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某大型企业局域网安全解决方案第一章 总则 本方案为某大型局域网网络安全解决方案,包括原有网络系统分析、安全需求分析、安全目标的确立、安全体系结构的设计、等。本安全解决方案的目标是在不影响某大型企业局域网当前业务的前提下,实现对他们局域网全面的安全管理。 1.将安全策略、硬件及软件等方法结合起来,构成一个统一的防御系统,有效阻止非法用户进入网络,减少网络的安全风险。 第二章 网络系统概况 2.1 网络概况 这个企业的局域网是一个信息点较为密集的千兆局域网络系统,它所联接的现有上千个信息点为在整个企业内办公的各部门提供了一个快速、方便的信息交流平台。不仅如此,通过专线与Internet的连接,打通了一扇通向外部世界的窗户,各个部门可以直接与互联网用户进行交流、查询资料等。通过公开服务器,企业可以直接对外发布信息或者发送电子邮件。高速交换技术的采用、灵活的网络互连方案设计为用户提供快速、方便、灵活通信平台的同时,也为网络的安全带来了更大的风险。因此,在原有网络上实施一套完整、可操作的安全解决方案不仅是可行的,而且是必需的。 2.1.1 网络概述 这个企业的局域网,物理跨度不大,通过千兆交换机在主干网络上提供1000M的独享带宽,通过下级交换机与各部门的工作站和服务器连结,并为之提供100M的独享带宽。利用与中心交换机连结的Cisco 路由器,所有用户可直接访问Internet。 2.1.2 网络结构 这个企业的局域网按访问区域可以划分为三个主要的区域:Internet区域、内部网络、公开服务器区域。内部网络又可按照所属的部门、职能、安全重要程度分为许多子网,包括:财务子网、领导子网、办公子网、市场部子网、中心服务器子网等。在安全方案设计中,我们基于安全的重要程度和要保护的对象,可以在Catalyst 型交换机上直接划分四个虚拟局域网(VLAN),即:中心服务器子网、财务子网、领导子网、其他子网。不同的局域网分属不同的广播域,由于财务子网、领导子网、中心服务器子网属于重要网段,因此在中心交换机上将这些网段各自划分为一个独立的广播域,而将其他的工作站划分在一个相同的网段。(图省略) 2.2 网络应用 这个企业的局域网可以为用户提供如下主要应用: 2.3 网络结构的特点 在分析这个企业局域网的安全风险时,应考虑到网络的如下几个特点: 1.网络与Internet直接连结,因此在进行安全方案设计时要考虑与Internet连结的有关风险,包括可能通过Internet传播进来病毒,黑客攻击,来自Internet的非授权访问等。 第三章 网络系统安全风险分析 随着Internet网络急剧扩大和上网用户迅速增加,风险变得更加严重和复杂。原来由单个计算机安全事故引起的损害可能传播到其他系统,引起大范围的瘫痪和损失;另外加上缺乏安全控制机制和对Internet安全政策的认识不足,这些风险正日益严重。 针对这个企业局域网中存在的安全隐患,在进行安全方案设计时,下述安全风险我们必须要认真考虑,并且要针对面临的风险,采取相应的安全措施。下述风险由多种因素引起,与这个企业局域网结构和系统的应用、局域网内网络服务器的可靠性等因素密切相关。下面列出部分这类风险因素: 网络安全可以从以下三个方面来理解:1 网络物理是否安全;2 网络平台是否安全;3 系统是否安全;4 应用是否安全;5 管理是否安全。针对每一类安全风险,结合这个企业局域网的实际情况,我们将具体的分析网络的安全风险。 3.1物理安全风险分析 网络的物理安全的风险是多种多样的。 3.2网络平台的安全风险分析 网络结构的安全涉及到网络拓扑结构、网络路由状况及网络的环境等。 公开服务器面临的威胁 这个企业局域网内公开服务器区(WWW、EMAIL等服务器)作为公司的信息发布平台,一旦不能运行后者受到攻击,对企业的声誉影响巨大。同时公开服务器本身要为外界服务,必须开放相应的服务;每天,黑客都在试图闯入Internet节点,这些节点如果不保持警惕,可能连黑客怎么闯入的都不知道,甚至会成为黑客入侵其他站点的跳板。因此,规模比较大网络的管理人员对Internet安全事故做出有效反应变得十分重要。我们有必要将公开服务器、内部网络与外部网络进行隔离,避免网络结构信息外泄;同时还要对外网的服务请求加以过滤,只允许正常通信的数据包到达相应主机,其他的请求服务在到达主机之前就应该遭到拒绝。 整个网络结构和路由状况 安全的应用往往是建立在网络系统之上的。网络系统的成熟与否直接影响安全系统成功的建设。在这个企业局域网络系统中,只使用了一台路由器,用作与Internet连结的边界路由器,网络结构相对简单,具体配置时可以考虑使用静态路由,这就大大减少了因网络结构和网络路由造成的安全风险。 3.3系统的安全风险分析 所谓系统的安全显而易见是指整个局域网网络操作系统、网络硬件平台是否可靠且值得信任。 网络操作系统、网络硬件平台的可靠性:对于中国来说,恐怕没有绝对安全的操作系统可以选择,无论是Microsoft的Windows NT或者其他任何商用UNIX操作系统,其开发厂商必然有其Back-Door。我们可以这样讲:没有完全安全的操作系统。但是,我们可以对现有的操作平台进行安全配置、对操作和访问权限进行严格控制,提高系统的安全性。因此,不但要选用尽可能可靠的操作系统和硬件平台。而且,必须加强登录过程的认证(特别是在到达服务器主机之前的认证),确保用户的合法性;其次应该严格限制登录者的操作权限,将其完成的操作限制在最小的范围内。 3.4应用的安全风险分析 应用系统的安全跟具体的应用有关,它涉及很多方面。应用系统的安全是动态的、不断变化的。应用的安全性也涉及到信息的安全性,它包括很多方面。 管理是网络安全中最重要的部分 3.6黑客攻击 黑客们的攻击行动是无时无刻不在进行的,而且会利用系统和管理上的一切可能利用的漏洞。公开服务器存在漏洞的一个典型例证,是黑客可以轻易地骗过公开服务器软件,得到Unix的口令文件并将之送回。黑客侵入UNIX服务器后,有可能修改特权,从普通用户变为高级用户,一旦成功,黑客可以直接进入口令文件。黑客还能开发欺骗程序,将其装入UNIX服务器中,用以监听登录会话。当它发现有用户登录时,便开始存储一个文件,这样黑客就拥有了他人的帐户和口令。这时为了防止黑客,需要设置公开服务器,使得它不离开自己的空间而进入另外的目录。另外,还应设置组特权,不允许任何使用公开服务器的人访问WWW页面文件以外的东西。在这个企业的局域网内我们可以综合采用防火墙技术、Web页面保护技术、入侵检测技术、安全评估技术来保护网络内的信息资源,防止黑客攻击。 3.7通用网关接口(CGI)漏洞 有一类风险涉及通用网关接口(CGI)脚本。许多页面文件和指向其他页面或站点的超连接。然而有些站点用到这些超连接所指站点寻找特定信息。搜索引擎是通过CGI脚本执行的方式实现的。黑客可以修改这些CGI脚本以执行他们的非法任务。通常,这些CGI脚本只能在这些所指WWW服务器中寻找,但如果进行一些修改,他们就可以在WWW服务器之外进行寻找。要防止这类问题发生,应将这些CGI脚本设置为较低级用户特权。提高系统的抗破坏能力,提高服务器备份与恢复能力,提高站点内容的防篡改与自动修复能力。 3.8恶意代码 恶意代码不限于病毒,还包括蠕虫、特洛伊木马、逻辑炸弹、和其他未经同意的软件。应该加强对恶意代码的检测。 3.9病毒的攻击 计算机病毒一直是计算机安全的主要威胁。能在Internet上传播的新型病毒,例如通过E-Mail传播的病毒,增加了这种威胁的程度。病毒的种类和传染方式也在增加,国际空间的病毒总数已达上万甚至更多。当然,查看文档、浏览图像或在Web上填表都不用担心病毒感染,然而,下载可执行文件和接收来历不明的E-Mail文件需要特别警惕,否则很容易使系统导致严重的破坏。典型的“CIH”病毒就是一可怕的例子。 3.10不满的内部员工 不满的内部员工可能在WWW站点上开些小玩笑,甚至破坏。不论如何,他们最熟悉服务器、小程序、脚本和系统的弱点。对于已经离职的不满员工,可以通过定期改变口令和删除系统记录以减少这类风险。但还有心怀不满的在职员工,这些员工比已经离开的员工能造成更大的损失,例如他们可以传出至关重要的信息、泄露安全重要信息、错误地进入数据库、删除数据等等。 3.11网络的攻击手段 一般认为,目前对网络的攻击手段主要表现在: 第四章 安全需求与安全目标 4.1安全需求分析 通过前面我们对这个企业局域网络结构、应用及安全威胁分析,可以看出其安全问题主要集中在对服务器的安全保护、防黑客和病毒、重要网段的保护以及管理安全上。因此,我们必须采取相应的安全措施杜绝安全隐患,其中应该做到: 公开服务器的安全保护 针对这个企业局域网络系统的实际情况,在系统考虑如何解决上述安全问题的设计时应满足如下要求: 1.大幅度地提高系统的安全性(重点是可用性和可控性); 2.保持网络原有的能特点,即对网络的协议和传输具有很好的透明性,能透明接入,无需更改网络设置; 4.2网络安全策略 安全策略是指在一个特定的环境里,为保证提供一定级别的安全保护所必须遵守的规则。该安全策略模型包括了建立安全环境的三个重要组成部分,即: 4.3系统安全目标 基于以上的分析,我们认为这个局域网网络系统安全应该实现以下目标: 第五章 网络安全方案总体设计 5.1安全方案设计原则 在对这个企业局域网网络系统安全方案设计、规划时,应遵循以下原则: 综合性、整体性原则:应用系统工程的观点、方法,分析网络的安全及具体措施。安全措施主要包括:行政法律手段、各种管理制度(人员审查、工作流程、维护保障制度等)以及专业措施(识别技术、存取控制、密码、低辐射、容错、防病毒、采用高安全产品等)。一个较好的安全措施往往是多种方法适当综合的应用结果。一个计算机网络,包括个人、设备、软件、数据等。这些环节在网络中的地位和影响作用,也只有从系统综合整体的角度去看待、分析,才能取得有效、可行的措施。即计算机网络安全应遵循整体安全性原则,根据规定的安全策略制定出合理的网络安全体系结构。 需求、风险、代价平衡的原则:对任一网络,绝对安全难以达到,也不一定是必要的。对一个网络进行实际额研究(包括任务、性能、结构、可靠性、可维护性等),并对网络面临的威胁及可能承担的风险进行定性与定量相结合的分析,然后制定规范和措施,确定本系统的安全策略。 一致性原则:一致性原则主要是指网络安全问题应与整个网络的工作周期(或生命周期)同时存在,制定的安全体系结构必须与网络的安全需求相一致。安全的网络系统设计(包括初步或详细设计)及实施计划、网络验证、验收、运行等,都要有安全的内容光焕发及措施,实际上,在网络建设的开始就考虑网络安全对策,比在网络建设好后再考虑安全措施,不但容易,且花费也小得多。 易操作性原则:安全措施需要人为去完成,如果措施过于复杂,对人的要求过高,本身就降低了安全性。其次,措施的采用不能影响系统的正常运行。 分步实施原则:由于网络系统及其应用扩展范围广阔,随着网络规模的扩大及应用的增加,网络脆弱性也会不断增加。一劳永逸地解决网络安全问题是不现实的。同时由于实施信息安全措施需相当的费用支出。因此分步实施,即可满足网络系统及信息安全的基本需求,亦可节省费用开支。 多重保护原则:任何安全措施都不是绝对安全的,都可能被攻破。但是建立一个多重保护系统,各层保护相互补充,当一层保护被攻破时,其它层保护仍可保护信息的安全。 可评价性原则:如何预先评价一个安全设计并验证其网络的安全性,这需要通过国家有关网络信息安全测评认证机构的评估来实现。 5.2安全服务、机制与技术 安全服务:安全服务主要有:控制服务、对象认证服务、可靠性服务等; 安全机制:访问控制机制、认证机制等; 安全技术:防火墙技术、鉴别技术、审计监控技术、病毒防治技术等;在安全的开放环境中,用户可以使用各种安全应用。安全应用由一些安全服务来实现;而安全服务又是由各种安全机制或安全技术来实现的。应当指出,同一安全机制有时也可以用于实现不同的安全服务。 第六章 网络安全体系结构 通过对网络的全面了解,按照安全策略的要求、风险分析的结果及整个网络的安全目标,整个网络措施应按系统体系建立。具体的安全控制系统由以下几个方面组成:物理安全、网络安全、系统安全、信息安全、应用安全和安全管理 6.1物理安全 保证计算机信息系统各种设备的物理安全是整个计算机信息系统安全的前提,物理安全是保护计算机网络设备、设施以及其它媒体免遭地震、水灾、火灾等环境事故以及人为操作失误或错误及各种计算机犯罪行为导致的破坏过程。 它主要包括三个方面: 环境安全:对系统所在环境的安全保护,如区域保护和灾难保护;(参见国家标准GB50173-93《电子计算机机房设计规范》、国标GB2887-89《计算站场地技术条件》、GB9361-88《计算站场地安全要求》 在网络的安全方面,主要考虑两个大的层次,一是整个网络结构成熟化,主要是优化网络结构,二是整个网络系统的安全。 6.2.1网络结构 安全系统是建立在网络系统之上的,网络结构的安全是安全系统成功建立的基础。在整个网络结构的安全方面,主要考虑网络结构、系统和路由的优化。 6.2.2网络系统安全 6.2.2.1 访问控制及内外网的隔离 访问控制 防火墙主要的种类是包过滤型,包过滤防火墙一般利用IP和TCP包的头信息对进出被保护网络的IP包信息进行过滤,能根据企业的安全政策来控制(允许、拒绝、监测)出入网络的信息流。同时可实现网络地址转换(NAT)、审记与实时告警等功能。由于这种防火墙安装在被保护网络与路由器之间的通道上,因此也对被保护网络和外部网络起到隔离作用。 防火墙具有以下五大基本功能:过滤进、出网络的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务;记录通过防火墙的信息内容和活动;对网络攻击的检测和告警。 6.2.2.2 内部网不同网络安全域的隔离及访问控制 在这里,主要利用VLAN技术来实现对内部子网的物理隔离。通过在交换机上划分VLAN可以将整个网络划分为几个不同的广播域,实现内部一个网段与另一个网段的物理隔离。这样,就能防止影响一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个更敏感。通过将信任网段与不信任网段划分在不同的VLAN段内,就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。 6.2.2.3 网络安全检测 网络系统的安全性取决于网络系统中最薄弱的环节。如何及时发现网络系统中最薄弱的环节?如何最大限度地保证网络系统的安全?最有效的方法是定期对网络系统进行安全性分析,及时发现并修正存在的弱点和漏洞。 具备网络监控、分析和自动响应功能 找出经常发生问题的根源所在; 具体体现在以下方面: 防火墙得到合理配置 6.2.2.4 审计与监控 审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能看出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于去定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集与积累并且加以分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,以便对发现或可能产生的破坏性行为提供有力的证据。 因此,除使用一般的网管软件和系统监控管理系统外,还应使用目前较为成熟的网络监控设备或实时入侵检测设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。 6.2.2.5 网络防病毒 由于在网络环境下,计算机病毒有不可估量的威胁性和破坏力,一次计算机病毒的防范是网络安全性建设中重要的一环。 网络反病毒技术的具体实现方法包括对网络服务器中的文件进行频繁地扫描和监测;在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。 所选的防毒软件应该构造全网统一的防病毒体系。主要面向MAIL 、Web服务器,以及办公网段的PC服务器和PC机等。支持对网络、服务器、和工作站的实时病毒监控;能够在中心控制台向多个目标分发新版杀毒软件,并监视多个目标的病毒防治情况;支持多种平台的病毒防范;能够识别广泛的已知和未知病毒,包括宏病毒;支持对Internet/ Intranet服务器的病毒防治,能够阻止恶意的Java或ActiveX小程序的破坏;支持对电子邮件附件的病毒防治,包括WORD、EXCEL中的宏病毒;支持对压缩文件的病毒检测;支持广泛的病毒处理选项,如对染毒文件进行实时杀毒,移出,重新命名等;支持病毒隔离,当客户机试图上载一个染毒文件时,服务器可自动关闭对该工作站的连接;提供对病毒特征信息和检测引擎的定期在线更新服务;支持日志记录功能;支持多种方式的告警功能(声音、图像、电子邮件等)等。 6.2.2.6 网络备份系统 备份系统为一个目的而存在:尽可能快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据和系统信息。根据系统安全需求可选择的备份机制有:场点内高速度、大容量自动的数据存储、备份与恢复;场点外的数据存储、备份与恢复;对系统设备的备份。备份不仅在网络系统硬件故障或人为失误时起到保护作用,也在入侵者非授权访问或对网络攻击及破坏数据完整性时起到保护作用,同时亦是系统灾难恢复的前提之一。 在确定备份的指导思想和备份方案之后,就要选择安全的存储媒介和技术进行数据备份,有“冷备份”和“热备份”两种。热备份是指“在线”的备份,即下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到令一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放。“冷备份”是指“不在线”的备份,下载的备份存放到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装,有一部分原始的数据长期保存并作为查询使用。热备份的优点是投资大,但调用快,使用方便,在系统恢复中需要反复调试时更显优势。热备份的具体做法是:可以在主机系统开辟一块非工作运行空间,专门存放备份数据,即分区备份;另一种方法是,将数据备份到另一个子系统中,通过主机系统与子系统之间的传输,同样具有速度快和调用方便的特点,但投资比较昂贵。冷备份弥补了热备份的一些不足,二者优势互补,相辅相成,因为冷备份在回避风险中还具有便于保管的特殊优点。 6.3系统安全 系统的安全主要是指操作系统、应用系统的安全性以及网络硬件平台的可靠性。对于操作系统的安全防范可以采取如下策略: 对操作系统进行安全配置,提高系统的安全性;系统内部调用不对Internet公开;关键性信息不直接公开,尽可能采用安全性高的操作系统。 6.4信息安全 在这个企业的局域网内,信息主要在内部传递,因此信息被窃听、篡改的可能性很小,是比较安全的。 6.5应用安全 在应用安全上,主要考虑通信的授权,传输的加密和审计记录。这必须加强登录过程的认证(特别使在到达服务器主机之前的认证),确保用户的合法性;其次应该严格限制登录者的操作权限,将其完成的操作限制在最小的范围内。另外,在加强主机的管理上,除了上面谈的访问控制和系统漏洞检测外,还可以采用访问存取控制,对权限进行分割和管理。应用安全平台要加强资源目录管理和授权管理、传输加密、审计记录和安全管理。对应用安全,主要考虑确定不同服务的应用软件并紧密注视其Bug ;对扫描软件不断升级。 6.6安全管理 为了保护网络的安全性,除了在网络设计上增加安全服务功能,完善系统的安全保密措施外,安全管理规范也是网络安全所必须的。安全管理策略一方面从纯粹的管理上即安全管理规范来实现,另一方面从技术上建立高效的管理平台(包括网络管理和安全管理)。安全管理策略主要有:定义完善的安全管理模型;建立长远的并且可实施的安全策略;彻底贯彻规范的安全防范措施;建立恰当的安全评估尺度,并且进行经常性的规则审核。当然,还需要建立高效的管理平台。 6.6.1安全管理规范 面对网络安全的脆弱性,除了在网络设计上增加安全服务功能,完善系统的安全保密措施外,还必须花大力气加强网络安全管理规范的建立,因为诸多的不安全因素恰恰反映在组织管理和人员录用等方面,而这又是计算机网络安全所必须考虑的基本问题,所以应引起各计算机网络应用部门领导的重视。 1.安全管理原则 网络信息系统的安全管理主要基于三个原则。 计算机操作与计算机编程; 2.安全管理的实现 6.6.2网络管理 管理员可以在管理机器上对整个内部网络上的网络设备、安全设备、网络上的防病毒软件、入侵检测探测器进行综合管理,同时利用安全分析软件可以从不同角度对所有的设备、服务器、工作站进行安全扫描,分析他们的安全漏洞,并采取相应的措施。 6.6.3安全管理 安全管理的主要功能指对安全设备的管理;监视网络危险情况,对危险进行隔离,并把危险控制在最小范围内;身份认证,权限设置;对资源的存取权限的管理;对资源或用户动态的或静态的审计;对违规事件,自动生成报警或生成事件消息;口令管理(如操作员的口令鉴权),对无权操作人员进行控制;密钥管理:对于与密钥相关的服务器,应对其设置密钥生命期、密钥备份等管理功能;冗余备份:为增加网络的安全系数,对于关键的服务器应冗余备份。安全管理应该从管理制度和管理平台技术实现两个方面来实现。安全管理产品尽可能的支持统一的中心控制平台。 第七章 安全解决配置方案
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