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談?wù)劸W(wǎng)絡(luò)安全的靈魂——安全策略

2018-06-23    來源:

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  年輕時(shí)唱過一首毛主席語錄歌,歌曰:“政策和策略是黨的生命,各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)同志務(wù)必充分注意,萬萬不可粗心大意。”物類相通,搞了幾年網(wǎng)絡(luò)安全,對(duì)于安全策略的體驗(yàn),竟也有相似的感覺。為了抵御網(wǎng)上攻擊,保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全,現(xiàn)在幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)都裝備了各式各樣的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施,諸如:加密設(shè)備、防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、漏洞掃描、防治病毒軟件、VPN、安全認(rèn)證系統(tǒng)、安全審計(jì)系統(tǒng)……等等。有人形象地把它們稱為網(wǎng)絡(luò)安全的十八般兵器,但是,搞好網(wǎng)絡(luò)安全光擁有這些兵器是不夠的,必須重視安全策略。安全策略是網(wǎng)絡(luò)安全的生命,是靈魂。沒有正確安全策略的安全系統(tǒng)就像沒有靈魂的軀殼,是不能夠完成保障安全的使命的。

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  作為例子,我想先談?wù)勱P(guān)于入侵檢測系統(tǒng)的安全策略。

  入侵檢測系統(tǒng)根據(jù)入侵檢測的行為分為兩種模式:異常檢測和誤用檢測。前者先要建立一個(gè)系統(tǒng)訪問正常行為的模型,凡是訪問者不符合這個(gè)模型的行為將被斷定為入侵;后者則相反,先要將所有可能發(fā)生的不利的不可接受的行為歸納建立一個(gè)模型,凡是訪問者符合這個(gè)模型的行為將被斷定為入侵。你看,這兩種模式的安全策略是完全不同的,而且,它們各有長處和短處:異常檢測的漏報(bào)率很低,但是不符合正常行為模式的行為并不見得就是惡意攻擊,因此這種策略誤報(bào)率較高;誤用檢測由于直接匹配比對(duì)異常的不可接受的行為模式,因此誤報(bào)率較低。但惡意行為千變?nèi)f化,可能沒有被收集在行為模式庫中,因此漏報(bào)率就很高。這就要求用戶必須根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)和安全要求來制定策略,選擇行為檢測模式,F(xiàn)在用戶都采取兩種模式相結(jié)合的策略。

  入侵檢測系統(tǒng)還有其他安全策略,如控制策略和響應(yīng)策略。對(duì)于控制策略,入侵檢測系統(tǒng)分為集中式控制和分布式控制兩種模式(還有第三種是混合式)。在前者模式中,只有一個(gè)中央入侵檢測服務(wù)器,分布于各個(gè)主機(jī)上的審計(jì)程序?qū)⑺鸭降臄?shù)據(jù)蹤跡發(fā)送到中央服務(wù)器集中分析處理。這種方式可以節(jié)約資源,降低成本,但是在可伸縮性和可配置性上有弱點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)一大,就可能形成瓶頸,而且具有單點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn);分布式控制模式則將中央服務(wù)器的功能分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的主機(jī)之中,讓大家都有入侵檢測的功能,這種模式顯然能夠避免上述弱點(diǎn)。但分布式控制策略的維護(hù)成本卻高了很多,而且增加了監(jiān)控主機(jī)的工作負(fù)擔(dān)。

  從響應(yīng)策略上講,入侵檢測系統(tǒng)也分為兩種模式——主動(dòng)響應(yīng)和被動(dòng)相應(yīng)。前者對(duì)于搜集到的不正常情況只發(fā)出告警通知,不試圖降低所造成的破壞,也不對(duì)攻擊者反擊;后者則可能對(duì)被攻擊系統(tǒng)實(shí)施控制,阻斷或減輕攻擊影響。表面上看,主動(dòng)響應(yīng)的功能要比被動(dòng)相應(yīng)強(qiáng)很多,大家都選前者不就完了嗎?別忙,事情還有另一面,網(wǎng)絡(luò)上的事情是比較復(fù)雜的,如果沒有弄清楚異常情況的根源便自動(dòng)采取反制措施,如斷開網(wǎng)絡(luò)連接、殺死可疑進(jìn)程等,可能會(huì)給系統(tǒng)帶來嚴(yán)重后果。須知正在運(yùn)行的信息系統(tǒng)是連著千萬個(gè)用戶,任何一個(gè)系統(tǒng)的操作需要慎之又慎。出于這個(gè)原因,CFCA的入侵檢測系統(tǒng)采用了被動(dòng)響應(yīng)的策略。

  2001年,CFCA的入侵檢測系統(tǒng)曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)在某個(gè)IP地址上發(fā)出數(shù)千個(gè)密集的異常訪問。按照行為模式,這應(yīng)該是屬于惡意的拒絕服務(wù)攻擊。但監(jiān)控者并沒有貿(mào)然斷開網(wǎng)絡(luò)連接,而是做了一些深入調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn),原來是某家銀行剛上認(rèn)證業(yè)務(wù),正在用CFCA的生產(chǎn)系統(tǒng)做壓力測試,這才形成了“拒絕服務(wù)攻擊”的假象。通過與該銀行電話溝通,問題得以順利解決。

  在我們所熟悉的安全認(rèn)證業(yè)務(wù)中,安全策略也具有舉足輕重的地位。如果你在多家銀行使用網(wǎng)銀業(yè)務(wù),你就能發(fā)現(xiàn),不同銀行所采用的安全認(rèn)證的策略有所不同。當(dāng)下,銀行一度推行的“用戶名+密碼口令”認(rèn)證手段,由于存在明顯的安全漏洞,案件屢屢發(fā)生,已經(jīng)基本絕跡,而紛紛改用了數(shù)字證書認(rèn)證機(jī)制。但是,同樣是使用數(shù)字證書認(rèn)證,不同銀行的安全策略也有不同:

  ·工商銀行網(wǎng)銀——客戶登錄網(wǎng)銀不需要數(shù)字證書,查詢余額也不需要。但進(jìn)行轉(zhuǎn)帳交易時(shí),不論交易額大小,均需要使用數(shù)字證書認(rèn)證。大眾版網(wǎng)銀使用文件證書(或稱硬盤證書)或動(dòng)態(tài)口令卡;專業(yè)版網(wǎng)銀必須使用U盾(即USB Key數(shù)字證書密碼鑰匙),而且要輸入PIN碼作為雙重保護(hù)?蛻羧绮徽_地輸入PIN碼,證書就不起作用,不能轉(zhuǎn)帳。

  ·招商銀行網(wǎng)銀——大眾版網(wǎng)銀可以使用文件證書或USB Key證書;專業(yè)版客戶要求必須下載客戶端軟件。不論是查詢余額還是轉(zhuǎn)帳交易,必須使用USB Key,但沒有PIN保護(hù)。

  ·興業(yè)銀行網(wǎng)銀——客戶第一次登錄時(shí)必須使用USB Key證書,而且要求輸入PIN碼。登錄以后的查詢交易仍需要USB Key,但不需要輸入PIN。轉(zhuǎn)帳交易則兩者都需要。

  有興趣的話,你可以分析對(duì)比一下這幾家銀行在安全認(rèn)證上的策略,在安全性和方便性上,它們各有長短?梢钥闯,其設(shè)計(jì)者都是動(dòng)了腦筋的。在使用證書認(rèn)證的前提下,以下各種措施的安全性依次遞增:

  文件證書-- USB Key證書 -- USB Key證書+PIN -- USB Key證書+PIN+專用客戶端認(rèn)證軟件。

  然而,制定網(wǎng)銀安全策略時(shí),不能一味追求安全性,因?yàn),隨著安全性的增高,安全措施的成本也會(huì)隨著提高,用戶使用的方便性會(huì)有所降低。因此,安全策略的設(shè)計(jì)者除了考慮安全因素以外,還將考慮到系統(tǒng)效率、安全成本、交易風(fēng)險(xiǎn),以及用戶使用的方便性,而對(duì)于銀行業(yè)者來說,這一切的出發(fā)點(diǎn)事實(shí)上是圍繞著一個(gè)中心目標(biāo)——就是提高本銀行的市場競爭力和經(jīng)營效益。

  說到這里,我不由得想起CFCA初期引進(jìn)國外認(rèn)證產(chǎn)品——Entrust/Direct軟件,那是一個(gè)我們?cè)?jīng)寄托了厚望,最終卻讓我們大傷腦筋的舶來品。

  應(yīng)該說,Direct產(chǎn)品從設(shè)計(jì)理念上說,充分考慮到了認(rèn)證過程中方方面面的安全問題,采用了周密嚴(yán)格的安全策略,從通信到應(yīng)用形成了一套完整的Web安全解決方案。*注:證書+PIN碼屬于雙因子認(rèn)證方式,安全強(qiáng)度高;專用客戶端認(rèn)證軟件的安全性要高于無客戶端軟件(僅瀏覽器)。

  首先,從通訊上講,Direct以HTTP協(xié)議作為基礎(chǔ),對(duì)沒有安全保護(hù)的HTTP協(xié)議通訊進(jìn)行了改造封裝,建立起一條通過SPKM協(xié)議加密的HTTP安全通道。

  在客戶端與服務(wù)器的Web應(yīng)用程序之間建立通道之前,Direct進(jìn)行了嚴(yán)格的雙向身份認(rèn)證過程,其執(zhí)行的查驗(yàn)項(xiàng)目多達(dá)8種11個(gè),除了查驗(yàn)服務(wù)器和客戶端的用戶證書之外,還需查驗(yàn)它們各自的CRL分布點(diǎn)、三層CA的證書、2個(gè)CA的廢止列表(ARL)、OCA的Policy證書、用戶的Policy證書等。

  與相對(duì)簡單的SSL協(xié)議作比較,大多數(shù)SSL認(rèn)證方案僅查驗(yàn)了客戶端和服務(wù)端的數(shù)字證書,以及CA證書鏈。對(duì)CRL的查驗(yàn)僅僅在少數(shù)方案中得到實(shí)現(xiàn),對(duì)ARL、Policy證書的查驗(yàn)則完全缺失。

  其次, Direct提出了獨(dú)特的三次簽名機(jī)制:第一次是 Direct/Server “服務(wù)端簽名”。用以確保用戶收到交易表單信息是由服務(wù)器發(fā)出的,傳輸過程中未被篡改;第二次是Direct/Client “客戶端簽名”。用以確保用戶端接收到的交易頁面在用戶IE和傳輸過程中不被篡改;第三次是用戶確認(rèn)交易后,提交 “客戶端提交簽名”。用以保證用戶在閱讀了交易信息之后,進(jìn)行了交易的確認(rèn)。

  Direct三次簽名的安全策略,即便是在今天的安全應(yīng)用中,其設(shè)計(jì)也是獨(dú)樹一幟,安全理念仍然保持領(lǐng)先。它受到了國外用戶的廣泛歡迎。

  雖然Direct曾在全球占有39%的市場份額,然而它在中國卻“不服水土”。由于其復(fù)雜的安全策略,導(dǎo)致系統(tǒng)開銷過大,又由于它是早期基于Unix環(huán)境展開的設(shè)計(jì),不支持線程,不支持對(duì)稱多處理(Symmetrical Multi-Processing,SMP)技術(shù),(注:SMP是指在一個(gè)計(jì)算機(jī)上匯集了一組處理器——多CPU,各CPU之間共享內(nèi)存子系統(tǒng)以及總線結(jié)構(gòu)。)從而Direct/Server在多并發(fā)情況下,仍只能利用單CPU資源,無法利用多CPU進(jìn)行并行處理。這使得Direct系統(tǒng)認(rèn)證效率很低,用戶等待時(shí)間過長。Entrust公司后來工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移,宣布不再支持Direct產(chǎn)品,因而也沒有在SMP上做任何改進(jìn)。

  相比于競爭者所使用的快捷的SSL認(rèn)證過程,Direct飽受到客戶商業(yè)銀行的詬病責(zé)難,市場和技術(shù)支持人員應(yīng)接不暇苦不堪言,這甚至影響到了CFCA的市場拓展,一些商業(yè)銀行因此舍CFCA而去。加之Direct要求特殊端口訪問、國外技術(shù)支持跟不上、本地化開發(fā)困難等不利因素,Entrust/Direct認(rèn)證產(chǎn)品終于走向了它的末路。

  “成也蕭何,敗也蕭何”,當(dāng)初讓Direct風(fēng)光一時(shí)的,是它的獨(dú)特的安全策略,而后斷送它的前途的,也正是其安全策略啊!某院士在評(píng)論此事時(shí)曾說過:“安全不必求全,夠用就行。”可謂言簡意賅,一語中的。

  以上列舉了幾個(gè)針對(duì)具體系統(tǒng)的安全策略的例子,從這些例子中,我們能夠看到安全策略在安全系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用中的主導(dǎo)作用。當(dāng)然,它們都還是屬于一些局部微觀方面的安全策略。而作為整體的安全策略,則包括的范圍更廣。如CFCA在證書認(rèn)證的策略方面,就有一整套的認(rèn)證策略CP,并在此基礎(chǔ)上,撰寫出CPS(認(rèn)證操作聲明),向外界公布,提供給證書用戶和依賴方。

  如果說得更廣些,全局和總體的網(wǎng)絡(luò)安全策略應(yīng)該包含以下三部分:

  1、嚴(yán)肅的法律保障——

  安全的基石是法律、法規(guī)與手段。面對(duì)日趨嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)犯罪,必須建立與網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的法律、法規(guī)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是新生事物,過去,由于缺乏相應(yīng)的法律法規(guī),無法可依,導(dǎo)致網(wǎng)上計(jì)算機(jī)犯罪處于無序狀態(tài)。近年來,我國已經(jīng)頒布多種與網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的法律、法規(guī),如《全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)關(guān)于維護(hù)互聯(lián)網(wǎng)安全的決定》、《中華人民共和國計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)條例》、《中華人民共和國電子簽名法》等,將對(duì)網(wǎng)上計(jì)算機(jī)犯罪起到極大的遏制震懾作用。

  2、先進(jìn)的安全技術(shù)工具——

  先進(jìn)的安全技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)安全的物質(zhì)保證。用戶對(duì)于自身面臨的威脅進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,決定其所需要的安全服務(wù)種類,選擇相應(yīng)的安全機(jī)制,集成先進(jìn)的安全技術(shù),形成全方位的安全系統(tǒng)。

  3、嚴(yán)格的安全管理措施——

  搞好網(wǎng)絡(luò)安全不能“見物不見人”,再先進(jìn)的安全系統(tǒng)也是由人來控制的。因此,嚴(yán)格的安全管理是網(wǎng)絡(luò)安全的決定性因素,信息系統(tǒng)的運(yùn)營者必須建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全管理辦法,加強(qiáng)內(nèi)部管理,建立安全審核和跟蹤體系,加強(qiáng)安全培訓(xùn),提高整體網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)。

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