網絡安全技術在氣象信息系統中的應用

趙繼鋒 張麗霞

(蘭州資源環境職業技術大學 甘肅 蘭州 730021)

隨著國家信息化程度的不斷提升，氣象部門的現代化程度也在不斷提升，借助信息網絡，可以實現對氣象監測系統的實時監控，氣象信息系統呈現出一種開放、多元化的特征。然而，在實際應用中，一些具有破壞性的行為如盜用、越權、泄密等，對信息資源的網絡建設產生了巨大的影響。相關工作人員要能夠適應新形勢，解決新形勢下所面臨的各種挑戰，要熟練掌握氣象信息網絡安全技術的具體應用，才能確保在互聯網上的信息傳輸的準確性和安全性。

1 氣象信息網絡面臨的主要問題

1.1 使用者缺乏安全意識

目前，我國氣象事業工作者普遍缺乏網絡安全意識，很難熟練地運用網絡安全防范知識應對攻堅工作，在實施網絡操控時，由于某些行為不當，并極有可能導致氣象信息網絡安全性不足的現象出現。為了更好地保護計算機網絡系統，需要加強氣象信息安全防護力度[1]。常見的行為問題是：由于用戶的登錄密碼沒有嚴格的保護，很多不法分子就會以此為借口，非法地入侵網站，通過一系列的違法操作，導致了氣象信息的外泄、丟失，從而難以保證網絡數據信息的準確性和完整性。另外，還有很多工作人員在使用計算機網絡時，因為沒有相應的安全意識，也沒有相應的專業技術，導致了一些安全施工，對國家財產造成了嚴重的損失。也有一些工作人員，在單位內部局域網上，直接輸入一些未經安全檢測的數據資料，在這種情況下，如果不進行嚴密的管理，就會被黑客程序鉆了空子，對網絡系統的安全運行造成了威脅。

1.2 惡意攻擊問題

隨著我國氣象事業對信息技術的應用越來越廣泛，網絡的安全問題也變得越來越突出，惡意攻擊越來越多。惡意網絡攻擊分為主動和被動兩種。主動攻擊，主要指借助信息傳遞的各種形式，對信息的完整性進行破壞，在網絡系統的正常工作過程中，通過某種違法行為，獲取相關數據信息[2]。目前，氣象信息網絡面臨著許多安全隱患，其中最為典型的就是病毒入侵、黑客入侵以及黑客程序侵入等。這些因素造成了信息泄露與傳輸中斷，給氣象工作帶來極大的損失。多種攻擊方式均對氣象信息網絡技術應用的安全性構成了極大的威脅，氣象政策制定者極易受到錯誤信息的影響，造成決策的錯誤，給人們的生命和財產帶來巨大的損失，甚至有些重要的數據還會通過某些方式被非法獲取，破壞了社會的和諧與穩定。

1.3 網絡病毒問題

隨著信息網絡安全技術的持續應用，我國氣象領域所具有的信息傳遞功能也逐漸凸顯出來。這不僅有效地促進了氣象預測工作的精確開展，對我國氣象監測工作的穩定發展也起到了積極的作用，促進了氣象信息網絡的安全性的提升。在實際操作過程中，對氣象信息網絡技術安全造成了極大危害的，就是網絡病毒。網絡病毒具有很強的隱蔽性，并且難以消除，肆意增長將會給信息系統造成嚴重的損失[3]。同時，由于網絡中存在著各種各樣的病毒，使人們的工作變得非常艱難，一旦氣象信息網受到了病毒的襲擊，將會在一定程度上對網絡通信的穩定產生一定的影響，嚴重者還會導致網絡癱瘓，最終導致整個網絡的崩潰。因此，要采取相應的預防和控制措施。

1.4 操作系統和軟件的漏洞或“后門”

氣象部門采用了各種操作系統、Windows 版本、Linux系統在其中占主要的位置，一些老版操作系統軟件公司已經不提供升級服務了。因此，如何提高操作系統的安全性成為當前迫切需要解決的問題。并以操作系統為常規攻擊對象，它的漏洞普遍存在于各類操作系統之中。這些漏洞可用于非授權指令的實施，甚至還能獲得系統特權，實施種種非法操作，嚴重地威脅著個人電腦與氣象業務系統安全。由于氣象業務系統是一個復雜的大系統，各個子系統之間相互聯系緊密，每個環節都有不同程度的安全隱患，因此對氣象業務系統安全保護就顯得尤為重要。另外，在工作時使用的各種軟件也不能全無漏洞，軟件公司出于自身開發的便利，還可能會為軟件留一個“后門”,漏洞百出，給黑客帶來了入侵機會，為氣象部門的內部網絡安全帶來隱患。

2 氣象部門目前采用的網絡安全技術

2.1 防火墻技術

防火墻在網絡空間的訪問控制方面，可以防止外網用戶非法接入內網，獲得內網資源，并保護內網的運行環境。目前，我國氣象領域已經廣泛采用了防火墻系統來保護內部信息和數據不被非法入侵與破壞。防火墻通過設置安全策略，對每一個經過的包進行檢測，判斷數據包是否滿足預先設置的過濾規則，并基于該控制機制進行相應的運算，從而實現保障網絡安全。目前，隨著計算機網絡和通信技術的發展，人們對計算機應用提出了更高的要求，而防火墻則是確保網絡正常運轉的有效工具。目前防火墻是氣象部門進行邊界防護時的一種重要產品[4]。

2.2 殺毒軟件技術

殺毒軟件是目前應用最廣的安全技術解決方案之一，更是氣象部門內部保護的重要工具，網絡版殺毒軟件可以避免病毒危害個人電腦，部分制止了病毒向網絡傳播，但眾所周知，殺毒軟件作用是十分有限的，不能充分適應網絡安全需要。

2.3 文件加密和數字簽名技術

加密和數字簽名技術可以加強信息系統和數據的安全性和秘密性，是為避免秘密數據被外界竊取、截獲或摧毀的主要技術手段。文件加密和數字簽名的應用，為氣象部門公文系統保駕護航、財務系統及其他各類系統的數據安全[5]。

2.4 電子簽章技術

在氣象信息的獲取和傳遞的過程中，通過電子標簽把字、圖片以其他方式保存在電子標簽中，與用戶互動。由于電子標簽具有體積小、成本低、易攜帶等優點，使其被廣泛應用于氣象信息管理領域。在信息技術不斷發展的今天，電子簽章已經逐步成為氣象信息化管理不可或缺的一部分，該發明能夠有效防止信息的丟失、泄漏和篡改，從而保證了氣象資料的完整性和正確性。

2.5 入侵檢測和漏洞掃描

入侵檢測，漏洞掃描等技術對防火墻具有重要的輔助作用。入侵檢測是對計算機及網絡系統資源惡意利用情況進行識別與處理，通過監視系統狀態與事件，檢測惡意系統和網絡行為，以及針對所監控威脅，調整安全策略及防護手段。漏洞掃描就是利用掃描這種方法來發現系統安全脆弱性的一種安全檢測行為，從而發現漏洞。入侵檢測與漏洞掃描技術在氣象內網安全防護方面起到了至關重要的作用。

3 網絡安全新技術在氣象網絡安全中的應用

近年來，氣象信息技術不斷發展，氣象大數據、云計算等分布式和其他技術替代傳統氣象信息系統，傳統網絡安全技術已經越來越無法適應氣象網絡安全發展的新需求。網絡安全新技術給氣象網絡與數據安全帶來新思路。

3.1 零信任的動態防御

現有氣象網絡防護主要是邊界防護，穿過防火墻，網閘、入侵防護和其他邊界安全產品，逐層保護網絡邊界[6-7]。邊界內人員、裝置和系統都被視為完全值得信賴，一旦攻擊者突破了網絡邊界，進入了內部，就基本上是通暢的。另外，隨著氣象部門對云計算大數據等技術的運用，網絡的界限也逐漸模糊，僅僅依靠對網絡邊界進行安全防護已經不夠了。零信任作為新型網絡安全架構，它不以網絡位置為依據來構建信任，但以身份為訪問控制依據。零信任架構使所有的物體都具有數字身份，把人、運用裝置和其他實體身份的結合，構成訪問主體，資源按需分配，僅授予執行任務的最小權限，對于未認證訪問主體，資源是不可視的，資源使用時，實時計算主體身份信息，構成訪問控制策略，授權決策依據改變，授權的決定會被重新計算。零信任架構可以更加有效地對氣象數據進行防護，使氣象資源接入達到了按需分配，以免權限過大，與此同時，它還可以實現訪問控制策略實時計算，時刻發現資源訪問是否合法，消除氣象資源的盜用，達到細粒度，精準化訪問控制，切實預防氣象大數據的發生、云平臺在內、外部存在安全威脅，等等。

3.2 網絡安全網格架構

網絡安全網格為分布式安全架構方法，其通過對個別端點進行防護，提高了組織安全性，而非以單一的技術來保護全部的財產。為集成提供了一般框架與方法，使各安全產品能夠互相結合，配合使用，形成安全服務一體化，通過有重點地進行策略編排與決策等，使得網絡安全控制具有靈活性和可擴展的特點，通過對每個接入點分別建立邊界，針對不同資產，建立不同安全策略，使不同地位的裝備與資產均可獲得相應保障。網絡安全網格使用零信任網絡這一概念，安全邊界的界定是由身份來實現的，使認同為安全管控提供依據[8]。

氣象網絡目前主要是利用傳統方法進行網絡安全防護，各種安全工具被孤立地部署，彼此不整合、不協作，很難有效處理氣象大數據問題、新技術平臺、云計算等面臨的各種安全問題，網絡安全網格技術應用研究，能使各種安全設備之間相互結合、協同作業，滿足業務發展需求，實現“力量倍增”。通過在各接入點設置獨立的小邊界，實現對各接入點的統一管控，使其覆蓋范圍擴大到更大范圍，增強了應急處置的靈活性。

3.3 防火墻技術的應用

中國的氣象網在信息化方面的發展相對較晚，因此，中國氣象網的運行穩定性和國際先進水平相比較，仍存在較大的差距。在氣象平臺的搭建過程中，要充分考慮網絡的多樣性、復雜性等特點，當某種病毒進入網絡，并進行信息的擴散時，將會直接造成更大的傳輸危險，難以進行有效的控制。為此，可以在局域網內增設一道“防火墻”，并指定專人負責，實現對“防火墻”的科學管理。本文提出了一種基于綜合評估方法的網絡安全區劃分方法，從而實現了在不同時期內，對網絡安全區內的信息輸出和輸入情況進行了有效的記錄。通過對防火墻進行科學的配置和使用，來確保計算機網絡的安全和穩定運行，為我國的經濟建設創造一個良好的環境。防火墻在網絡安全保護中起到了病毒檢驗的作用，所以，必須所有的網絡信息都要通過防火墻的掃描檢查，才能在氣象部門內部局域網中實現安全。在實踐中，能夠充分發揮硬件防火墻的作用，保證數據專網的安全性，實現局域網絡與互聯網的有效連接，并充分發揮防火墻所具有的綜合性管理功能。本文重點討論了如何將防火墻技術應用于計算機網絡通信中。防火墻是信息數據進入安全區的必經之路，經過長時間的發展與完善，其抗攻擊能力強，可保證信息在網絡中的高效傳輸，因此，將其與我國的氣象網相結合，可更好地定位信息的產生地點，從而對網絡的安全風險進行有效管控。

3.4 數據服務器的應用

為了保證資料的穩定性，需要調整資料的需求，并且在資料傳輸時，要能夠有效地連接網絡。目前，氣象部門已經開始利用互聯網進行信息傳播工作，為人們提供了便利條件，但與此同時也存在一定的安全風險。互聯網的開放性，對氣象系統構成了巨大的威脅，為了防止所使用的互聯網被病毒入侵而導致網絡崩潰，就需要結合我國的實際氣象發展情況，加強網絡安全技術防御，從而減輕氣象部門的經濟損失。同時，還需要打造一臺獨立的網絡數據服務器，將信息數據的存儲工作做好，實現信息資源的隨時共享，在信息發布之前，對信息網絡的安全進行檢查，如果出現通信網絡系統的失穩，或者是客戶端沒有上線等情況，業務人員就應該對網卡、網線等的設置進行詳細的檢查，并對其進行檢測和維修，從而使網絡的傳輸得到有效的恢復。同時，還可以針對各種需要，選用相應的系統軟件，以增強電腦系統的穩定性和安全性。當系統網絡的穩定性受到影響而出現故障時，網絡將會直接顯示出異常未處理之類的提示信息。可以在窗口中指定一條網絡路徑，查找相應的錯誤文件，從而展開系統化的網絡處理。

3.5 網絡防毒系統的建立

我國氣象部門充分利用了計算機網絡技術，促進了氣象事業的發展，衛星傳輸的觀測資料信息需要通過互聯網，為了能夠有效地防止病毒入侵，就需要在計算機網絡上構建一個網絡發布系統，工作人員要對網絡系統進行網絡防火墻的設計，以此來確保系統的穩定運行。經過對網絡進行測試之后，可以得到這樣的結果：一道好的網絡防火墻，在網絡病毒入侵時，可以用殺毒軟件來將其清除掉。因此，工作人員在預防病毒入侵時，還需要熟練地運用相關的知識和技能，對病毒進行及時清理，從而保證信息資源的安全。

4 結語

在其長期的發展演變中，互聯網具有開放性和復雜性的發展特點，將其運用到氣象信息網絡系統中，存在著很多不穩定的因素。網絡罪犯能夠通過計算機網絡，盜取關鍵的氣象信息，盜用相關的數據，甚至還能夠制作一些病毒，對網絡進行破壞。由于氣象信息網絡系統的訪問定位，使其使用人員更加穩定，這對部署安全策略不利。因此，應加大對天氣信息安全保護的力度，并建立健全的安全防范體系，使天氣信息系統更加安全。目前，我國的氣象服務正朝著現代化的方向邁進，同時，網絡技術也在逐步提高，這是一項綜合性很強的系統工程，要利用科學的技術、優化的機制，以及其他各種管理手段，構建并健全信息安全防護系統，確保氣象平臺的穩定性。