1. 4G通信技術的網路安全問題及對策論文
4G通信技術的網路安全問題及對策論文
一、4G通信技術中存在的網路安全問題
1、由於缺少改造更新通信的基本設施產生的網路安全問題。如果要讓4G通信技術真正的運用到日常的生產生活中，就必須更新原有的基本通信設施。但現在3G通信的無線基本設備幾乎覆蓋著地球的大多數地方，如果要對原有的通信設備進行改造更新，那必然需要消耗大量的人力財力以及漫長的時間。
2、由於4G通信技術的不完善產生的網路安全問題。4G通信技術的不完善主要表現在容量被限制與技術上的缺陷。首先是容量被限制。在理論上，4G通信能夠達到的速率不低於20Mbit/s，是3G通信手段能夠達到的速率的10倍。但在實際操作中很難將4G通信系統的容量擴大到理想狀態。其次就是技術上的缺陷。在4G通信的技術層面進行研究，4G通信將在數據的傳輸上高出目前的3G通信一個層次，雖然理論上能夠達到，但是在實際操作中卻存在很大的困難。另外，4G通信系統所需要的網路架構極其復雜，解決這一問題勢必需要很長一段時間。
3、由於不斷變化的網路攻擊手段產生的網路安全問題。隨著4G通信系統的逐漸普及，我們將面臨更大的安全威脅。相較於以前的網路系統，4G通信系統將具備更大的存儲與計算能力，相應的該系統也就更容易感染一些移動終端。正式因為這個原因，導致4G通信網路的安全遭受到很大的威脅，比如來自手機病毒的威脅。一般來說，手機病毒可以分為簡訊類病毒、炸彈類病毒、蠕蟲累病毒以及木馬類病毒。
4、由於4G通信技術的相關配套措施不完善產生的網路安全問題。首先是服務區域不完善的問題。雖然用戶們都希望自己的終端能夠運用無線網路，但是因為終端的天線尺寸或者其自身功率的原因，實現流暢的上網還是存在一些問題的。其次就是4G通信的收費不是太合理。目前，3G無線網路收費的標準是依據用戶所使用的流量的多少與實踐的'長短進行計費的，如果依舊按照現在的收費標准進行收費，那麼絕大多數的4G用戶將很難承受如此高昂的上網費用。所以現今必須謹慎認真的研發出一套相對合理的收費標准。
二、關於4G通信技術的網路安全問題的對策
1、構建科學合理的4G通信系統的安全結構的模型。在該模型中，應該能夠基本的體現出網路通信系統的各種安全問題，以及相應的解決方案等。
2、轉變現行的密碼體制。在4G通信系統中，面對各不相同的服務類別以及特徵，最好應轉變現行的密碼體制，即也就是私鑰性質的密碼體制改變成為混合性質的密碼體制，然後創建相應的認證安全的體系。
3、將4G通信系統的安全體系做到透明化。在未來的應用中，4G通信系統的安全核心應該具備相對獨立的設備，能夠較為獨立的完成對終端與網路端的識別與加密，通信系統內部的工作人員應該能夠完全看到該過程的進行。
4、應用新興的密碼技術。隨著科技的不斷發展，相應的終端處理數據的能力將越來越強，因此應該在4G通信網路系統中運用合適的新興的密碼技術。這些新興的密碼技術能夠在很大程度上加強系統抵抗惡意攻擊的能力。
5、保證用戶可以參與到安全措施的制定中來。用戶在通過4G通信系統進行上網的過程中，應該有權自行設定安全密碼的級別，相應的那些關於安全的參數應該不僅可以由系統進行默認，而且用戶也可以自行進行設定。
6、使4G通信網路與互聯網能夠相互契合。4G網路系統的安全問題大致可以歸分為移動方面的安全問題與固網方面的安全問題。在關於安全的概念上，固網與計算機的網路大致相同，所以那些針對計算機的網路問題以亦基本在固網上得到了相應的體現，相應的在固網上遇到的那些網路安全問題可以依照計算機的方式進行解決。
三、結語
雖然目前我們國家的某家通訊公司已經開展4G通信業務，但是我們應該意識到4G通信技術發展的還不夠完善，在很多方面還存在缺陷。在實驗研究階段，我們應該對那些可能會出現的或者已經初露端倪的威脅採取相應的保護措施，同時，我們亦應該加強鞏固現有的安全防範措施，以此保證網路系統的正常運行。只有這樣，才能促進4G通信技術早日應用到人們的日常生活中，為人們的工作生活帶來更大的便利。
作者：張雯雯 單位：中國聯合網路通信有限公司浙江省分公司
;2. 求一份關於網路安全配置伺服器的端到端IPSEC VPN實驗心得
IPSec
VPN端到端技術
Seclarity最近發布的網卡，集成了Peer
to
Peer的VPN功能，從而能夠以一種新的方式為區域網和廣域網路提供安全性。Seclarity的新產品包括乙太網卡和無線區域網卡，在這些網卡中集成了IPSec
VPN的終端，從而能夠讓計算機和計算機之間建立起安全的IP通道。這種PC到PC(伺服器)的全程加密連接，安全性更高。
要實現在網路中的端到端安全，需要用戶在PC機中添加Seclarity公司的硬體產品——SiNic。而正常的運轉還需要Seclarity的Central
Command
Console軟體幫忙。Central
Command
Console是一個集中設置策略、分布執行的架構。在網路中需要有一個伺服器運行這一軟體，在這個伺服器上，有該軟體的圖形配置界面、資料庫。網路管理人員集中的在這一伺服器上進行設置，相關的策略將存儲在伺服器的資料庫中。這一方案給一些如銀行這樣對安全要求非常高的企業提供了安全的、易於實施的區域網方案。
推薦理由
一些對安全要求很高的用戶對端到端(PC到伺服器)加密的要求由來已久，而且這也將是大勢所趨，特別是網路社會跨入IPv6時代以後。Seclarity的產品提供了端到端IPSec
VPN的解決方案順應這一大方向。今天來看，用戶獲得Seclarity的端到端VPN方案，需要付出的代價是採用新的網卡。但是這也代表著一個趨勢，未來的計算機系統，網卡需要承擔更多的工作，降低對CPU的壓力，就像今天很多網卡可以做到的TCP/IP的Off
load。
另一個推薦理由是，該產品是基於用戶信息提供安全策略，集中配置和分發執行。這比固化在網卡中要好，更貼合實際的管理運營需要。過去WLAN的安全方案僅僅依賴在網卡上設置WEP、SSID，一方面是管理上不方便，另外一旦網卡丟失，也會帶來新的安全隱患。
Seclarity端到端VPN設備
■
關鍵特性
集中的安全策略設定，提供PC到PC的端到端安全通信能力，利用網卡硬體提供安全通信特性。用戶需要安裝新的硬體設備。
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應用領域
對區域網、廣域網安全有高要求的用戶。
3. 無線網路安全技術國家工程實驗室的簡介
無線網路安全技術國家工程實驗室依託西安電子科技大學捷通公司組建。2008年獲批西安市無線網路安全技術工程實驗室。三年來，通過不斷的技術創新，攻關無線網路通信核心技術，完善無線網路安全通信技術標准體系，成為我國無線網路通信領域協議標準的制定者和領頭羊。2011年該工程實驗室由西安市發改委上報國家發改委，申請升級為國家工程實驗室。
2011年12月，國家發展和改革委員會辦公廳下發文件《國家發展改革委辦公廳關於無線網路安全技術國家工程實驗室項目的復函》（發改辦高技[2011]3167號），原則同意無線網路安全技術國家工程實驗室的資金申請報告，並下達了建設任務和建設目標。該項目在現有研發和試驗條件基礎上，建設無線網路安全協議測試技術開發中心、密碼工程化驗證中心、技術驗證與產品開發中心、產業協作推進中心及無線網路安全電子政務應用驗證中心、無線網路安全智能電網應用驗證中心。建設地點為陝西省西安市。
該工程實驗室主要圍繞無線網路安全產業發展的市場要求，建設相關產業研發和驗證平台，開展無線網路安全基礎技術、無線網路安全協議、無線網路系統安全等技術方面的研究，以及技術驗證和產業化工作，完善相關技術標准，培養專業人才。工程實驗室建成後，將有助於提高我國無線網路安全領域的自主創新能力和核心競爭力。
4. ielab網路實驗室 MUX VLAN 、 埠隔離 、 埠安全簡述
MUX VLAN
(Multiplex VLAN )提供了一種通過VLAN進行網路資源控制的機制。通過MUX VLAN提供的二層流量隔離的機制可以實現企業內部員工之間互相通信，而企業外來訪客之間的互訪是隔離的。
為了實現報文之間的二層隔離，用戶可以將不同的埠加入不同的VLAN，但這樣會浪費有限的VLAN資源。採用埠隔離功能，可以實現同-VLAN內埠之間的隔離。
在安全性要求較高的網路中，交換機可以開啟埠安全功能，禁止非法MAC地址設備接入網路；當學習到的MAC地址數量達到上限後不再學習新的MAC地址，只到MAC地址的設備通信。
1、MUX VLAN：
對於企業來說。希望企業內部員工之間可以互相訪問，而企業外來訪客之間是隔離的，可通過配置每個訪客使用不同的VLAN來實現。但如果企業擁有大量的外來訪客員工，此時不但需要耗費大量的VLAN ID，還增加了網路維護的難度。MUX VLAN提供的二層流量隔離的機制可以實現企業內部員工之間互相通信，而企業外來訪客之間的互訪是隔離的。
MUX VLAN分為主VLAN和從VLAN，從VLAN又分為隔離型從VLAN和互通型從VLAN。
主VLAN（Principal VLAN）：Principal port可以和MUX VLAN內的所有介面進行通信。
隔離型從VLAN（Separate VLAN）：Separate port只能和Principal port進行通信，和其他類型的介面實現完全隔離。
每個隔離型從VLAN必須綁定一個主VLAN。
互通型從VLAN（Group VLAN）：Group port可以和Principal port進行通信，在同一組內的介面也可互相通信，但不能和其他組介面或Separate port通信。每個互通型從VLAN必須綁定一個主VLAN。
2、埠隔離
埠隔離分為二層隔離三層互通和二層三層都隔離兩種模式：
如果用戶希望隔離同一VLAN內的廣播報文，但是不同埠下的用戶還可以進行三層通信，則可以將隔離模式設置為二層隔離三層互通；
如果用戶希望同一vlan不同埠下用戶徹底無法通信，則可以將隔離模式配置為二層三層均隔離。
埠隔離技術也有缺點，一是計算機之間共享不能實現；二是隔離只能在一台交換機上實現，不能在堆疊交換機之間實現，如果是堆疊環境，只能改成交換機之間 級連 。
[if !supportLists]3、[endif]埠安全
如果說網路中存在非法用戶時，可以使用埠安全技術保證網路的安全。一般使用在如下場景：①應用在介面層設備：通過配置埠安全可以防止仿冒用戶從其他埠攻擊；②應用在匯聚層設備，通過配置埠安全可以控制接入用戶的數量。
埠安全（Port Security），從基本原理上講，Port Security特性會通過 MAC地址表 記錄連接到 交換機 埠的 乙太網 MAC地址 ，並只允許某個MAC地址通過本埠通信。其他MAC地址發送的數據包通過此埠時，埠安全特性會阻止它。使用埠安全特性可以防止未經允許的設備訪問網路，並增強安全性。另外，埠安全特性也可用於防止MAC地址 泛洪 造成MAC地址表填滿。
埠安全的類型：
埠安全( Port Security )通過將介面學習到的動態MAC地址轉換為安全MAC地址(包括安全動態MAC、安全靜態MAC和Sticky MAC )阻止非法用戶通過本介面和交換機通信，從而增強設備的安全性。
1、介面使能埠安全功能時，介面上之前學習到的動態MAC地址表項將被刪除，之後學習到的MAC地址將變為安全動態MAC地址。
2、介面使能Sticky MAC功能時，介面上的安全動態MAC地址表項將轉化為StickyMAC地址，之後學習到的MAC地址也變為Sticky MAC地址。
3、介面去使能埠安全功能時，介面上的安全動態MAC地址將被刪除，重新學習動態MAC地址。
4、介面去使能Sticky MAC功能時，介面上的Sticky MAC地址會轉換為安全動態MAC地址。
超過安全MAC地址限制後得到的動作：
介面上安全MAC地址數達到限制後，如果收到源MAC地址不存在的報文，埠安全則認為有非法用戶攻擊，就會根據配置的動作對介面做保護處理。預設情況下，保護動作是restrict。
Restrict：丟棄源MAC地址不存在的報文並上報警。推薦使用該動作。註：設備收到非法MAC地址的報文時，每30s至少警告1次，至多警告2次。
Protect：只丟棄源MAC地址不存在的報文，不上告報警。
Shutdown：介面狀態被置為error-down，並上報告警。 默認情況下，介面關閉後不會自動恢復，只能由管理員手動恢復。
5. 結合實驗課項目及所收集信息，談談如何構建安全網路信息環境，以及如何從技術角度應對各種網路安全威脅
一、引言
微型計算機和區域網的廣泛應用,基於client/server體系結構的分布式系統的出現,I
SDN,寬頻ISDN的興起,ATM技術的實施,衛星通信及全球信息網的建設,根本改變了以往主機
-終端型的網路應用模式;傳統的、基於Mainframe的安全系統結構已不能適用於新的網路環
境,主要原因是:
(1)微型機及LAN的引入,使得網路結構成多樣化,網路拓撲復雜化;
(2)遠地工作站及遠地LAN對Mainframe的多種形式的訪問,使得網路的地理分布擴散化
;
(3)多種通訊協議的各通訊網互連起來,使得網路通信和管理異質化。
構作Micro-LAN-Mainframe網路環境安全體系結構的目標同其它應用環境中信息安全的
目標一致,即:
(1)存儲並處理於計算機和通信系統中的信息的保密性；
(2)存儲並處理於計算機和通信系統中的信息的完整性；
(3)存儲並處理於計算機和通信系統中的信息的可用性；
(4)對信息保密性、完整性、拒絕服務侵害的監查和控制。
對這些安全目標的實現不是絕對的,在安全系統構作中,可因地制宜,進行適合於自身條
件的安全投入,實現相應的安全機制。但有一點是應該明確的,信息安全是國民經濟信息化
必不可少的一環,只有安全的信息才是財富。
對於潛在的財產損失,保險公司通常是按以下公式衡量的:
潛在的財產損失=風險因素×可能的損失
這里打一個比方,將信息系統的安全威脅比作可能的財產損失,將系統固有的脆弱程度
比作潛在的財產損失,於是有:
系統的脆弱程度=處於威脅中的系統構件×安全威脅
此公式雖不能將系統安全性定量化,但可以作為分析信息安全機制的適用性和有效性的
出發點。
對計算機犯罪的統計表明,絕大多數是內部人員所為。由於在大多數Micro-LAN-Mainf
rame系統中,用戶登錄信息、用戶身份證件及其它數據是以明文形式傳輸的,任何人通過連
接到主機的微型機都可秘密地竊取上述信息。圖1給出了我們在這篇文章中進行安全性分析
的網路模型,其安全性攻擊點多達20個。本文以下各部分將詳細討論對此模型的安全威脅及
安全對策。
@@14219700.GIF;圖1.Micro-LAN-Mainframe網路模型@@
二、開放式系統安全概述
1.OSI安全體系結構
1989年2月15日,ISO7498-2標準的頒布,確立了OSI參考模型的信息安全體系結構,它對
構建具體網路環境的信息安全構架有重要的指導意義。其核心內容包括五大類安全服務以
及提供這些服務所需要的八類安全機制。圖2所示的三維安全空間解釋了這一體系結構。
@@14219701.GIF;ISO安全體系結構@@
其中,一種安全服務可以通過某種安全機制單獨提供,也可以通過多種安全機制聯合提
供;一種安全機制可用於提供一種或多種安全服務。
2.美軍的國防信息系統安全計劃DISSP
DISSP是美軍迄今為止最龐大的信息系統安全計劃。它將為美國防部所有的網路(話音
、數據、圖形和視頻圖象、戰略和戰術)提供一個統一的、完全綜合的多級安全策略和結構
,並負責管理該策略和結構的實現。圖3所示的DISSP安全框架三維模型,全面描述了信息系
統的安全需求和結構。第一維由九類主要的安全特性外加兩類操作特性組成,第二維是系統
組成部件,它涉及與安全需求有關的信息系統部件,並提供一種把安全特性映射到系統部件
的簡化手段;第三維是OSI協議層外加擴展的兩層,OSI模型是面向通信的,增加兩層是為了適
應信息處理。
@@14219702.GIF;DISSP安全框架雛形@@
3.通信系統的安全策略
1節和2節較全面地描述了信息系統的安全需求和結構,具有相當的操作指導意義。但僅
有這些,對於構作一個應用於某組織的、具體的網路應用環境的安全框架或安全系統還是不
夠的。
目前,計算機廠商在開發適用於企業范圍信息安全的有效策略方面並沒有走在前面,這
就意味著用戶必須利用現有的控制技術開發並維護一個具有足夠安全級別的分布式安全系
統。一個安全系統的構作涉及的因素很多,是一個龐大的系統工程。一個明晰的安全策略必
不可少,它的指導原則如下:
·對安全暴露點實施訪問控制；
·保證非法操作對網路的數據完整性和可用性無法侵害；
·提供適當等級的、對傳送數據的身份鑒別和完整性維護；
·確保硬體和線路的聯接點的物理安全；
·對網路設備實施訪問控制；
·控制對網路的配置；
·保持對網路設施的控制權；
·提供有準備的業務恢復。
一個通信系統的安全策略應主要包括以下幾個方面的內容:
總綱；
適用領域界定；
安全威脅分析；
企業敏感信息界定；
安全管理、責任落實、職責分明；
安全控制基線；
網路操作系統；
信息安全:包括用戶身份識別和認證、文件伺服器控制、審計跟蹤和安全侵害報告、數
據完整性及計算機病毒；
網路安全:包括通信控制、系統狀態控制、撥號呼叫訪問控制；
災難恢復。
三、LAN安全
1.LAN安全威脅
1)LAN環境因素造成的安全威脅
LAN環境因素,主要是指LAN用戶缺乏安全操作常識;LAN提供商的安全允諾不能全部兌現
。
2)LAN自身成員面臨的安全威脅
LAN的每一組成部件都需要保護,包括伺服器、工作站、工作站與LAN的聯接部件、LAN
與LAN及外部世界的聯接部件、線路及線路接續區等。
3)LAN運行時面臨的安全威脅
(1)通信線路上的電磁信號輻射
(2)對通信介質的攻擊,包括被動方式攻擊(搭線竊聽)和主動方式攻擊(無線電仿冒)
(3)通過聯接上網一個未經授權的工作站而進行的網路攻擊。攻擊的方式可能有：竊聽
網上登錄信息和數據;監視LAN上流量及與遠程主機的會話,截獲合法用戶log off指令,繼續
與主機會話;冒充一個主機LOC ON,從而竊取其他用戶的ID和口令。
(4)在合法工作站上進行非法使用,如竊取其他用戶的ID、口令或數據
(5)LAN與其他網路聯接時,即使各成員網原能安全運行,聯網之後,也可能發生互相侵害
的後果。
(6)網路病毒
4)工作站引發的安全威脅
(1)TSR和通信軟體的濫用:在分布式應用中,用戶一般在本地微機及主機擁有自己的數
據。將微機作為工作站,LAN或主機系統繼承了其不安全性。TSR是用戶事先載入,由規定事
件激活的程序。一個截獲屏幕的TSR可用於竊取主機上的用戶信息。這樣的TSR還有許多。
某些通信軟體將用戶鍵入字元序列存為一個宏,以利於實現對主機的自動LOGON,這也是很危
險的。
(2)LAN診斷工具的濫用:LAN診斷工具本用於排除LAN故障,通過分析網上數據包來確定
線路雜訊。由於LAN不對通信鏈路加密,故LAN診斷工具可用於竊取用戶登錄信息。
(3)病毒與微機通信:例如Jerusalem-B病毒可使一個由幾千台運行3270模擬程序的微機
組成的網路癱瘓。
2 LAN安全措施
1)通信安全措施
(1)對抗電磁信號偵聽:電纜加屏蔽層或用金屬管道,使較常規電纜難以搭線竊聽;使用
光纖消除電磁輻射;對敏感區域(如電話室、PBX所在地、伺服器所在地)進行物理保護。
(2)對抗非法工作站的接入:最有效的方法是使用工作站ID,工作站網卡中存有標識自身
的唯一ID號,LAN操作系統在用戶登錄時能自動識別並進行認證。
(3)對抗對合法工作站的非法訪問:主要通過訪問控制機制,這種機制可以邏輯實現或物
理實現。
(4)對通信數據進行加密,包括鏈路加密和端端加密。
2)LAN安全管理
(1)一般控制原則,如對伺服器訪問只能通過控制台;工作站間不得自行聯接;同一時刻
,一個用戶只能登錄一台工作站;禁止使用網上流量監視器;工作站自動掛起;會話清除;鍵盤
封鎖;交易跟蹤等。
(2)訪問控制,如文件應受保護,文件應有多級訪問權力;SERVER要求用戶識別及認證等
。
(3)口令控制,規定最大長度和最小長度;字元多樣化;建立及維護一個軟字型檔,鑒別弱口
令字;經常更換口令等。
(4)數據加密:敏感信息應加密
(5)審計日誌:應記錄不成功的LOGIN企圖,未授權的訪問或操作企圖,網路掛起,脫離聯
接及其他規定的動作。應具備自動審計日誌檢查功能。審計文件應加密等。
(6)磁碟利用:公用目錄應只讀,並限制訪問。
(7)數據備份:是LAN可用性的保證;
(8)物理安全:如限制通信訪問的用戶、數據、傳輸類型、日期和時間;通信線路上的數
據加密等。
四、PC工作站的安全
這里,以荷蘭NMB銀行的PC安全工作站為例,予以說明。在該系統中,PC機作為IBM SNA主
機系統的工作站。
1.PC機的安全局限
(1)用戶易於攜帶、易於訪問、易於更改其設置。
(2)MS-DOS或PC-DOS無訪問控制功能
(3)硬體易受侵害;軟體也易於攜帶、拷貝、注入、運行及損害。
2.PC安全工作站的目標
(1)保護硬體以對抗未授權的訪問、非法篡改、破壞和竊取；
(2)保護軟體和數據以對抗:未授權的訪問、非法篡改、破壞和竊取、病毒侵害；
(3)網路通信和主機軟硬體也應類似地予以保護；
3.安全型PC工作站的設計
(1)PC硬體的物理安全:一個的可行的方法是限制對PC的物理訪問。在PC機的後面加一
個盒子,只有打開這個盒子才能建立所需要的聯接。
(2)軟體安全:Eracon PC加密卡提供透明的磁碟訪問;此卡提供了4K位元組的CMOS存儲用
於存儲密鑰資料和進行密鑰管理。其中一半的存儲區對PC匯流排是只可寫的,只有通過卡上數
據加密處理的密鑰輸入口才可讀出。此卡同時提供了兩個通信信道,其中一個支持同步通信
。具體的安全設計細節還有:
A、使用Clipcards提供的訪問權授予和KEY存儲(為離線應用而設)、Clipcards讀寫器
接於加密卡的非同步口。
B、對硬碟上全部數據加密,對不同性質的文件區分使用密鑰。
C、用戶LOGON時,強制進入與主機的安全監控器對話,以對該用戶進行身份驗證和權力
賦予;磁碟工作密鑰從主機傳送過來或從Clipcards上讀取(OFFLINE);此LOGON外殼控制應用
環境和密鑰交換。
D、SNA3270模擬器:利用Eracon加密卡實現與VTAM加解密設備功能一致的對數據幀的加
密。
E、主機安全監控器(SECCON):如果可能,將通過3270模擬器實現與PC安全監控程序的不
間斷的會話;監控器之間的一套消息協議用於完成對系統的維護。
五、分布式工作站的安全
分布式系統的工作站較一般意義上的網路工作站功能更加全面,它不僅可以通過與網上
伺服器及其他分布式工作站的通信以實現信息共享,而且其自身往往具備較強的數據存儲和
處理能力。基於Client/Server體系結構的分布式系統的安全有其特殊性,表現如下:
(1)較主機系統而言,跨區域網和廣域網,聯接區域不斷擴展的工作站環境更易受到侵害
;
(2)由於工作站是分布式的;往往分布於不同建築、不同地區、甚至不同國家,使安全管
理變得更加復雜;
(3)工作站也是計算機犯罪的有力工具,由於它分布廣泛,安全威脅無處不在;
(4)工作站環境往往與Internet及其他半公開的數據網互聯,因而易受到更廣泛的網路
攻擊。
可見,分布式工作站環境的安全依賴於工作站和與之相聯的網路的安全。它的安全系統
應不劣於主機系統,即包括用戶的身份識別和認證;適當的訪問控制;強健的審計機制等。除
此之外,分布式工作站環境還有其自身的特殊安全問題,如對網路伺服器的認證,確保通信中
數據的保密性和完整性等。這些問題將在後面討論。
六、通信中的信息安全
通過以上幾部分的討論,我們已將圖1所示的網路組件(包括LAN、網路工作站、分布式
工作站、主機系統)逐一進行了剖析。下面,我們將就它們之間的聯接安全進行討論。
1.加密技術
結合OSI七層協議模型,不難理解加密機制是怎樣用於網路的不同層次的。
(1)鏈路加密:作用於OSI數據模型的數據鏈路層,信息在每一條物理鏈路上進行加密和
解密。它的優點是獨立於提供商,能保護網上控制信息;缺點是浪費設備,降低傳輸效率。
(2)端端加密:作用於OSI數據模型的第4到7層。其優點是花費少,效率高;缺點是依賴於
網路協議,安全性不是很高。
(3)應用加密:作用於OSI數據模型的第7層,獨立於網路協議;其致命缺點是加密演算法和
密鑰駐留於應用層,易於失密。
2.撥號呼叫訪問的安全
撥號呼叫安全設備主要有兩類,open-ended設備和two-ended設備,前者只需要一台設備
,後者要求在線路兩端各加一台。
(1)open-ended設備:主要有兩類,埠保護設備(PPDs)和安全數據機。PPDs是處於
主機埠和撥號線路之間的前端通信處理器。其目的是隱去主機的身份,在將用戶請求送至
主機自身的訪問控制機制前,對該用戶進行預認證。一些PPDs具有回叫功能,大部分PPDs提
供某種形式的攻擊示警。安全數據機主要是回叫型的,大多數有內嵌口令,用戶呼叫調
制解調器並且輸入口令,數據機驗證口令並拆線。數據機根據用戶口令查到相應電
話號碼,然後按此號碼回叫用戶。
(2)two-ended設備:包括口令令牌、終端認證設備、鏈路加密設備和消息認證設備。口
令令牌日益受到大家歡迎,因為它在認證線路另一端的用戶時不需考慮用戶的位置及網路的
聯接類型。它比安全數據機更加安全,因為它允許用戶移動,並且禁止前向呼叫。
口令令牌由兩部分組成,運行於主機上與主機操作系統和大多數常用訪問控制軟體包接
口的軟體,及類似於一個接卡箱運算器的硬體設備。此軟體和硬體實現相同的密碼演算法。當
一個用戶登錄時,主機產生一個隨機數給用戶,用戶將該隨機數加密後將結果返回給主機;與
此同時,運行於主機上的軟體也作同樣的加密運算。主機將這兩個結果進行對比,如果一致
,則准予登錄。
終端認證設備是指將各個終端唯一編碼,以利於主機識別的軟體及硬體系統。只有帶有
正確的網路介面卡(NIC)標識符的設備才允許登錄。
鏈路加密設備提供用於指導線路的最高程度的安全保障。此類系統中,加密盒置於線路
的兩端,這樣可確保傳送數據的可信性和完整性。唯一的加密密鑰可用於終端認證。
消息認證設備用於保證傳送消息的完整性。它們通常用於EFT等更加註重消息不被更改
的應用領域。一般採用基於DES的加密演算法產生MAC碼。
七、安全通信的控制
在第六部分中,我們就通信中採取的具體安全技術進行了較為詳細的討論。但很少涉及
安全通信的控制問題,如網路監控、安全審計、災難恢復、密鑰管理等。這里,我們將詳細
討論Micro-LAN-Mainframe網路環境中的用戶身份認證、伺服器認證及密鑰管理技術。這三
個方面是緊密結合在一起的。
1.基於Smartcards的用戶認證技術
用戶身份認證是網路安全的一個重要方面,傳統的基於口令的用戶認證是十分脆弱的。
Smartcards是一類一話一密的認證工具,它的實現基於令牌技術。其基本思想是擁有兩個一
致的、基於時間的加密演算法,且這兩個加密演算法是同步的。當用戶登錄時,Smartcards和遠
端系統同時對用戶鍵入的某一個系統提示的數進行運算(這個數時刻變化),如果兩邊運行結
果相同,則證明用戶是合法的。
在這一基本的Smartcards之上,還有一些變種,其實現原理是類似的。
2.kerboros用戶認證及保密通信方案
對於分布式系統而言,使用Smartcards,就需要為每一個遠地系統准備一個Smartcard,
這是十分繁瑣的,MIT設計與開發的kerboros用戶認證及保密通信方案實現了對用戶的透明
,和對用戶正在訪問的網路類型的免疫。它同時還可用於節點間的保密通信及數據完整性的
校驗。kerboros的核心是可信賴的第三方,即認證服務中心,它擁有每一個網路用戶的數據
加密密鑰,需要用戶認證的網路服務經服務中心注冊,且每一個此類服務持有與服務中心通
信的密鑰。
對一個用戶的認證分兩步進行,第一步,kerboros認證工作站上的某用戶;第二步,當該
用戶要訪問遠地系統伺服器時,kerboros起一個中介人的作用。
當用戶首次登錄時,工作站向伺服器發一個請求,使用的密鑰依據用戶口令產生。服務
中心在驗明用戶身份後,產生一個ticket,所使用的密鑰只適合於該ticket-granting服務。
此ticket包含用戶名、用戶IP地址、ticket-granting服務、當前時間、一個隨機產生的密
鑰等;服務中心然後將此ticket、會話密鑰用用戶密鑰加密後傳送給用戶;用戶將ticket解
密後,取出會話密鑰。當用戶想聯接某網路伺服器時,它首先向服務中心發一個請求,該請求
由兩部分組成,用戶先前收到的ticket和用戶的身份、IP地址、聯接伺服器名及一個時間值
,此信息用第一次傳回的會話密鑰加密。服務中心對ticket解密後,使用其中的會話密鑰對
用戶請求信息解密。然後,服務中心向該用戶提供一個可與它相聯接的伺服器通信的會話密
鑰及一個ticket,該ticket用於與伺服器通信。
kerboros方案基於私鑰體制,認證服務中心可能成為網路瓶頸,同時認證過程及密鑰管
理都十分復雜。
3.基於公鑰體制的用戶認證及保密通信方案
在ISO11568銀行業密鑰管理國際標准中,提出了一種基於公鑰體制,依託密鑰管理中心
而實現的密鑰管理方案。該方案中,通信雙方的會話密鑰的傳遞由密鑰管理中心完成,通信
雙方的身份由中心予以公證。這樣就造成了密鑰管理中心的超負荷運轉,使之成為網上瓶頸
,同時也有利於攻擊者利用流量分析確定網路所在地。
一個改進的方案是基於公鑰體制,依託密鑰認證中心而實現的密鑰管理方案。該方案中
,通信雙方會話密鑰的形成由雙方通過交換密鑰資料而自動完成,無須中心起中介作用,這樣
就減輕了中心的負擔,提高了效率。由於篇幅所限,這里不再展開討論。
八、結論
計算機網路技術的迅速發展要求相應的網路安全保障,一個信息系統安全體系結構的確
立有助於安全型信息系統的建設,一個具體的安全系統的建設是一項系統工程,一個明晰的
安全策略對於安全系統的建設至關重要,Micro-LAN-Mainframe網路環境的信息安全是相對
的,但其豐富的安全技術內涵是值得我們學習和借鑒的。