復、加密、傳輸等一系列技術措施。其四，應用安全。確保數字圖書館中使用的各種應用程序的安全性，包括應用程序編寫、測試、審查和升級等一系列工作。除此之外，數字圖書館還采取各種主動的安全措施，加強安全意識教育、防范社會工程學攻擊、制定健全的應急預案。在運行過程中，持續監控和評估網絡安全狀況，不斷完善安全措施是保障數字圖書館網絡安全的重要依據。總之，數字圖書館計算機網絡安全是數字圖書館建設和發展的基礎，是數字時代信息服務質量和水平的重要保證。工作人員要密切關注數字圖書館的發展，不斷增強網絡安全意識，加強技術研究與創新，推進數字圖書館的可持續發展。

四、數字圖書館計算機網絡安全面臨的主要威脅

（一）病毒和木馬

病毒和木馬是當前數字圖書館計算機網絡安全面臨的主要威脅之一。病毒通常通過電子郵件、移動存儲介質、P2P分享等途徑感染數字圖書館系統的電腦，進行自我復制并傳播到其他電腦，以破壞或竊取重要信息為目的。病毒傳播速度十分快，攻擊范圍也非常廣，被感染的數字圖書館計算機系統，會對信息安全構成嚴重威脅[3]。木馬是一類專門用于執行惡意程序的軟件。其最大特征在于能夠自動在網頁中植入病毒，并通過網絡向他人傳播、感染電腦等行為。計算機系統一旦被木馬侵入，木馬會根據事先設定好的規則，對計算機操作系統和相關硬件設備進行修改、破壞、刪除、升級等達到攻擊的目的，從而造成系統癱瘓或數據丟失等后果。相比于病毒，木馬更加隱蔽、危害更大，同時也更容易產生新的漏洞，導致大量信息外泄。據了解，木馬主要分為兩大類：一是針對Windows系統的木馬，二是針對服務器、數據庫等重要信息系統的木馬。這些木馬一般都有很強的自我修復能力，能輕易從內部摧毀系統。

（二）惡意軟件

惡意軟件是指未獲得用戶授權的、未經系統或應用程序允許而運行在特定操作系統中的軟件應用。這類惡意軟件通過各種途徑傳播，比如：電子郵件、下載軟件、瀏覽網頁等。它們被設計為具有類似于病毒和間諜程序的特征。攻擊者可以利用這些漏洞向目標電腦發送惡意郵件、竊取重要數據或者破壞系統核心功能，并將其用于控制計算機。惡意軟件往往在系統中進行自動復制與自我擴散，并在系統中隱藏所使用的軟件代碼，從而達到非法入侵的目的。

五、數字圖書館計算機網絡安全防護技術策略

（一）反病毒技術

對于數字圖書館計算機網絡建設而言，需要從用戶需求出發，根據不同的使用場景和數據特征進行分層設計[4]。在網絡技術層面上，采用先進、可靠的安全加密措施；在信息傳輸方面，采用基于IP協議（IPv6）等多種傳輸方式，滿足各種網絡應用需求；在服務功能實現方面，則應結合具體業務系統來確定其內容結構及運行模式，并對相關業務流程加以規范。同時考慮到各子系統間以及其他信息系統之間的集成問題。由于計算機病毒具有極強的隱蔽性與傳染性，因此，為保證信息安全，必須采取有效防護手段，加強計算機網絡安全管理、完善殺毒產品性能，做好安全漏洞掃描工作。反病毒技術是針對特定環境中存在的電腦病毒而采取的安全措施，包括病毒查殺技術和病毒修復技術兩種類型。其中，病毒查殺技術主要利用殺毒軟件進行攻擊。病毒修復技術主要利用防火墻、入侵檢測系統等工具完成入侵防范任務。具體檢查中，對于新購置的軟件要進行測試以驗證是否符合相關規定，如：硬件配置是否匹配、軟件安裝情況、軟件是否具備正常登錄條件、是否有系統維護記錄、操作系統版本是否相符等。在產品方面，要通過硬件防御與軟件防御兩部分組成整體防線，提高網絡安全防御能力。硬件防御是指將硬件設備作為一個獨立模塊，對可能出現的危害因素進行攔截，包括硬件防火墻、內存管理器、硬盤保護器等。軟件防擴散也稱軟件拒絕服務（Safety Second Cloud Properties，SDS），即針對某一類或幾種威脅事件，提出預防策略，防止此類風險進一步發展蔓延。總之，反病毒技術可分為三個層次：一是基礎層，二是中間層，三是應用層。在整個反病毒過程中，首先應該解決好“基礎”問題，因為它直接關系到系統能否穩定運轉。其次，還需解決好“中間層”問題。所謂“中間層”就是由不同形式的安全網關構成，它們既可以起到隔離作用，又能提供一定程度的保護，實現網絡內部信息資源的共享和交換，從而降低病毒傳播途徑及速度。最后，還要解決好“應用層”問題。為了更好地發揮其功能，需要從多方面入手來提升用戶體驗，如：優化網頁瀏覽流程，使用防惡意程序（Active Driver）、合理設置網站訪問權限、采用動態訪問控制方式等。

（二）防火墻技術

防火墻技術是基于網絡的安全防護手段，通過對互聯網上各種信息和數據進行攔截、分析和處理，從而達到保護用戶隱私及網絡安全的目的。防火墻主要包括內部安全網（IPS）與外部安全網（NAT）兩大類，其中內網以路由器為核心，用于防止來自計算機、服務器等重要設備的入侵。外網則主要由主機防火墻、網絡接口協議棧（RDP/DTP）以及其他相關硬件構成。防火墻本身具有抗入侵能力，它能抵御外界入侵者對系統正常工作帶來的影響，阻止攻擊者破壞信息系統的完整性、開放性、可用性，并有效避免病毒、木馬、惡意程序等黑客組織的侵入，維護網絡空間的穩定。具體來說，數字圖書館計算機網絡是一個綜合應用系統，它包含傳統局域網中所有功能。數字圖書館網絡系統將不同種類的終端連接起來，形成統一的通信環境[5]。在該體系下，每個終端設備都有其特定的IP地址，而這些IP被分配給相應的網關或交換機，使之能夠提供接入Internet的服務，并實現數據傳輸和交換過程。為了保證整個網絡系統高效運行，必須加強對“防火墻”技術的應用，在外部網與內部網之間建立安全網關，并使用防火墻來隔離內外網。同時，要設置專門的軟件來管理各節點的上網行為，保證網絡資源的安全性。在特殊站點的訪問中，還需要設置專用的端口，用以控制外部流量，防止非法攻擊進入內網。在此基礎上，還要考慮如何更好地利用現有資源，采用多種方式提高網絡性能，增加新的連接數量、改變通信線路結構等。在圖書館計算機系統的防火墻設計與優化中，應從以下幾個方面入手：其一，選擇合適的物理位置，確定防火墻類型。如選用VPN作為虛擬專用網時，應選擇UPF。選用SMTP作為專線傳輸時，則要選擇FTP，并根據具體情況選取適當的過濾方法；其二，配置合理的防火墻防護策略。包括動態擴展、靜態增強及自適應調整，以動態擴展為重點，兼顧靜態保護；其三，進行網絡安全測試。通過對各種數據采集設備的檢測和分析，判斷是否存在安全隱患，以便及時采取應對措施；其四，構建完整的內部網絡拓撲模型，即路由器間關系模型。最后，實施具體的安全措施，如用戶身份識別（NAT）、訪問控制、加密算法、防竊聽和加密等，確保內部信息網絡安全。總之，防火墻技術是圖書館信息基礎設施建設所必需的基礎技術之一，也是保障圖書館正常運作的重要手段。為此，在應用中，應該注意系統架構、功能及其對系統的要求。在部署時應充分考慮到硬件條件，尤其是局域網本身的特性，以及與其他計算機網絡相區別的優點。

（三）加密傳輸技術

1.HTTPS（安全套接層）協議

HTTPS使用SSL（安全套接層）或TLS（傳輸層安全）協議對網絡連接進行加密，防止數據在傳輸過程中被竊聽或篡改。數字圖書館的服務器需要獲得數字證書，該證書由認證機構頒發，用于驗證服務器身份。客戶端通過驗證數字證書來確保與合法服務器建立安全通信。

2.非對稱加密算法

非對稱加密算法主要使用公鑰和私鑰進行加密和解密操作。數字圖書館可以使用非對稱加密算法確保客戶端與服務器之間的通信安全。服務器保存私鑰，而客戶端使用服務器的公鑰對數據進行加密，只有服務器上的私鑰才能解密數據。常用的非對稱加密算法包括RSA（Rivest-Shamir-Adleman）和ECC（橢圓曲線加密算法）等。

3.數字證書

數字證書是一種由認證機構頒發的電子文件，用于驗證傳輸過程中參與通信的實體的身份。數字圖書館在使用數字證書時，有利于客戶端與合法服務器進行通信，防止中間人攻擊。數字證書中包含了服務器的公鑰和其他相關信息，并由認證機構對其進行簽名。客戶端可以通過驗證數字證書的簽名來判斷其合法性。

4.安全密碼學協議

安全密碼學協議是一組用于計算機網絡中進行安全通信的規則和協議。SSL/TLS（安全套接層/傳輸層安全）協議是最常用的安全密碼學協議之一，它提供了認證、加密和完整性校驗等功能。另外，數字圖書館可以使用SSL/TLS協議來建立安全通信通道，確保數據在傳輸過程中的機密性和完整性。

5.客戶端到端加密

客戶端到端加密是一種在客戶端本地對數據進行加密的方式，確保數據在傳輸過程中的保密性。數字圖書館可以采用類似PGP（Pretty Good Privacy）或S/MIME（Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions）等加密方案，將用戶的數據在客戶端加密后傳輸到服務器。只有擁有正確解密密鑰的客戶端才能解密數據，保護用戶數據在傳輸和存儲過程中的安全性。由此可見，數字圖書館通過使用HTTPS協議、非對稱加密算法、數字證書、安全密碼學協議和客戶端到端加密等技術，有效確保了計算機加密傳輸的安全性。這些技術的綜合應用保護了用戶在數字圖書館中的數據安全，防止了數據被竊聽、篡改或未經授權訪問[6]。

（四）安全審計技術

安全審計技術在數字圖書館計算機系統維護中具有重要作用，它主要應用于監測、記錄和分析系統中的安全事件和活動，確保系統的安全性。

1.訪問日志審計

數字圖書館計算機系統可以記錄用戶的訪問日志，包括登錄時間、IP地址、訪問行為等信息。對日志進行審計分析，檢測異常的登錄行為、不正常的訪問模式以及潛在的入侵行為。

2.異常檢測和警報

安全審計技術能監測系統中的異常活動，并生成警報以通知管理員。設置基線行為模式，比較實際行為與預期行為的差異，并發出警報。異常活動可能包括未經授權的訪問、非法文件的上傳或下載、異常的資源使用等，通過安全審計技術及時發現這些異常行為，并采取適當的措施進行應對。

3.安全事件重現和分析

安全審計技術能記錄關鍵安全事件的詳細信息，用于事件的后續分析和重現。當出現安全事件時，例如系統入侵或數據泄露，審計日志可以提供相關活動的時間戳、用戶身份信息、操作記錄等詳細信息，以便進行事后調查和分析。這對于確定安全事件的范圍、影響和源頭有一定幫助。

4.合規性審計

數字圖書館需要遵守法規、監管要求或行業標準，比如個人隱私保護法規或數據安全控制規范。驗證圖書館合規性，通過檢查日志和其他安全相關數據核實是否符合相應的規定和指南。另外，也有助于確保數字圖書館按照法律要求和最佳實踐進行運作，避免潛在的法律風險和安全漏洞。總體而言，安全審計技術在數字圖書館計算機系統中起到至關重要的作用。它幫助監測和識別潛在的安全威脅，及時發現異常行為，并為事后調查和合規性審計提供了必要的數據[7]。

（五）安全監控技術

安全監控技術可以實時監測數字圖書館計算機系統中的威脅和攻擊活動。利用入侵檢測系統（IDS）和入侵預防系統（IPS）分析網絡流量、檢測異常行為、識別已知的攻擊模式，并即時生成警報，采取適當的措施來防御和應對。另外，安全監控可自動掃描數字圖書館的計算機系統，檢查操作系統、應用程序和服務的版本和配置，識別潛在的漏洞。通過及時修補漏洞和弱點，數字圖書館可以減少攻擊者利用漏洞入侵的風險。同時，能對數字圖書館的網絡流量進行實時分析，以識別異常或惡意的網絡行為。

六、結語

綜上所述，數字圖書館計算機網絡安全防護是保障信息安全的重要組成部分，主要包括信息加密、數據存儲和備份以及網絡入侵檢測與防御等方面。隨著數字化浪潮的到來，用戶對數據安全問題更加重視，傳統安全技術已無法滿足日益增長的業務需求。因此，在未來的發展與優化中，需要研究新的基于云計算的安全服務模式。通過引入“虛擬化”概念，將云計算等技術應用到圖書館信息系統中，實現資源共享及資源動態配置，從而降低管理成本、提高服務質量和效率。

參考文獻

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