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摘要隨著信息化技術的飛速發展，許多有遠見的企業都認識到依托先進的IT技術構建企業自身的業務和運營平臺將極大地提升企業的核心競爭力，使企業在殘酷的競爭環境中脫穎而出。經營管理對計算機應用系統的依賴性增強，計算機應用系統對網絡的依賴性增強。計算機網絡規模不斷擴大，網絡結構日益復雜。計算機網絡和計算機應用系統的正常運行對網絡安全提出了更高的要求。信息安全防范應做整體的考慮，全面覆蓋信息系統的各層次，針對網絡、系統、應用、數據做全面的防范。信息安全防范體系模型顯示安全防范是一個動態的過程，事前、事中和事后的技術手段應當完備，安全管理應貫穿安全防范活動的始終。

關鍵詞信息安全；PKI；CA；VPN

1引言

隨著計算機網絡的出現和互聯網的飛速發展，企業基于網絡的計算機應用也在迅速增加，基于網絡信息系統給企業的經營管理帶來了更大的經濟效益，但隨之而來的安全問題也在困擾著用戶，在2003年后，木馬、蠕蟲的傳播使企業的信息安全狀況進一步惡化。這都對企業信息安全提出了更高的要求。

隨著信息化技術的飛速發展，許多有遠見的企業都認識到依托先進的IT技術構建企業自身的業務和運營平臺將極大地提升企業的核心競爭力，使企業在殘酷的競爭環境中脫穎而出。面對這瞬息萬變的市場，企業就面臨著如何提高自身核心競爭力的問題，而其內部的管理問題、效率問題、考核問題、信息傳遞問題、信息安全問題等，又時刻在制約著自己，企業采用PKI技術來解決這些問題已經成為當前眾多企業提高自身競爭力的重要手段。

在下面的描述中，以某公司為例進行說明。

2信息系統現狀

2.1信息化整體狀況

1)計算機網絡

某公司現有計算機500余臺，通過內部網相互連接，根據公司統一規劃，通過防火墻與外網互聯。在內部網絡中，各計算機在同一網段，通過交換機連接。

圖1

2)應用系統

經過多年的積累，某公司的計算機應用已基本覆蓋了經營管理的各個環節，包括各種應用系統和辦公自動化系統。隨著計算機網絡的進一步完善，計算機應用也由數據分散的應用模式轉變為數據日益集中的模式。

2.2信息安全現狀

為保障計算機網絡的安全，某公司實施了計算機網絡安全項目，基于當時對信息安全的認識和安全產品的狀況，信息安全的主要內容是網絡安全，部署了防火墻、防病毒服務器等網絡安全產品，極大地提升了公司計算機網絡的安全性，這些產品在此后防范網絡攻擊事件、沖擊波等網絡病毒攻擊以及網絡和桌面日常保障等方面發揮了很大的作用。

3風險與需求分析

3.1風險分析

通過對我們信息系統現狀的分析，可得出如下結論：

(1)經營管理對計算機應用系統的依賴性增強，計算機應用系統對網絡的依賴性增強。計算機網絡規模不斷擴大，網絡結構日益復雜。計算機網絡和計算機應用系統的正常運行對網絡安全提出了更高的要求。

(2)計算機應用系統涉及越來越多的企業關鍵數據，這些數據大多集中在公司總部數據中心，因此有必要加強各計算機應用系統的用戶管理和身份的認證，加強對數據的備份，并運用技術手段，提高數據的機密性、完整性和可用性。

通過對現有的信息安全體系的分析，也可以看出：隨著計算機技術的發展、安全威脅種類的增加，某公司的信息安全無論在總體構成、信息安全產品的功能和性能上都存在一定的缺陷，具體表現在：

(1)系統性不強，安全防護僅限于網絡安全，系統、應用和數據的安全存在較大的風險。

目前實施的安全方案是基于當時的認識進行的，主要工作集中于網絡安全，對于系統和應用的安全防范缺乏技術和管理手段。如缺乏有效的身份認證，對服務器、網絡設備和應用系統的訪問都停留在用戶名/密碼的簡單認證階段，很容易被冒充；又如數據備份缺乏整體方案和制度規范，容易造成重要數據的丟失和泄露。

當時的網絡安全的基本是一種外部網絡安全的概念，是基于這樣一種信任模型的，即網絡內部的用戶都是可信的。在這種信任模型下，假設所有可能的對信息安全造成威脅的攻擊者都來自于組織外部，并且是通過網絡從外部使用各種攻擊手段進入內部網絡信息系統的。

針對外部網絡安全，人們提出了內部網絡安全的概念，它基于這樣一種信任模型：所有的用戶都是不可信的。在這種信任模型中，假設所有用戶都可能對信息安全造成威脅，并且可以各種更加方便的手段對信息安全造成威脅，比如內部人員可以直接對重要的服務器進行操控從而破壞信息，或者從內部網絡訪問服務器，下載重要的信息并盜取出去。內部網絡安全的這種信任模型更符合現實的狀況。

美國聯邦調查局(FBI)和計算機安全機構(CSI)等權威機構的研究也證明了這一點：超過80%的信息安全隱患是來自組織內部，這些隱患直接導致了信息被內部人員所竊取和破壞。

信息系統的安全防范是一個動態過程，某公司缺乏相關的規章制度、技術規范，也沒有選用有關的安全服務。不能充分發揮安全產品的效能。

(2)原有的網絡安全產品在功能和性能上都不能適應新的形勢，存在一定的網絡安全隱患，產品亟待升級。

已購買的網絡安全產品中，有不少在功能和性能上都不能滿足進一步提高信息安全的要求。如為進一步提高全網的安全性，擬對系統的互聯網出口進行嚴格限制，原有的防火墻將成為企業內網和公網之間的瓶頸。同時病毒的防范、新的攻擊手段也對防火墻提出了更多的功能上的要求，現有的防火墻不具備這些功能。

網絡信息系統的安全建設建立在風險評估的基礎上，這是信息化建設的內在要求，系統主管部門和運營、應用單位都必須做好本系統的信息安全風險評估工作。只有在建設的初期，在規劃的過程中，就運用風險評估、風險管理的手段，用戶才可以避免重復建設和投資的浪費。

3.2需求分析

如前所述，某公司信息系統存在較大的風險，信息安全的需求主要體現在如下幾點：

(1)某公司信息系統不僅需要安全可靠的計算機網絡，也需要做好系統、應用、數據各方面的安全防護。為此，要加強安全防護的整體布局，擴大安全防護的覆蓋面，增加新的安全防護手段。

(2)網絡規模的擴大和復雜性的增加，以及新的攻擊手段的不斷出現，使某公司計算機網絡安全面臨更大的挑戰，原有的產品進行升級或重新部署。

(3)信息安全工作日益增強的重要性和復雜性對安全管理提出了更高的要求，為此要加快規章制度和技術規范的建設，使安全防范的各項工作都能夠有序、規范地進行。

(4)信息安全防范是一個動態循環的過程，如何利用專業公司的安全服務，做好事前、事中和事后的各項防范工作，應對不斷出現的各種安全威脅，也是某公司面臨的重要課題。

4設計原則

安全體系建設應按照“統一規劃、統籌安排、統一標準、分步實施”的原則進行，避免重復投入、重復建設，充分考慮整體和局部的利益。

4.1標準化原則

本方案參照信息安全方面的國家法規與標準和公司內部已經執行或正在起草標準及規定，使安全技術體系的建設達到標準化、規范化的要求，為拓展、升級和集中統一打好基礎。

4.2系統化原則

信息安全是一個復雜的系統工程，從信息系統的各層次、安全防范的各階段全面地進行考慮，既注重技術的實現，又要加大管理的力度，以形成系統化的解決方案。

4.3規避風險原則

安全技術體系的建設涉及網絡、系統、應用等方方面面，任何改造、添加甚至移動，都可能影響現有網絡的暢通或在用系統的連續、穩定運行，這是安全技術體系建設必須面對的最大風險。本規劃特別考慮規避運行風險問題，在規劃與應用系統銜接的基礎安全措施時，優先保證透明化，從提供通用安全基礎服務的要求出發，設計并實現安全系統與應用系統的平滑連接。

4.4保護投資原則

由于信息安全理論與技術發展的歷史原因和自身的資金能力，某公司分期、分批建設了一些整體的或區域的安全技術系統，配置了相應的設施。因此，本方案依據保護信息安全投資效益的基本原則，在合理規劃、建設新的安全子系統或投入新的安全設施的同時，對現有安全系統采取了完善、整合的辦法，以使其納入總體安全技術體系，發揮更好的效能，而不是排斥或拋棄。

4.5多重保護原則

任何安全措施都不是絕對安全的，都可能被攻破。但是建立一個多重保護系統，各層保護相互補充，當一層保護被攻破時，其它層保護仍可保護信息的安全。

4.6分步實施原則

由于某公司應用擴展范圍廣闊，隨著網絡規模的擴大及應用的增加，系統脆弱性也會不斷增加。一勞永逸地解決安全問題是不現實的。針對安全體系的特性，尋求安全、風險、開銷的平衡，采取“統一規劃、分步實施”的原則。即可滿足某公司安全的基本需求，亦可節省費用開支。

5設計思路及安全產品的選擇和部署

信息安全防范應做整體的考慮，全面覆蓋信息系統的各層次，針對網絡、系統、應用、數據做全面的防范。信息安全防范體系模型顯示安全防范是一個動態的過程，事前、事中和事后的技術手段應當完備，安全管理應貫穿安全防范活動的始終，如圖2所示。

圖2網絡與信息安全防范體系模型

信息安全又是相對的，需要在風險、安全和投入之間做出平衡，通過對某公司信息化和信息安全現狀的分析，對現有的信息安全產品和解決方案的調查，通過與計算機專業公司接觸，初步確定了本次安全項目的內容。通過本次安全項目的實施，基本建成較完整的信息安全防范體系。

5.1網絡安全基礎設施

證書認證系統無論是企業內部的信息網絡還是外部的網絡平臺，都必須建立在一個安全可信的網絡之上。目前，解決這些安全問題的最佳方案當數應用PKI/CA數字認證服務。PKI(PublicKeyInfrastructure，公鑰基礎設施)是利用公開密鑰理論和技術建立起來的提供在線身份認證的安全體系，它從技術上解決了網上身份認證、信息完整性和抗抵賴等安全問題，為網絡應用提供可靠的安全保障，向用戶提供完整的PKI/CA數字認證服務。通過建設證書認證中心系統，建立一個完善的網絡安全認證平臺，能夠通過這個安全平臺實現以下目標：

身份認證(Authentication)：確認通信雙方的身份，要求通信雙方的身份不能被假冒或偽裝，在此體系中通過數字證書來確認對方的身份。

數據的機密性(Confidentiality)：對敏感信息進行加密，確保信息不被泄露，在此體系中利用數字證書加密來完成。

數據的完整性(Integrity)：確保通信信息不被破壞(截斷或篡改)，通過哈希函數和數字簽名來完成。

不可抵賴性(Non-Repudiation)：防止通信對方否認自己的行為，確保通信方對自己的行為承認和負責，通過數字簽名來完成，數字簽名可作為法律證據。

5.2邊界防護和網絡的隔離

VPN(VirtualPrivateNetwork)虛擬專用網，是將物理分布在不同地點的網絡通過公用骨干網(如Internet)連接而成的邏輯上的虛擬專用網。和傳統的物理方式相比，具有降低成本及維護費用、易于擴展、數據傳輸的高安全性。

通過安裝部署VPN系統，可以為企業構建虛擬專用網絡提供了一整套安全的解決方案。它利用開放性網絡作為信息傳輸的媒體，通過加密、認證、封裝以及密鑰交換技術在公網上開辟一條隧道，使得合法的用戶可以安全的訪問企業的私有數據，用以代替專線方式，實現移動用戶、遠程LAN的安全連接。

集成的防火墻功能模塊采用了狀態檢測的包過濾技術，可以對多種網絡對象進行有效地訪問監控，為網絡提供高效、穩定地安全保護。

集中的安全策略管理可以對整個VPN網絡的安全策略進行集中管理和配置。

5.3安全電子郵件

電子郵件是Internet上出現最早的應用之一。隨著網絡的快速發展，電子郵件的使用日益廣泛，成為人們交流的重要工具，大量的敏感信息隨之在網絡上傳播。然而由于網絡的開放性和郵件協議自身的缺點，電子郵件存在著很大的安全隱患。

目前廣泛應用的電子郵件客戶端軟件如OUTLOOK支持的S/MIME(SecureMultipurposeInternetMailExtensions)，它是從PEM(PrivacyEnhancedMail)和MIME(Internet郵件的附件標準)發展而來的。首先，它的認證機制依賴于層次結構的證書認證機構，所有下一級的組織和個人的證書由上一級的組織負責認證，而最上一級的組織(根證書)之間相互認證，整個信任關系基本是樹狀的。其次，S/MIME將信件內容加密簽名后作為特殊的附件傳送。保證了信件內容的安全性。

5.4桌面安全防護

對企業信息安全的威脅不僅來自企業網絡外部，大量的安全威脅來自企業內部。很早之前安全界就有數據顯示，近80%的網絡安全事件，是來自于企業內部。同時，由于是內部人員所為，這樣的安全犯罪往往目的明確，如針對企業機密和專利信息的竊取、財務欺騙等，因此，對于企業的威脅更為嚴重。對于桌面微機的管理和監控是減少和消除內部威脅的有效手段。

桌面安全系統把電子簽章、文件加密應用和安全登錄以及相應的智能卡管理工具集成到一起，形成一個整體，是針對客戶端安全的整體解決方案。

1)電子簽章系統

利用非對稱密鑰體系保證了文檔的完整性和不可抵賴性。采用組件技術，可以無縫嵌入OFFICE系統，用戶可以在編輯文檔后對文檔進行簽章，或是打開文檔時驗證文檔的完整性和查看文檔的作者。

2)安全登錄系統

安全登錄系統提供了對系統和網絡登錄的身份認證。使用后，只有具有指定智能密碼鑰匙的人才可以登錄計算機和網絡。用戶如果需要離開計算機，只需拔出智能密碼鑰匙，即可鎖定計算機。

3)文件加密系統

文件加密應用系統保證了數據的安全存儲。由于密鑰保存在智能密碼鑰匙中，加密算法采用國際標準安全算法或國家密碼管理機構指定安全算法，從而保證了存儲數據的安全性。

5.5身份認證

身份認證是指計算機及網絡系統確認操作者身份的過程。基于PKI的身份認證方式是近幾年發展起來的一種方便、安全的身份認證技術。它采用軟硬件相結合、一次一密的強雙因子認證模式，很好地解決了安全性與易用性之間的矛盾。USBKey是一種USB接口的硬件設備，它內置單片機或智能卡芯片，可以存儲用戶的密鑰或數字證書，利用USBKey內置的密碼算法實現對用戶身份的認證。

基于PKI的USBKey的解決方案不僅可以提供身份認證的功能，還可構建用戶集中管理與認證系統、應用安全組件、客戶端安全組件和證書管理系統通過一定的層次關系和邏輯聯系構成的綜合性安全技術體系，從而實現上述身份認證、授權與訪問控制、安全審計、數據的機密性、完整性、抗抵賴性的總體要求。

6方案的組織與實施方式

網絡與信息安全防范體系流程主要由三大部分組成：攻擊前的防范、攻擊過程中的防范和攻擊后的應對。安全管理貫穿全流程如圖3所示。網絡與信息安全防范體系模型流程不僅描述了安全防范的動態過程，也為本方案的實施提供了借鑒。

圖3

因此在本方案的組織和實施中，除了工程的實施外，還應重視以下各項工作：

(1)在初步進行風險分析基礎上，方案實施方應進行進一步的風險評估，明確需求所在，務求有的放矢，確保技術方案的針對性和投資的回報。

(2)把應急響應和事故恢復作為技術方案的一部分，必要時可借助專業公司的安全服務，提高應對重大安全事件的能力。

(3)該方案投資大，覆蓋范圍廣，根據實際情況，可采取分地區、分階段實施的方式。

(4)在方案實施的同時，加強規章制度、技術規范的建設，使信息安全的日常工作進一步制度化、規范化。

7結論

本文以某公司為例，分析了網絡安全現狀，指出目前存在的風險，隨后提出了一整套完整的解決方案，涵蓋了各個方面，從技術手段的改進，到規章制度的完善；從單機系統的安全加固，到整體網絡的安全管理。本方案從技術手段上、從可操作性上都易于實現、易于部署，為眾多行業提供了網絡安全解決手段。

也希望通過本方案的實施，可以建立較完善的信息安全體系，有效地防范信息系統來自各方面的攻擊和威脅，把風險降到最低水平。

參考文獻

[1]國家信息安全基礎設施研究中心、國家信息安全工程技術研究中心.《電子政務總體設計與技術實現》