省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心安全運(yùn)維技術(shù)體系建設(shè)研究

鄭廈君

摘 要：利用云計(jì)算技術(shù)，省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)資源的虛擬化和服務(wù)化，同時(shí)教育數(shù)據(jù)中心的安全威脅和防護(hù)要求也產(chǎn)生了新的變化。本文依據(jù)安全等級(jí)保護(hù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合數(shù)據(jù)中心承載的教育應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)和實(shí)際需求，采用分區(qū)分域、重點(diǎn)保護(hù)的原則，構(gòu)建省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心安全運(yùn)維技術(shù)體系，提升虛擬化環(huán)境下數(shù)據(jù)中心的抗攻擊能力。

關(guān)鍵詞：教育數(shù)據(jù)中心；安全運(yùn)維；技術(shù)體系

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-8454（2016）19-0005-06

一、省級(jí)數(shù)據(jù)中心的整體架構(gòu)

近年來(lái)，福建省教育管理信息中心從更高層次上將過(guò)去以單位建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的傳統(tǒng)信息系統(tǒng)整合成以省級(jí)為單位的數(shù)據(jù)中心，形成資源共享、互聯(lián)互通、服務(wù)整合的有機(jī)整體，省級(jí)數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)虛擬化和動(dòng)態(tài)管理，為本省提供教育管理信息系統(tǒng)運(yùn)行的云服務(wù)平臺(tái)，承載和滿足國(guó)家教育管理公共服務(wù)平臺(tái)在省級(jí)教育行政部門的部署和運(yùn)行，集成和支撐省本級(jí)各類教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和各類教育管理信息系統(tǒng)，服務(wù)于所轄區(qū)域內(nèi)教育行政部門和學(xué)校的信息化管理業(yè)務(wù)應(yīng)用。

整體設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。

隨著教育管理信息系統(tǒng)的建成，各級(jí)各類教育部門對(duì)信息系統(tǒng)的依賴程度將會(huì)越來(lái)越高，逐步形成覆蓋各級(jí)各類教育的學(xué)生、教師和學(xué)校及資產(chǎn)等方面的海量信息，這對(duì)維持教育管理信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保障教育管理信息安全提出了更高的要求

二、省級(jí)數(shù)據(jù)中心安全防護(hù)的變化

利用云計(jì)算技術(shù)，省級(jí)數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)資源的虛擬化和服務(wù)化，同時(shí)數(shù)據(jù)中心的安全威脅和防護(hù)要求也產(chǎn)生了新的變化。云計(jì)算帶來(lái)的一個(gè)最明顯的變化就是計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的邊界發(fā)生了改變，諸多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行在數(shù)據(jù)中心云服務(wù)平臺(tái)上，保障數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)連續(xù)性和進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，任何一個(gè)機(jī)械故障、人為錯(cuò)誤、黑客攻擊、病毒木馬如果得不到有效的控制，就很有可能造成整個(gè)數(shù)據(jù)中心的崩潰。

1.安全防護(hù)對(duì)象擴(kuò)大

安全風(fēng)險(xiǎn)并沒(méi)有因?yàn)樘摂M化而消失或規(guī)避。盡管單臺(tái)物理服務(wù)器可以劃分成多臺(tái)虛擬機(jī)使用，但是每臺(tái)虛擬機(jī)上承載的業(yè)務(wù)和服務(wù)和傳統(tǒng)單臺(tái)服務(wù)器承載的基本相同，同樣虛擬機(jī)面臨的安全問(wèn)題跟單臺(tái)物理機(jī)也是基本相同的，如對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的訪問(wèn)安全、不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的安全隔離、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的漏洞攻擊等。

數(shù)據(jù)中心需要防護(hù)的對(duì)象范圍也擴(kuò)大了。安全防護(hù)需要考慮以HyPevsor和vcenter為代表的特殊虛擬化軟件，由于 vcenter等本身所處的特殊位置和在整個(gè)系統(tǒng)中的重要性，如果漏洞沒(méi)能及時(shí)修復(fù)，這必定會(huì)給虛擬化平臺(tái)帶來(lái)一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，一旦攻擊者獲得虛擬化平臺(tái)的管理權(quán)限，將可以隨意訪問(wèn)任意一臺(tái)虛擬機(jī)，服務(wù)器的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也就沒(méi)有任何安全性可言了。

2.威脅擴(kuò)散速度快

在虛擬化環(huán)境中，同一臺(tái)物理服務(wù)器上的不同虛擬機(jī)之間的通訊是基于服務(wù)器內(nèi)部的虛擬交換網(wǎng)絡(luò)解決，相鄰虛擬機(jī)之間的流量交換不通過(guò)外部的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，此時(shí)外部的網(wǎng)絡(luò)安全工具也都無(wú)法監(jiān)測(cè)到物理服務(wù)器內(nèi)部的流量。其中任何一臺(tái)虛擬機(jī)存在安全漏洞被攻擊控制后，攻擊者可通過(guò)這臺(tái)虛擬機(jī)入侵同一臺(tái)服務(wù)器上的其他虛擬機(jī)。

虛擬機(jī)可以根據(jù)實(shí)際需求在不同物理機(jī)之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)遷移，這可能會(huì)讓一些重要的虛擬機(jī)遷移到不安全的物理機(jī)上，或者一些測(cè)試用的虛擬機(jī)與重要的虛擬機(jī)遷移到同一虛擬局域網(wǎng)，從而帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.病毒掃描風(fēng)暴

完成服務(wù)器虛擬化之后，為了保護(hù)虛擬服務(wù)器的安全運(yùn)行，要在每一臺(tái)虛擬機(jī)上安裝防病毒等安全軟件，每臺(tái)虛擬機(jī)因此要消耗相同的CPU、內(nèi)存等硬件資源，常規(guī)防病毒掃描和病毒碼更新等也需要占用大量資源，這樣隨著虛擬機(jī)數(shù)量的增加，后端存儲(chǔ)的負(fù)荷隨之變大從而影響到系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

虛擬機(jī)的初衷是綠色環(huán)保，低碳節(jié)能，沒(méi)有業(yè)務(wù)運(yùn)行的時(shí)候可以關(guān)閉虛機(jī)，業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)開啟虛機(jī)，但關(guān)閉期間病毒代碼是無(wú)法更新的，如果多臺(tái)虛擬機(jī)同時(shí)開機(jī)更新防病毒軟件的病毒碼，這時(shí)網(wǎng)絡(luò)帶寬也有較大影響。如果所有虛擬機(jī)上的防病毒軟件設(shè)置定期掃描或更新，將會(huì)引起“防病毒風(fēng)暴”，影響服務(wù)器應(yīng)用程序的正常運(yùn)行。

三、省級(jí)數(shù)據(jù)中心安全運(yùn)維技術(shù)體系構(gòu)建

依據(jù)國(guó)家等級(jí)保護(hù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)環(huán)境的安全防護(hù)需求為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)云計(jì)算虛擬化的特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)狀況，同時(shí)參考傳統(tǒng)“進(jìn)不來(lái)，拿不走，看不到，改不了，走不脫”的防御要求，分別從事前監(jiān)控、事中防護(hù)和事后審計(jì)三個(gè)角度進(jìn)行考慮，采用分區(qū)分域、重點(diǎn)保護(hù)的原則，對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)分域防控，對(duì)承載的國(guó)家教育管理公共服務(wù)平臺(tái)、本級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)和重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)的安全保障，根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)面臨的實(shí)際安全威脅，采用適當(dāng)?shù)陌踩Ｕ洗胧?，建立覆蓋物理、網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用的整體信息安全防護(hù)技術(shù)支撐環(huán)境，提升數(shù)據(jù)中心的抗攻擊能力，維持國(guó)家教育管理信息系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保障教育管理信息安全。

1.物理層

（1）機(jī)房安全

機(jī)房是數(shù)據(jù)中心重要的基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備等是數(shù)據(jù)中心機(jī)房的核心設(shè)備。這些設(shè)備運(yùn)行所需要的環(huán)境因素，如供電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、機(jī)房與監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心機(jī)房重要的物理基礎(chǔ)設(shè)施。福建省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心前身是省教育廳信息中心機(jī)房，由服務(wù)器機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、控制室、配電機(jī)房四部分組成，現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心使用面積達(dá)115平方米，安裝了機(jī)房智能、供配電、通風(fēng)，環(huán)境監(jiān)測(cè)、防雷接地、門禁等子系統(tǒng)，滿足機(jī)房建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，符合信息安全等級(jí)保護(hù)三級(jí)的合規(guī)要求。

（2）資產(chǎn)管理

數(shù)據(jù)中心管理關(guān)鍵在于立足全局，明了擁有的資源，知曉設(shè)備放置在哪里，它們是如何連接到一起的。準(zhǔn)確的資產(chǎn)數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)中心日常運(yùn)維的基礎(chǔ)之一，隨著數(shù)據(jù)中心的設(shè)備數(shù)據(jù)增加，資產(chǎn)信息的準(zhǔn)確性顯得更加重要。對(duì)已有的虛擬機(jī)、物理設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)記，例如業(yè)務(wù)IP、管理地址、外網(wǎng)映射、對(duì)外開放端口、VPN情況、資源情況、域名、相應(yīng)特殊策略及對(duì)系統(tǒng)的簡(jiǎn)短描述。

2.網(wǎng)絡(luò)層

（1）安全區(qū)域的劃分

為保障數(shù)據(jù)中心整體結(jié)構(gòu)安全，將安全區(qū)域劃分作為安全運(yùn)維技術(shù)體系設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成非常龐大，支撐的應(yīng)用系統(tǒng)也非常復(fù)雜，因此采用基于安全域的辦法是非常有效的，結(jié)合數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)環(huán)境及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際情況和特點(diǎn)，以安全保障合理有效為原則，將信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的安全區(qū)域，根據(jù)各個(gè)安全區(qū)域的功能和特點(diǎn)選擇不同的防護(hù)措施。

省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心既承載著國(guó)家教育管理信息系統(tǒng)，又為自建應(yīng)用系統(tǒng)提供運(yùn)營(yíng)支撐。根據(jù)安全等級(jí)保護(hù)要求完成安全區(qū)域劃分，分別設(shè)置外網(wǎng)接入?yún)^(qū)、骨干網(wǎng)絡(luò)區(qū)、前置服務(wù)區(qū)、應(yīng)用服務(wù)區(qū)、數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)及運(yùn)維區(qū)等，同時(shí)在應(yīng)用服務(wù)區(qū)里根據(jù)應(yīng)用對(duì)象劃分了教育部系統(tǒng)區(qū)、廳主要應(yīng)用區(qū)、其他應(yīng)用區(qū)，結(jié)合各個(gè)安全區(qū)域的業(yè)務(wù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)保護(hù)措施和安全策略，這大大提升了安全防護(hù)的有效性，也體現(xiàn)出重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)防范的建設(shè)原則。

（2）外網(wǎng)接入?yún)^(qū)

主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)出口及出口的安全管理、帶寬管理、負(fù)載均衡控制。根據(jù)外網(wǎng)接入?yún)^(qū)的特點(diǎn)分析和需求分析，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行邊界的防護(hù)，以及對(duì)入侵事件的深度檢測(cè)及防護(hù)，抗拒絕服務(wù)攻擊以及流量分析構(gòu)成完善的防護(hù)系統(tǒng)。

A.實(shí)現(xiàn)邊界結(jié)構(gòu)安全。數(shù)據(jù)中心有多條ISP鏈路，包括移動(dòng)、聯(lián)通、電信等。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)邊界部署鏈路負(fù)載均衡設(shè)備避免因ISP鏈路故障帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)可用性風(fēng)險(xiǎn)和解決網(wǎng)絡(luò)帶寬不足帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)問(wèn)題。根據(jù)業(yè)務(wù)的重要次序進(jìn)行帶寬分配優(yōu)先，保證在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁堵的時(shí)候優(yōu)先保護(hù)重要業(yè)務(wù)，保證網(wǎng)絡(luò)各個(gè)部分的帶寬滿足業(yè)務(wù)高峰期需要。

B.實(shí)現(xiàn)邊界訪問(wèn)控制。在互聯(lián)網(wǎng)邊界部署邊界萬(wàn)兆防火墻，一方面滿足數(shù)據(jù)中心萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需求；另一方面滿足互聯(lián)網(wǎng)邊界移動(dòng)、電信、聯(lián)通等線路接入以及對(duì)流經(jīng)防火墻的數(shù)據(jù)包提供明確的拒絕或允許通過(guò)的能力、提供細(xì)粒度的訪問(wèn)控制，并滿足網(wǎng)絡(luò)層面抗攻擊能力。防火墻詳細(xì)記錄了轉(zhuǎn)發(fā)的訪問(wèn)數(shù)據(jù)包，便于管理人員進(jìn)行分析。同時(shí)在防火墻配置會(huì)話監(jiān)控策略，當(dāng)會(huì)話處于非活躍一定時(shí)間或會(huì)話結(jié)束后，防火墻自動(dòng)將會(huì)話丟棄，訪問(wèn)來(lái)源必須重新建立會(huì)話才能繼續(xù)訪問(wèn)資源。

C.實(shí)現(xiàn)邊界惡意代碼防范。在互聯(lián)網(wǎng)邊界部署防病毒網(wǎng)關(guān)，采用透明接入方式，在最接近病毒發(fā)生源安全邊界處進(jìn)行集中防護(hù)，對(duì)夾雜在網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)中的各類網(wǎng)絡(luò)病毒進(jìn)行過(guò)濾，對(duì)網(wǎng)絡(luò)病毒、蠕蟲、混合攻擊、端口掃描等各種廣義病毒進(jìn)行全面的攔截。截?cái)嗔瞬《就ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播的途徑，凈化了網(wǎng)絡(luò)流量，滿足三級(jí)等級(jí)保護(hù)中實(shí)現(xiàn)邊界惡意代碼防范的要求。

D.實(shí)現(xiàn)邊界安全審計(jì)。在互聯(lián)網(wǎng)邊界部署上網(wǎng)行為管理系統(tǒng)，滿足為單位內(nèi)部用戶提供內(nèi)網(wǎng)用戶上網(wǎng)行為合規(guī)性檢查，提供用戶上網(wǎng)行為日志記錄，不合規(guī)上網(wǎng)行為阻斷等功能。

（3）骨干網(wǎng)絡(luò)區(qū)

核心交換區(qū)連接數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各個(gè)功能分區(qū)，是整個(gè)運(yùn)行網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的核心，其功能是高速可靠地交換數(shù)據(jù)，需要具備高性能、高可靠。各個(gè)功能分區(qū)匯聚位置采用獨(dú)立的匯聚交換機(jī)去實(shí)現(xiàn)。

A.實(shí)現(xiàn)邊界訪問(wèn)控制。通過(guò)數(shù)據(jù)中心核心交換機(jī)配置防火墻板卡和IPS板卡，為數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供主動(dòng)、實(shí)時(shí)的防護(hù)，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)異常流量，自動(dòng)對(duì)各類攻擊性的流量進(jìn)行實(shí)時(shí)阻斷，增強(qiáng)數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定性、可靠性、安全性。

B.數(shù)據(jù)中心萬(wàn)兆匯聚防火墻具備虛擬防火墻功能，通過(guò)將數(shù)據(jù)中心萬(wàn)兆匯聚防火墻虛擬成應(yīng)用服務(wù)器區(qū)邊界防火墻，為應(yīng)用服務(wù)器區(qū)/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器區(qū)/運(yùn)維管理區(qū)邊界提供細(xì)粒度的訪問(wèn)控制能力，實(shí)現(xiàn)基于源/目的地址、通信協(xié)議、請(qǐng)求的服務(wù)等信息的訪問(wèn)控制，防止終端接入?yún)^(qū)用戶非法訪問(wèn)應(yīng)用服務(wù)器區(qū)的資源，并且利用防火墻的多個(gè)端口，將實(shí)現(xiàn)多個(gè)區(qū)域的有效隔離。

3.平臺(tái)層

云安全技術(shù)多集中在虛擬化安全方面。虛擬化環(huán)境下計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、服務(wù)提供模式等的改變，帶來(lái)了應(yīng)用進(jìn)程間的相互影響更加難以監(jiān)測(cè)和跟蹤，數(shù)據(jù)的隔離與訪問(wèn)控制管理更加復(fù)雜，傳統(tǒng)的分區(qū)域防護(hù)界限模糊，對(duì)使用者身份、權(quán)限和行為的鑒別、控制與審計(jì)變得更為重要等一系列問(wèn)題，對(duì)安全提出了更高的要求。

（1）防火墻

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備無(wú)法查看虛擬機(jī)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通信，因而無(wú)法檢測(cè)或抑制源于同一主機(jī)上的虛擬機(jī)的攻擊。針對(duì)服務(wù)器虛擬化面臨的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)部署與VMware虛擬化環(huán)境底層系統(tǒng)無(wú)縫集成的無(wú)代理安全防護(hù)系統(tǒng)，減少物理和虛擬服務(wù)器的攻擊面。使用雙向狀態(tài)防火墻對(duì)服務(wù)器防火墻策略進(jìn)行集中式管理，阻止拒絕服務(wù)攻擊，實(shí)現(xiàn)針對(duì)虛擬交換機(jī)基于網(wǎng)口的訪問(wèn)控制和虛擬系統(tǒng)之間的區(qū)域邏輯隔離，構(gòu)建虛擬化平臺(tái)的基礎(chǔ)架構(gòu)多層次的綜合防護(hù)。

以透明方式在VMware vSphere虛擬機(jī)上實(shí)施安全策略，按照最小授權(quán)訪問(wèn)的原則，細(xì)化訪問(wèn)控制策略，嚴(yán)格限制訪問(wèn)虛擬機(jī)宿主機(jī)和虛擬機(jī)的訪問(wèn)IP 地址、協(xié)議和端口號(hào)，保障虛擬機(jī)在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的安全。

（2）防惡意軟件

為了確保虛擬化平臺(tái)及虛擬機(jī)的安全運(yùn)行，必須部署必要的安全工具，在虛擬機(jī)上安裝網(wǎng)絡(luò)殺毒軟件和惡意代碼查殺程序，防止虛擬機(jī)遭受病毒及惡意代碼的侵襲，設(shè)置病毒和惡意代碼查殺策略。及時(shí)更新病毒庫(kù)和惡意代碼庫(kù)，保證病毒和惡意代碼及時(shí)被清除。

無(wú)代理安全模式以一臺(tái)物理機(jī)為管理單位，無(wú)需在每個(gè)虛擬機(jī)中部署安全防護(hù)程序，集中一臺(tái)虛擬安全服務(wù)器中部署運(yùn)行，隨時(shí)在線升級(jí)和維護(hù)，分時(shí)掃描各應(yīng)用服務(wù)器虛擬機(jī)，對(duì)虛擬環(huán)境的性能不會(huì)造成顯著影響，從而避免了“防病毒風(fēng)暴”等現(xiàn)象。

（3）補(bǔ)丁程序更新

虛擬化平臺(tái)由于自身設(shè)計(jì)的缺陷，也存在安全隱患。要保證虛擬機(jī)的安全，必須及時(shí)為虛擬機(jī)進(jìn)行漏洞修補(bǔ)和程序升級(jí)。即便如此，仍然存在安全隱患，原因在于虛擬機(jī)系統(tǒng)的補(bǔ)丁可能落后于更新，而且承載不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)可能遲滯不同級(jí)別的補(bǔ)丁和更新。所以當(dāng)其他虛擬機(jī)受到保護(hù)時(shí)，這些還沒(méi)有更新補(bǔ)丁，容易受到安全威脅的機(jī)器就會(huì)影響其他虛擬機(jī)的安全。

4.系統(tǒng)層

安全測(cè)試與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在部署信息系統(tǒng)前，對(duì)承載應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件進(jìn)行安全配置，并在系統(tǒng)正式上線運(yùn)行前進(jìn)行安全測(cè)試與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題整改完成后再行上線，避免應(yīng)用系統(tǒng)帶病運(yùn)行造成后期整改困難。

（1）部署漏洞掃描系統(tǒng)

如果說(shuō)防火墻和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)是被動(dòng)的防御手段，那么安全掃描就是一種主動(dòng)的防范措施，能有效避免黑客攻擊行為，做到防患于未然。采用最新的漏洞掃描與檢測(cè)技術(shù)，包括快速主機(jī)存活掃描技術(shù)、操作系統(tǒng)識(shí)別技術(shù)、智能化端口服務(wù)識(shí)別技術(shù)、黑客模擬攻擊技術(shù)、入侵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)等多種掃描技術(shù)的綜合應(yīng)用，快速、高效、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)安全隱患并在短時(shí)間內(nèi)修復(fù)漏洞，最大限度地降低系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)，消除安全隱患。

（2）服務(wù)器加固系統(tǒng)

操作系統(tǒng)核心加固通過(guò)對(duì)操作系統(tǒng)原有系統(tǒng)管理員的無(wú)限權(quán)力進(jìn)行分散，使其不再具有對(duì)系統(tǒng)自身安全構(gòu)成威脅的能力，實(shí)現(xiàn)文件強(qiáng)制訪問(wèn)控制、注冊(cè)表強(qiáng)制訪問(wèn)控制、進(jìn)程強(qiáng)制訪問(wèn)控制、服務(wù)強(qiáng)制訪問(wèn)控制、三權(quán)分立的管理、管理員登錄的強(qiáng)身份認(rèn)證、文件完整性監(jiān)測(cè)等功能，從而達(dá)到從根本上保障操作系統(tǒng)安全的目的。此外，內(nèi)核加固模塊穩(wěn)定的工作于操作系統(tǒng)下，提升系統(tǒng)的安全等級(jí)，為用戶構(gòu)造一個(gè)更加安全的操作系統(tǒng)平臺(tái)。

5.應(yīng)用層

（1）應(yīng)用服務(wù)區(qū)劃分

應(yīng)用服務(wù)區(qū)主要承載運(yùn)行環(huán)境內(nèi)的應(yīng)用服務(wù)器，包括教育部應(yīng)用的oracle、weblogic等中間件服務(wù)器等。核心區(qū)通過(guò)獨(dú)立的防火墻設(shè)備接入應(yīng)用服務(wù)區(qū)。

根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)承載不同的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)不同的功能，不同的管理模式，不同的應(yīng)用系統(tǒng)劃分為不同的保護(hù)等級(jí)，應(yīng)用服務(wù)區(qū)分為教育部應(yīng)用區(qū)（三級(jí)）、廳主要應(yīng)用區(qū)（三級(jí)）、市縣應(yīng)用區(qū)（二級(jí)）。

（2）前置服務(wù)區(qū)

提供Web服務(wù)的服務(wù)器被放置在前置服務(wù)區(qū)，主要運(yùn)行網(wǎng)站等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。在前置服務(wù)器區(qū)邊界部署Web應(yīng)用防火墻，能夠滿足為前置服務(wù)器區(qū)邊界提供強(qiáng)制訪問(wèn)控制能力以及能夠提供應(yīng)用層針對(duì)網(wǎng)站攻擊防護(hù)能力。事前，Web應(yīng)用防火墻提供Web應(yīng)用漏洞掃描功能，檢測(cè)Web應(yīng)用程序是否存在SQL注入、跨站腳本漏洞。事中，對(duì)黑客入侵行為、SQL注入/跨站腳本等各類Web應(yīng)用攻擊、DDoS攻擊進(jìn)行有效檢測(cè)、阻斷及防護(hù)。事后，針對(duì)當(dāng)前的安全熱點(diǎn)問(wèn)題，網(wǎng)頁(yè)篡改及網(wǎng)頁(yè)掛馬，提供診斷功能，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)網(wǎng)站的公信度。從而更有效地對(duì)廳網(wǎng)站進(jìn)行全面的保護(hù)，有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)部署Web應(yīng)用防火墻彌補(bǔ)防火墻、IPS在應(yīng)用層方面薄弱的防護(hù)能力。

6.數(shù)據(jù)層

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)安全審計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)區(qū)承載了運(yùn)行環(huán)境下核心應(yīng)用系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫(kù)。目前共3套核心Oraclerac集群服務(wù)器。在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器區(qū)接入交換機(jī)旁路部署兩臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)審計(jì)系統(tǒng)，通過(guò)技術(shù)手段并結(jié)合管理制度，能夠確保數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器區(qū)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的信息安全；能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)非法用戶以及黑客對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)錯(cuò)誤操作和非法操作，并進(jìn)行及時(shí)阻斷；能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)查詢和修改等操作進(jìn)行記錄，并能提供事后追溯；能夠檢測(cè)和分析數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)存在的BUG，并能提供相關(guān)報(bào)表信息；對(duì)所有數(shù)據(jù)庫(kù)操作可實(shí)現(xiàn)字段級(jí)的細(xì)粒度審計(jì)，便于數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

（2）數(shù)據(jù)傳輸安全

保障業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的完整性與保密性。一方面，在外網(wǎng)接入?yún)^(qū)邊界部署IPSECVPN實(shí)現(xiàn)在省級(jí)數(shù)據(jù)中心與教育部數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通過(guò)VPN技術(shù)措施進(jìn)行傳輸加密，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信加密安全；另一方面，在前置服務(wù)器區(qū)部署SSLVPN實(shí)現(xiàn)在福建省教育廳數(shù)據(jù)中心服務(wù)器與外部出差、外部辦公人員應(yīng)用終端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通過(guò)SSLVPN技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用埽瑢?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信加密安全。

（3）數(shù)據(jù)容災(zāi)備份

備份是用戶保護(hù)計(jì)算機(jī)中重要數(shù)據(jù)信息的最佳方式。通過(guò)Symantec Netbackup實(shí)現(xiàn)本地統(tǒng)一備份以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制歸檔的功能，并且在本地配備重復(fù)數(shù)據(jù)刪除功能，通過(guò)重刪后的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制歸檔，從而降低數(shù)據(jù)的傳輸大小以及對(duì)傳輸帶寬的要求。實(shí)現(xiàn)省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心的各類結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的本地?cái)?shù)據(jù)備份，制定備份策略，備份服務(wù)器將自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的增量備份與全備份操作；實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的異地歸檔備份數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)，能夠在數(shù)據(jù)中心生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及其備份數(shù)據(jù)均產(chǎn)生問(wèn)題時(shí)，通過(guò)容災(zāi)機(jī)房實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程歸檔備份的數(shù)據(jù)還原操作；實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵系統(tǒng)的獨(dú)立部署以及本地?cái)?shù)據(jù)備份，大大提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性。

7.運(yùn)維層

（1）安全運(yùn)維管理平臺(tái)

安全運(yùn)維管理平臺(tái)的主要監(jiān)控對(duì)象包括各省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心所轄硬件設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備和服務(wù)器等）和應(yīng)用系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)的功能包括：資產(chǎn)管理、性能監(jiān)控、信息安全告警管理、信息安全事件審計(jì)、信息安全風(fēng)險(xiǎn)管理、工單管理、通告管理及多級(jí)聯(lián)動(dòng)等主要功能。

按照教育部安全運(yùn)維管理平臺(tái)統(tǒng)一配置規(guī)范、統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)省級(jí)安全運(yùn)維管理平臺(tái)，一方面負(fù)責(zé)采集分析省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、服務(wù)器、中間件的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)省級(jí)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)環(huán)境的業(yè)務(wù)可用性集中監(jiān)測(cè)與管理；另一方面收集匯總本級(jí)環(huán)境中的安全事件并進(jìn)一步通過(guò)關(guān)聯(lián)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)部署在本級(jí)的國(guó)家教育管理信息系統(tǒng)的整體安全運(yùn)行態(tài)勢(shì)進(jìn)行集中監(jiān)控、分析與管理。最終省級(jí)安全運(yùn)維管理平臺(tái)通過(guò)IPSecVPN構(gòu)建的數(shù)據(jù)加密傳輸通道上報(bào)業(yè)務(wù)可用性運(yùn)行狀態(tài)、重大信息安全風(fēng)險(xiǎn)、重要信息安全事件及信息安全審計(jì)分析報(bào)告等數(shù)據(jù)信息至中央級(jí)安全運(yùn)維管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)教育信安全事件的集中監(jiān)測(cè)、上報(bào)與響應(yīng)。

（2）應(yīng)用安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警平臺(tái)

應(yīng)用安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警平臺(tái)以應(yīng)用系統(tǒng)為對(duì)象，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行漏洞監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)掛馬監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵字監(jiān)測(cè)、可用性監(jiān)測(cè)、事后篡改監(jiān)測(cè)、安全告警與安全勢(shì)態(tài)跟蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的可用性、脆弱性和內(nèi)容安全性進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警。

統(tǒng)一部署的應(yīng)用安全監(jiān)測(cè)預(yù)警管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)部署于數(shù)據(jù)中心的國(guó)家教育管理信息系統(tǒng)及自建系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用安全監(jiān)測(cè)與管理；并通過(guò)本平臺(tái)上報(bào)國(guó)家教育管理信息系統(tǒng)的重大安全風(fēng)險(xiǎn)、重要安全事件及應(yīng)用系統(tǒng)安全審計(jì)分析報(bào)告等數(shù)據(jù)信息。

（3）安全運(yùn)維審計(jì)

在運(yùn)維管理區(qū)部署運(yùn)維審計(jì)系統(tǒng)，邏輯上將人與目標(biāo)設(shè)備分離，建立“人-〉主賬號(hào)（堡壘機(jī)用戶賬號(hào)）-〉授權(quán)—>從賬號(hào)（目標(biāo)設(shè)備賬號(hào)）的模式；在這種模式下，基于唯一身份標(biāo)識(shí)，通過(guò)集中管控安全策略的賬號(hào)管理、授權(quán)管理和審計(jì)，建立針對(duì)維護(hù)人員的“主賬號(hào)-〉登錄—〉訪問(wèn)操作-〉退出”的全過(guò)程完整審計(jì)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種運(yùn)維加密/非加密、圖形操作協(xié)議的命令級(jí)審計(jì)。通過(guò)細(xì)粒度的安全管控策略，保證服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)、安全設(shè)備等安全可靠運(yùn)行，降低人為安全風(fēng)險(xiǎn)，避免安全損失。堡壘機(jī)不僅能記錄操作痕跡，還能回放記錄，追溯責(zé)任，定位問(wèn)題，運(yùn)維審計(jì)結(jié)果能以各種報(bào)表形式展現(xiàn)，滿足不同人員的需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

安全運(yùn)維是確保信息系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要環(huán)節(jié)，也是信息系統(tǒng)生命周期中的一個(gè)長(zhǎng)期工作。省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心安全運(yùn)維技術(shù)保障體系依托統(tǒng)一身份認(rèn)證管理平臺(tái)，通過(guò)分級(jí)和分域進(jìn)行安全管理與保障，實(shí)現(xiàn)各個(gè)分域子網(wǎng)安全，實(shí)現(xiàn)基于安全域的安全互聯(lián)、接入控制與邊界安全防護(hù)，構(gòu)建安全管理中心，提供安全管理、安全監(jiān)控、安全審計(jì)、容災(zāi)備份、應(yīng)急響應(yīng)等安全服務(wù)手段，保證數(shù)據(jù)中心計(jì)算環(huán)境安全，保證承載的國(guó)家教育管理公共服務(wù)平臺(tái)和本級(jí)各類教育管理信息系統(tǒng)的運(yùn)行，最終形成“安全開放、等級(jí)保護(hù)、按需防御”的等級(jí)化安全保障體系，服務(wù)于所轄區(qū)域內(nèi)教育行政部門和學(xué)校的信息化管理業(yè)務(wù)應(yīng)用。

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（編輯：王曉明）