探討計算機網(wǎng)絡安全問題

王曉峰

針對計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)存在的安全性問題，本文從網(wǎng)絡安全的重要性、理論基礎、具備功能以及解決措施等方面提出一些見解，并且進行了詳細闡述，以使廣大用戶在計算機網(wǎng)絡方面增強安全防范意識。

1、引言

"千里之提，潰于蟻穴"。配置再完善的防火墻、功能 再強大的入侵檢測系統(tǒng)、結構再復雜的系統(tǒng)密碼也擋不住內(nèi)部人員從網(wǎng)管背后的一瞥。"微軟被黑案"的事例證明，當前企業(yè)網(wǎng)絡最大的安全漏洞來自內(nèi)部管理的不嚴密。因此網(wǎng)絡安全，重在管理。那么如何管理呢？隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，網(wǎng)絡的安全性和可靠性已成為不同使用層次的用戶共同關心的問題。人們都希望自己的網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠更加可靠地運行，不受外來入侵者干擾和破壞。所以解決好網(wǎng)絡的安全性和可靠性問題，是保證網(wǎng)絡正常運行的前提和保障。

2、 網(wǎng)絡安全的重要性

信息科技的迅速發(fā)展，Internet已成為全球重要的信息傳播工具。據(jù)不完全統(tǒng)計，Internet現(xiàn)在遍及186個國家，容納近60萬個網(wǎng)絡，提供了包括600個大型聯(lián)網(wǎng)圖書館，400個聯(lián)網(wǎng)的學術文獻庫，2000種網(wǎng)上雜志，900種網(wǎng)上新聞報紙，50多萬個Web網(wǎng)站在內(nèi)的多種服務，總共近100萬個信息源為世界各地的網(wǎng)民提供大量信息資源交流和共享的空間。 作為一種戰(zhàn)略資源，信息的應用也從原來的軍事、科技、文化和商業(yè)滲透到當今社會的各個領域，在社會生產(chǎn)、生活中的作用日益顯著。傳播、共享和自增殖是信息的固有屬性，與此同時，又要求信息的傳播是可控的，共享是授權的，增殖是確認的。因此在任何情況下，信息的安全和可靠必須是保證的。Internet是一種開放和標準的面向所有用戶的技術，其資源通過網(wǎng)絡共享。資源共享和信息安全是一對矛盾. 自Internet問世以來，資源共享和信息安全一直作為一對矛盾體而存在著，計算機網(wǎng)絡資源共享的進一步加強隨之而來的信息安全問題也日益突出，各種計算機病毒和網(wǎng)上黑客（Hackers）對Internet的攻擊越來越激烈，許多網(wǎng)站遭受破壞的事例不勝枚舉。Internet對于任何一個具有網(wǎng)絡連接和ISP帳號的人都是開放的，事實上它本身被設計成了一個開放的網(wǎng)絡。因此它本身并沒有多少內(nèi)置的能力使信息安全，從一個安全的角度看，Internet 是天生不安全的。然而，商界和個人現(xiàn)在都想在Internet上應用一些安全的原則，在Internet發(fā)明人當初沒有意識到的方式下有效的使用它。對于Internet 用戶一個新的挑戰(zhàn)是如何在允許經(jīng)授權的人在使用它的同時保護敏感信息。在信息化飛速發(fā)展的今天，計算機網(wǎng)絡得到了廣泛應用，但隨著網(wǎng)絡之間的信息傳輸量的急劇增長，一些機構和部門在得益于網(wǎng)絡加快業(yè)務運作的同時，其上網(wǎng)的數(shù)據(jù)也遭到了不同程度的攻擊和破壞。攻擊者可以竊聽網(wǎng)絡上的信息，竊取用戶的口令、數(shù)據(jù)庫的信息;還可以篡改數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，偽造用戶身份，否認自己的簽名。更有甚者，攻擊者可以刪除數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，摧毀網(wǎng)絡節(jié)點，釋放計算機病毒等等。這致使數(shù)據(jù)的安全性和自身的利益受到了嚴重的威脅。

3、網(wǎng)絡安全的理論基礎

國際標準化組織（ISO）曾建議計算機安全的定義為：“計算機系統(tǒng)要保護其硬件、數(shù)據(jù)不被偶然或故意地泄露、更改和破壞?！睘榱藥椭嬎銠C用戶區(qū)分和解決計算機網(wǎng)絡安全問題，美國國防部公布了“桔皮書”（orange book，正式名稱為“可信計算機系統(tǒng)標準評估準則” ），對多用戶計算機系統(tǒng)安全級別的劃分進行了規(guī)定。

桔皮書將計算機安全由低到高分為四類七級：D1、C1、C2、B1、B2、B3、A1。其中D1級是不具備最低安全限度的等級，C1和C2級是具備最低安全限度的等級，B1和B2級是具有中等安全保護能力的等級，B3和A1屬于最高安全等級。

D1級：計算機安全的最低一級，不要求用戶進行用戶登錄和密碼保護，任何人都可以使用，整個系統(tǒng)是不可信任的，硬件軟件都易被侵襲。

C1級：自主安全保護級，要求硬件有一定的安全級（如計算機帶鎖），用戶必須通過登錄認證方可使用系統(tǒng)，并建立了訪問許可權限機制。

C2級：受控存取保護級，比C1級增加了幾個特性：引進了受控訪問環(huán)境，進一步限制了用戶執(zhí)行某些系統(tǒng)指令;授權分級使系統(tǒng)管理員給用戶分組，授予他們訪問某些程序和分級目錄的權限;采用系統(tǒng)審計，跟蹤記錄所有安全事件及系統(tǒng)管理員工作。

B1級：標記安全保護級，對網(wǎng)絡上每個對象都予實施保護;支持多級安全，對網(wǎng)絡、應用程序工作站實施不同的安全策略;對象必須在訪問控制之下，不允許擁有者自己改變所屬資源的權限。

B2級：結構化保護級，對網(wǎng)絡和計算機系統(tǒng)中所有對象都加以定義，給一個標簽;為工作站、終端等設備分配不同的安全級別;按最小特權原則取消權力無限大的特權用戶。

B3級：安全域級，要求用戶工作站或終端必須通過信任的途徑連接到網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)部的主機上;采用硬件來保護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲區(qū);根據(jù)最小特權原則，增加了系統(tǒng)安全員，將系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)操作員和系統(tǒng)安全員的職責分離，將人為因素對計算機安全的威脅減至最小。

A1級：驗證設計級，是計算機安全級中最高一級，本級包括了以上各級別的所有措施，并附加了一個安全系統(tǒng)的受監(jiān)視設計;合格的個體必須經(jīng)過分析并通過這一設計;所有構成系統(tǒng)的部件的來源都必須有安全保證;還規(guī)定了將安全計算機系統(tǒng)運送到現(xiàn)場安裝所必須遵守的程序。

在網(wǎng)絡的具體設計過程中，應根據(jù)網(wǎng)絡總體規(guī)劃中提出的各項技術規(guī)范、設備類型、性能要求以及經(jīng)費等，綜合考慮來確定一個比較合理、性能較高的網(wǎng)絡安全級別，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡的安全性和可靠性。

4 、網(wǎng)絡安全應具備的功能

為了能更好地適應信息技術的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡應用系統(tǒng)必須具備以下功能：

（1）訪問控制：通過對特定網(wǎng)段、服務建立的訪問控制體系，將絕大多數(shù)攻擊阻止在到達攻擊目標之前。

（2）檢查安全漏洞：通過對安全漏洞的周期檢查，即使攻擊可到達攻擊目標，也可使絕大多數(shù)攻擊無效。

（3）攻擊監(jiān)控：通過對特定網(wǎng)段、服務建立的攻擊監(jiān)控體系，可實時檢測出絕大多數(shù)攻擊，并采取響應的行動（如斷開網(wǎng)絡連接、記錄攻擊過程、跟蹤攻擊源等）。

（4）加密通訊：主動地加密通訊，可使攻擊者不能了解、修改敏感信息。

（5）認證：良好的認證體系可防止攻擊者假冒合法用戶。

備份和恢復：良好的備份和恢復機制，可在攻擊造成損失時，盡快地恢復數(shù)據(jù)和系統(tǒng)服務。

多層防御：攻擊者在突破第一道防線后，延緩或阻斷其到達攻擊目標。

設立安全監(jiān)控中心：為信息系統(tǒng)提供安全體系管理、監(jiān)控、保護及緊急情況服務。

5 、網(wǎng)絡系統(tǒng)安全綜合解決措施

要想實現(xiàn)網(wǎng)絡安全功能，應對網(wǎng)絡系統(tǒng)進行全方位防范，從而制定出比較合理的網(wǎng)絡安全體系結構。下面就網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全問題，提出一些防范措施。

5.1物理安全

物理安全可以分為兩個方面：一是人為對網(wǎng)絡的損害;二是網(wǎng)絡對使用者的危害。最常見的是施工人員由于對地下電纜不了解，從而造成電纜的破壞，這種情況可通過立標志牌加以防范;未采用結構化布線的網(wǎng)絡經(jīng)常會出現(xiàn)使用者對電纜的損壞，這就需要盡量采用結構化布線來安裝網(wǎng)絡;人為或自然災害的影響，需在規(guī)劃設計時加以考慮。

網(wǎng)絡對使用者的危害主要是電纜的電擊、高頻信號的幅射等，這需要對網(wǎng)絡的絕緣、接地和屏蔽工作做好。

5.2訪問控制安全

訪問控制識別并驗證用戶，將用戶限制在已授權的活動和資源范圍之內(nèi)。網(wǎng)絡的訪問控制安全可以從以下幾個方面考慮。

口令。網(wǎng)絡安全系統(tǒng)的最外層防線就是網(wǎng)絡用戶的登錄，在注冊過程中，系統(tǒng)會檢查用戶的登錄名和口令的合法性，只有合法的用戶才可以進入系統(tǒng)。

網(wǎng)絡資源屬主、屬性和訪問權限。網(wǎng)絡資源主要包括共享文件、共享打印機、網(wǎng)絡通信設備等網(wǎng)絡用戶都有可以使用的資源。資源屬主體現(xiàn)了不同用戶對資源的從屬關系，如建立者、修改者和同組成員等。資源屬性表示了資源本身的存取特性，如可被誰讀、寫或執(zhí)行等。訪問權限主要體現(xiàn)在用戶對網(wǎng)絡資源的可用程度上。利用指定網(wǎng)絡資源的屬主、屬性和訪問權限可以有效地在應用級控制網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全性。

網(wǎng)絡安全監(jiān)視。網(wǎng)絡監(jiān)視通稱為“網(wǎng)管”，它的作用主要是對整個網(wǎng)絡的運行進行動態(tài)地監(jiān)視并及時處理各種事件。通過網(wǎng)絡監(jiān)視可以簡單明了地找出并解決網(wǎng)絡上的安全問題，如定位網(wǎng)絡故障點、捉住IP盜用者、控制網(wǎng)絡訪問范圍等。

審計和跟蹤。網(wǎng)絡的審計和跟蹤包括對網(wǎng)絡資源的使用、網(wǎng)絡故障、系統(tǒng)記帳等方面的記錄和分析。一般由兩部分組成：一是記錄事件，即將各類事件統(tǒng)統(tǒng)記錄到文件中;二是對記錄進行分析和統(tǒng)計，從而找出問題所在。

5.3數(shù)據(jù)傳輸安全

傳輸安全要求保護網(wǎng)絡上被傳輸?shù)男畔ⅲ苑乐贡粍拥睾椭鲃拥厍址?。對?shù)據(jù)傳輸安全可以采取如下措施：

加密與數(shù)字簽名。任何良好的安全系統(tǒng)必須包括加密！這已成為既定的事實。網(wǎng)絡上的加密可以分為三層：第一層為數(shù)據(jù)鏈路層加密，即將數(shù)據(jù)在線路傳輸前后分別對其進行加密和解密，這樣可以減少在傳輸線路上被竊取的危險;第二層是傳輸層的加密，使數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡傳輸期間保持加密狀態(tài);第三層是應用層上的加密，讓網(wǎng)絡應用程序?qū)?shù)據(jù)進行加密和解密。當然可以對這三層進行綜合加密，以增強信息的安全性和可靠性。

數(shù)字簽名是數(shù)據(jù)的接收者用來證實數(shù)據(jù)的發(fā)送者確實無誤的一種方法，它主要通過加密算法和證實協(xié)議而實現(xiàn)。

防火墻。防火墻（Firewall）是Internet上廣泛應用的一種安全措施，它可以設置在不同網(wǎng)絡或網(wǎng)絡安全域之間的一系列部件的組合。它能通過監(jiān)測、限制、更改跨越防火墻的數(shù)據(jù)流，盡可能地檢測網(wǎng)絡內(nèi)外信息、結構和運行狀況，以此來實現(xiàn)網(wǎng)絡的安全保護。

User Name/Password認證。該種認證方式是最常用的一種認證方式，用于操作系統(tǒng)登錄、telnet（遠程登錄）、rlogin（遠程登錄）等，但此種認證方式過程不加密，即password容易被監(jiān)聽和解密。

使用摘要算法的認證。Radius（遠程撥號認證協(xié)議）、OSPF（開放路由協(xié)議）、SNMP Security Protocol等均使用共享的Security Key（密鑰），加上摘要算法（MD5）進行認證，但摘要算法是一個不可逆的過程，因此，在認證過程中，由摘要信息不能計算出共享的security key，所以敏感信息不能在網(wǎng)絡上傳輸。市場上主要采用的摘要算法主要有MD5和SHA-1。

基于PKI的認證。使用PKI（公開密鑰體系）進行認證和加密。該種方法安全程度較高，綜合采用了摘要算法、不對稱加密、對稱加密、數(shù)字簽名等技術，很好地將安全性和高效性結合起來。這種認證方法目前應用在電子郵件、應用服務器訪問、客戶認證、防火墻認證等領域。該種認證方法安全程度很高，但是涉及到比較繁重的證書管理任務。

虛擬專用網(wǎng)絡（VPN）技術。VPN技術主要提供在公網(wǎng)上的安全的雙向通訊，采用透明的加密方案以保證數(shù)據(jù)的完整性和保密性。

VPN技術的工作原理：VPN系統(tǒng)可使分布在不同地方的專用網(wǎng)絡在不可信任的公共網(wǎng)絡上實現(xiàn)安全通信，它采用復雜的算法來加密傳輸?shù)男畔?，使得敏感的?shù)據(jù)不會被竊聽。其處理過程大體是這樣：

① 要保護的主機發(fā)送明文信息到連接公共網(wǎng)絡的VPN設備;

② VPN設備根據(jù)網(wǎng)管設置的規(guī)則，確定是否需要對數(shù)據(jù)進行加密或讓數(shù)據(jù)直接通過。

③ 對需要加密的數(shù)據(jù)，VPN設備對整個數(shù)據(jù)包進行加密和附上數(shù)字簽名。

④ VPN設備加上新的數(shù)據(jù)報頭，其中包括目的地VPN設備需要的安全信息和一些初始化參數(shù)。

⑤ VPN設備對加密后的數(shù)據(jù)、鑒別包以及源IP地址、目標VPN設備的IP地址進行重新封裝，重新封裝后的數(shù)據(jù)包通過虛擬通道在公網(wǎng)上傳輸。

⑥ 當數(shù)據(jù)包到達目標VPN設備時，數(shù)據(jù)包被解封裝，數(shù)字簽名被核對無誤后，數(shù)據(jù)包被解密。

綜上所述，對于計算機網(wǎng)絡傳輸?shù)陌踩珕栴}，我們必須要做到以下幾點。第一，應嚴格限制上網(wǎng)用戶所訪問的系統(tǒng)信息和資源，這一功能可通過在訪問服務器上設置NetScreen防火墻來實現(xiàn)。第二，應加強對上網(wǎng)用戶的身份認證，使用RADIUS等專用身份驗證服務器。一方面，可以實現(xiàn)對上網(wǎng)用戶帳號的統(tǒng)一管理;另一方面，在身份驗證過程中采用加密的手段，避免用戶口令泄露的可能性。第三，在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用加密技術，防止數(shù)據(jù)被非法竊取。一種方法是使用PGP for Business Security對數(shù)據(jù)加密。另一種方法是采用NetScreen防火墻所提供的VPN技術。VPN在提供網(wǎng)間數(shù)據(jù)加密的同時，也提供了針對單機用戶的加密客戶端軟件，即采用軟件加密的技術來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

計算機網(wǎng)絡安全管理是計算機網(wǎng)絡安全的重要環(huán)節(jié)，也是計算機網(wǎng)絡安全體系結構的基礎性組成部分。通過恰當?shù)墓芾砘顒?，?guī)范組織的各項業(yè)務活動，使網(wǎng)絡有序地進行，是獲取安全的重要條件。

（作者單位：忻州市教育局）