計算機應用中的網絡安全防護研究

摘要：互聯網的應用和普及提升了人們獲取信息的時效性，但也暴露出許多安全隱患。本文以應用程序漏洞為例，探討計算機應用中的網絡安全防護策略和建立健全的網絡防御體系的方法，供參考。

關鍵詞：計算機；應用程序漏洞；網絡安全防護；網絡防御體系

一、引言

隨著互聯網的快速發展和廣泛應用，各種惡意軟件攻擊、網絡釣魚、數據泄露、身份盜竊以及更復雜的網絡間諜和網絡安全威脅不斷增長，威脅到了數據的完整性、可用性和保密性，對社會和經濟活動造成了重大影響[1]。網絡攻擊的類型和特點也呈現出多樣性和復雜性，攻擊手段不斷進化，需要人們嚴陣以待。

二、 當前網絡安全的主要威脅

隨著數字技術的發展，網絡安全威脅呈現出多樣化和日益增長的趨勢，病毒、蠕蟲、木馬和勒索軟件等惡意軟件成為網絡安全的主要威脅。這些惡意軟件能夠破壞系統功能，竊取敏感信息，甚至會造成網絡基礎設施的癱瘓。例如，通過分布式拒絕服務（DDoS）攻擊控制大量的被感染設備，攻擊者能夠向目標網站或服務發送巨量請求，導致用戶無法訪問網站、獲取服務。這種攻擊不僅可以影響服務的可用性，也可以為其他惡意活動作掩護[2]。

應用程序漏洞是指由于設計失誤、編程錯誤或配置不當，導致軟件中存在安全缺陷或弱點。攻擊者可以利用這些弱點執行未授權的操作或訪問敏感數據，導致應用程序易受到惡意攻擊。漏洞可以存在于操作系統、網絡服務、應用程序及瀏覽器等各種類型的軟件中，威脅應用程序乃至整個網絡系統的安全。

除了外部攻擊之外，網絡安全威脅的另一方面是內部威脅，例如，員工由于缺乏安全意識導致敏感信息泄露，或者故意為之，為攻擊者提供入侵網絡的途徑。內部威脅的隱蔽性和復雜性使得它們難以防范，易對組織內部造成嚴重影響。因此，有效識別和及時控制網絡安全威脅是網絡安全管理中的重要部分，可以保護組織的信息資產，維護組織聲譽。

三、計算機應用中的網絡安全防護

（一）風險評估與漏洞識別

計算機應用中的網絡安全防護的第一步是進行風險評估和漏洞識別，全面分析應用程序的功能組成和數據處理方式，同時評估數據庫、網絡接口和第三方服務等外部系統交互的各種組件，以發現軟件缺陷、配置錯誤和不安全的編程實踐等容易被利用的弱點，識別容易導致數據泄露、未授權訪問或系統破壞的安全缺陷。對評估的風險進行詳細的分類，綜合考慮風險對業務運營的威脅程度和造成的損失，評估修復每個漏洞所需的資源和時間，確保安全團隊能夠有效地配置其能力和資源。在漏洞識別中，安全團隊可以使用靜態和動態代碼分析工具，以及漏洞掃描軟件等自動化工具，快速地檢查應用程序代碼和運行環境，識別已知的漏洞和配置錯誤，如輸入驗證錯誤、缺乏適當的數據加密、未經處理的異常和配置漏洞。對于更復雜或特定的應用程序，安全團隊需要進行手動審查，通過深入分析應用程序的架構、代碼庫和依賴關系，尋找那些被自動化工具遺漏的復雜漏洞。這種混合方法能夠全面評估應用程序的安全性，有助于安全團隊及時發現和處理潛在的安全風險。

（二）漏洞分析與優先級排序

漏洞分析始于對每個已識別漏洞的深入審查。在技術層面，需要分析漏洞的類型、觸發條件和利用難度等，以及審查漏洞導致的數據泄露、服務中斷或系統崩潰等具體危害；需要分析漏洞在應用程序中的位置、受影響的用戶數量以及漏洞修復工作的復雜度。安全團隊需要在分析每個漏洞的基礎上對其形成深入理解，以為后續的處理工作提供堅實的基礎。接下來，安全團隊需要基于漏洞的嚴重性、利用可能性和對業務的影響，結合組織的業務需求和資源限制，對漏洞進行優先級排序，以確保在有限的資源條件下能夠有效地應對最重要的安全問題。高優先級的漏洞通常是那些具有高利用可能性且容易導致嚴重后果的漏洞，低優先級的漏洞是那些難以利用或影響較小的漏洞[3]。優先級的確定是一個動態的決策過程，安全團隊需要不斷地根據新的信息和威脅情報進行調整，從而不斷提升網絡安全防護的效率和效果。

（三）漏洞修復與緩解措施

基于漏洞分析，安全團隊可以深入理解漏洞的對象本質，了解其在代碼、配置或架構中的具體表現。針對代碼級別的漏洞，對其的修復通常涉及修改源代碼，以消除不安全的編程實踐或加強輸入驗證機制；針對配置類漏洞，安全團隊需要更改系統設置、更新安全策略；針對涉及第三方組件或庫的漏洞，安全團隊需要將應用程序更新到最新版本，或者替換有問題的組件。在漏洞修復工作中，安全團隊需要與開發團隊緊密協作，確保修復措施能夠有效消除安全風險，同時保持應用程序的功能和性能。在部分情況下，漏洞不能立即被完全修復，安全團隊需要首先采取緩解措施，最大化降低漏洞被利用的風險。當應用程序中存在SQL注入漏洞時，安全團隊可以暫時通過防火墻規則阻止惡意的SQL查詢，同時進行徹底的代碼修復。漏洞修復與緩解措施的有效結合，能夠保證應用程序在面臨安全威脅時的持續運營，減輕潛在的安全事件帶來的不良影響。

（四）安全配置與系統硬化

安全配置和系統硬化直接影響應用程序和整個網絡系統的安全性能。針對安全配置，安全部門需要確保操作系統、應用程序和網絡設備的配置符合行業標準和最佳實踐。對于網絡服務器，安全團隊需要及時關閉不必要的服務，限制遠程訪問權限，并在網絡中加強用戶認證機制；對于應用程序，安全團隊需要配置適當的訪問控制，加密敏感數據和實施跨站請求偽造（CSRF）保護，通過創建一個最小權限環境僅允許必要的操作和訪問的方式，減少系統暴露給潛在攻擊者的攻擊面。

系統硬化是安全團隊需要采取的主動策略。安全團隊需要對系統進行定期全面審查，識別并修復那些容易被攻擊者利用的弱點，及時安裝和更新安全補丁，移除不必要的軟件和服務，實施網絡分割和隔離措施，限制對敏感數據的訪問。系統硬化是一個持續的過程，需要隨著新的威脅和漏洞的出現不斷更新和調整。

（五）持續監控與審計

持續監控是一個動態的過程。安全團隊可以依賴入侵監測系統（IDS）、日志管理系統和網絡流量分析工具等監控工具和系統，獲得關于系統運行狀態的實時數據，快速、準確地區分正常活動和潛在的安全威脅，捕捉異常的網絡流量模式、未授權的登錄嘗試或異常的系統訪問行為，使安全團隊能夠及時響應，從而防止安全事件的發生或擴散。

審計是對組織的安全措施和政策執行情況進行定期評估的過程。相關部門需要對安全配置、用戶權限設置、訪問控制策略和數據保護措施進行綜合評估，發現安全策略的執行差距，識別需要改進的領域，確保安全措施得到有效執行，并且符合相關的法規要求和內部政策。持續監控與審計是相互補充的過程，它們能夠共同確保網絡安全防護措施的持續有效性和組織對安全威脅的敏感性。

（六）安全意識培訓和教育

計算機應用中的網絡安全也是一個組織文化問題，企業需要提高每個員工對網絡安全重要性的認識。具體而言，企業需要建立完善的培訓制度，向員工宣貫網絡安全的基本知識、公司的安全政策和最佳實踐，以及如何在發現潛在安全威脅時采取行動[4]。隨著網絡技術的不斷發展，培訓的內容也需要定期更新，以反映新的威脅和最新的安全技術。同時，企業也需要有針對性地進行培訓。針對開發人員，需要進行安全編碼的培訓，向其教授有關安全編碼標準和實踐的知識，如輸入驗證、錯誤處理和加密實施等，同時，向其強調代碼審查和檢測的重要性，使他們能夠在編寫代碼時可以提前發現和修復安全缺陷，采取預防措施，從而從代碼編寫階段最大限度地減少軟件中的漏洞。針對安全技術團隊，需要進行針對性的教育和培訓，確保他們了解最新的安全威脅和防御技術。此外，企業還要在培訓中融入道德教育，提升安全技術團隊在安全方面的專業能力和責任感，促使他們構建更安全的程序和系統。

四、加強計算機應用的網絡防御體系

（一）構建安全的開發生命周期

安全的開發生命周期要求開發團隊在項目早期就開始關注安全問題，在需求分析、設計、編碼、測試、部署和維護等每一個階段均融入安全措施。在需求分析階段，開發人員和項目經理需要識別和評估潛在的安全威脅，明確和規劃開發流程的安全需求，設計相應的安全控制措施；在設計階段，采用威脅建模技術確保設計的安全性；在編碼階段，遵循安全編碼標準和最佳實踐，利用自動化工具進行代碼審查，以識別和修復安全漏洞；在測試階段，應用滲透測試、靜態和動態代碼分析等專門的安全測試技術，確保軟件在面對惡意攻擊時的韌性；在部署和維護階段持續監控應用程序的安全狀態，及時更新版本和修補漏洞。構建安全的開發生命周期也需要匹配一套完善的安全治理結構，確保開發人員、項目經理、安全專家之間建立緊密的合作關系，確保安全策略、安全培訓計劃在組織內得到一致的理解和執行，從而構建一個能夠有效防御外部威脅、靈活應對內部變化的安全開發生命周期。

（二）利用人工智能與機器學習進行威脅檢測

基于不斷收集的網絡流量、系統日志、應用程序數據等不同來源的數據，可以訓練和優化機器學習模型。模型通過學習和適應不斷變化的網絡環境和威脅模式，能夠識別異常行為和潛在的安全威脅，發現傳統安全機制無法識別的異常情況，提高安全系統對新興和復雜威脅的識別、分析及響應能力，提高安全風險檢測的準確性和效率。人工智能系統通過自動化的威脅識別和響應機制，可以減少對人工干預的依賴，自動執行安全事件的分類、優先級排序和響應決策，在發現網絡安全威脅時可自動隔離或修復受影響的系統和數據，提高安全事件響應的速度和效率，使安全團隊能夠更加專注于策略制定和復雜威脅分析等高級任務，從而有助于構建一個更加靈活、智能和強大的網絡安全防御體系。

（三）應用零信任網絡架構

零信任網絡架構的核心原則是“永不信任，總是驗證”，要求對任何請求均進行嚴格驗證，其網絡架構如圖2所示。零信任網絡架構的實施依賴多因素認證、身份和訪問管理（IAM）系統等強大的身份識別和訪問控制機制，對網絡進行微分段，將網絡資源和訪問權限細化到最小；同時，利用先進的行為分析和異常檢測技術，對異常行為進行快速識別和響應，有效地減少潛在的攻擊面，保證即使在發生網絡入侵的情況下，風險也難以橫向移動。在零信任模型中，數據是最寶貴的資產，因此，該架構會對傳輸過程中和靜態存儲狀態下的數據進行加密處理，保護數據免受未授權訪問，確保數據的完整性和保密性。在零信任網絡架構下，每一次訪問嘗試和網絡交互，都被視為潛在的威脅。系統會記錄和分析這些活動的細節，以便安全團隊深入分析這些數據，獲得網絡內部運行狀況的信息，發現未經授權的訪問嘗試、內部威脅或者外部攻擊者試圖利用已知漏洞進行滲透的跡象，為進一步的安全加固和策略優化提供指導；安全事件發生后，幫助安全團隊迅速定位問題的源頭，分析攻擊者的行為模式和手段，有效地阻斷攻擊鏈，并采取措施防止未來的重復攻擊。

五、結束語

隨著網絡環境復雜性的增加，有效的網絡安全防護可以提高網絡安全水平，為保護關鍵信息資產和維護網絡環境的穩定性奠定基礎。本文針對應用程序漏洞，分析了風險評估與漏洞識別方法，介紹了漏洞分析與優先級排序、漏洞修復與緩解、安全配置與系統硬化、持續監控與審計、安全培訓等計算機應用中的網絡安全防護策略，強調了構建一個全面、多層次的網絡安全防護體系的必要性。在計算機應用的網絡安全防御體系中引入安全的開發生命周期、人工智能與機器學習技術、零信任網絡架構，可以進一步增強系統對現有威脅的防御能力，提高機構對潛在安全挑戰的適應性和響應速度。

作者單位：張敏 新鄉廣播電視大學

參考文獻

[1]虞鳳娟.計算機網絡信息安全及其防護技術研究[J].辦公自動化，2024，29（03）：36-38.

[2]魏恩志.計算機應用中網絡安全防護體系構建研究[J].石河子科技，2022，（06）：30-32.

[3]宋舒晗，王瑩.計算機應用中的網絡安全防護[J].數字技術與應用，2021，39（11）：228-230.

[4]張志花.計算機應用中的網絡安全防護研究[J].電腦編程技巧與維護，2020，（08）：171-173.