云計算模式下的移動互聯(lián)網(wǎng) 安全監(jiān)控與保障系統(tǒng)

安全保障是云計算模式下移動互聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展的關(guān)鍵所在。目前，在3G網(wǎng)絡(luò)已趨向成熟、移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)得到廣泛普及的同時，越來越多的網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)安全問題開始出現(xiàn)。

特別隨著3G/LTE的發(fā)展和云計算應(yīng)用模式的引入，使寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)安全問題變得更加復(fù)雜， 給移動互聯(lián)網(wǎng)的安全帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。云計算的虛擬化、多租戶和動態(tài)性引入了一系列新的安全問題，主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)、內(nèi)容安全、運(yùn)行環(huán)境安全、風(fēng)險評估和安全監(jiān)管等多個方面。同時各種傳統(tǒng)的安全問題在云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)中愈加突出突出，入侵、攻擊和病毒行為正向規(guī)模化、趨利化、復(fù)雜化和交叉化等方向發(fā)展。依靠傳統(tǒng)孤立的采用一種安全產(chǎn)品或技術(shù)來解決網(wǎng)絡(luò)與信息安全已經(jīng)非常困難。云計算環(huán)境下移動互聯(lián)網(wǎng)用戶信息安全保護(hù)、虛擬化安全環(huán)境、動態(tài)安全防護(hù)服務(wù)等安全問題需要引起高度重視。

浪潮通信信息系統(tǒng)有限公司研發(fā)的“云計算模式移動互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控與保障系統(tǒng)”，針對云計算應(yīng)用模式下的移動互聯(lián)網(wǎng)安全問題及關(guān)鍵安全技術(shù)開展專項研究，構(gòu)建完善移動互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)體系，實現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的安全事態(tài)監(jiān)控，保障移動互聯(lián)網(wǎng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用和用戶的安全。

該系統(tǒng)獲得國家自主知識產(chǎn)權(quán)和多項發(fā)明專利，并已經(jīng)在山東移動、江蘇移動等多個省市建設(shè)應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定，實際效果良好，能夠有效地解決云計算架構(gòu)和移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的一系列重大安全問題。

系統(tǒng)總體技術(shù)方案

本系統(tǒng)采用創(chuàng)新的云計算模式全局安全深度防護(hù)體系架構(gòu)，主要由外部云計算/互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控網(wǎng)關(guān)、內(nèi)部云計算/云存儲安全防護(hù) 、接入安全監(jiān)控與認(rèn)證、安全監(jiān)護(hù)中心等部分組成。提供云計算應(yīng)用模式下移動互聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)險模型、多租戶云應(yīng)用模式下的數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)、虛擬運(yùn)行環(huán)境安全、云計算和終端安全的評測、移動互聯(lián)網(wǎng)總體安全體系和業(yè)務(wù)安全保障體系等功能。

內(nèi)部云計算/云存儲業(yè)務(wù)系統(tǒng)、移動互聯(lián)網(wǎng)及其終端接入系統(tǒng)、移動互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)護(hù)中心構(gòu)成基于全局認(rèn)證的深度安全主動防御系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過安全網(wǎng)關(guān)跟外部云計算/互聯(lián)網(wǎng)相連。

終端訪問雙向認(rèn)證、授權(quán)內(nèi)聯(lián)、訪問控制:針對終端系統(tǒng)可能直接通過旁路（WiFi等）與外部互聯(lián)網(wǎng)相通而造成復(fù)雜安全問題，安全監(jiān)護(hù)中心與嵌入在終端上的安全中間件客戶端相配合，實施基于全局等技術(shù)，隔離終端與外網(wǎng)外云的操作不造成對內(nèi)網(wǎng)的直接威脅。

全局監(jiān)控、深度安全防御:同時，對內(nèi)部業(yè)務(wù)/數(shù)據(jù)云實施基于全局認(rèn)證的多級深度安全防護(hù)措施，保證內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全性。

敏感數(shù)據(jù)分層保護(hù)、密室隔離、授權(quán)訪問、自動修復(fù):內(nèi)部業(yè)務(wù)/數(shù)據(jù)云采用基于安全加固的分層隔離、授權(quán)訪問、動態(tài)加密等技術(shù)，將關(guān)鍵數(shù)據(jù)、敏感信息存放在安全隔離的“密室”中，對這些數(shù)據(jù)的訪問必須在授權(quán)、認(rèn)證、臨時密鑰的條件下才能進(jìn)行，從而保證了在多租戶、虛擬存儲環(huán)境下關(guān)鍵敏感數(shù)據(jù)、隱私信息的高安全性。

關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

特點一：云計算應(yīng)用模式下移動互聯(lián)網(wǎng)的安全威脅模型

基于對寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算平臺與應(yīng)用、傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)等全方位安全威脅的研究，構(gòu)建出云計算應(yīng)用模式下移動互聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)險體系模型。

在此基礎(chǔ)上，采用云計算、云安全、移動互聯(lián)網(wǎng)安全方面的的創(chuàng)新性研究成果，規(guī)劃設(shè)計云計算應(yīng)用模式下移動互聯(lián)網(wǎng)的安全保障體系——基于全局安全認(rèn)證的深度防御保障體系。

特點二：基于云海操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全隔離和透明存儲。

在浪潮云海操作系統(tǒng)LC-OS的支持下，利用創(chuàng)新的智能虛擬存儲引擎iC-SVC的分域安全密室技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離分層分塊存儲、數(shù)據(jù)安全透明轉(zhuǎn)移。虛擬機(jī)及其數(shù)據(jù)安全隔離——可對虛擬機(jī)設(shè)置專門的安全隔離區(qū)（安全“密室”），隔離區(qū)之間的數(shù)據(jù)遷移必須通過強(qiáng)安全認(rèn)證和授權(quán)，從而阻斷不同虛擬機(jī)及其隔離區(qū)之間的數(shù)據(jù)混泄，保證放到安全隔離區(qū)中的各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)、敏感數(shù)據(jù)的高安全性。

數(shù)據(jù)分域定位安全存儲——高安全等級要求的關(guān)鍵數(shù)據(jù)以及對性能要求高的數(shù)據(jù)可以放在隔離存儲陣列的內(nèi)部，次關(guān)鍵數(shù)據(jù)和一般數(shù)據(jù)可以放在外掛存儲上，而對以上的數(shù)據(jù)都可以通過容災(zāi)軟件實現(xiàn)容災(zāi)。

動態(tài)靈活的存儲管理——強(qiáng)大靈活的資源調(diào)度與和組合式應(yīng)用配置功能，可依據(jù)負(fù)載情況實現(xiàn)業(yè)務(wù)、資源的動態(tài)調(diào)度、基于拓?fù)涞能浻布Y源組塊配置，能快捷地滿足客戶動態(tài)多變、豐富多樣的應(yīng)用需求。

支持大規(guī)模管理架構(gòu)——采用多級聯(lián)管理體系，可以通過級聯(lián)方式實現(xiàn)資源的整合管理，可以有效實現(xiàn)超海量存儲支持共享存儲與分布式云存儲組合模式——克服了純共享存儲模式一旦宕機(jī)將導(dǎo)致所有虛擬機(jī)業(yè)務(wù)的崩潰的問題。

特點三：虛擬存儲環(huán)境深度安全防御技術(shù)

采用全局接入認(rèn)證、安全策略匹配、數(shù)據(jù)隔離、關(guān)鍵數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)智能修復(fù)等方法，構(gòu)建虛擬存儲深度自動防御系統(tǒng)。面對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全行為，最有效的防御策略即是將網(wǎng)絡(luò)安全防御技術(shù)應(yīng)用于在整個網(wǎng)絡(luò)中，而不是在單點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)部署。

分層安全訪問控制：通過對接入行為進(jìn)行有效識別、認(rèn)證，采取針對性的安全策略設(shè)定，并對用戶進(jìn)行強(qiáng)制安全控制，做到防患于未然。而對于關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)區(qū)域數(shù)據(jù)的保護(hù)，全局安全一體化可以通過將安全客戶端和安全聯(lián)動設(shè)備的有效結(jié)合，有效控制終端用戶的網(wǎng)絡(luò)訪問行為。

敏感數(shù)據(jù)的隔離與加密：在云存儲系統(tǒng)中，虛擬存儲管理引擎iSVC，基于統(tǒng)一資源存貯映像和密室隔離技術(shù)，將數(shù)據(jù)存放到不同層面、不同分域的獨(dú)立區(qū)域。并進(jìn)一步對敏感數(shù)據(jù)實施加密，只有通過交叉授權(quán)的用戶通過雙向認(rèn)證后，才能訪問自己的數(shù)據(jù)，從而保證了敏感數(shù)據(jù)的高安全性。ISVC為加密數(shù)據(jù)創(chuàng)建專門的拓?fù)錂z索視圖，以便保證加密數(shù)據(jù)的授權(quán)檢索性。

多維隔離式虛擬存儲引擎 iSVC：iSVC是模塊化的結(jié)構(gòu)，由多個 Cluster 節(jié)點組成一個大型的存儲池，其中的若干存儲設(shè)備以一個統(tǒng)一邏輯設(shè)備存在，可以被系統(tǒng)中所有服務(wù)器訪問，防止出現(xiàn)存儲設(shè)備的信息孤島。 主機(jī)也可以有多條數(shù)據(jù)通路同虛擬引擎，多條路徑并發(fā)工作。

基于統(tǒng)一映像的資源存儲管理：iSVC 采用基于統(tǒng)一拓?fù)溆诚竦娜仲Y源管理技術(shù)，將所有設(shè)備都是其物理設(shè)備的邏輯映像，即使物理存儲發(fā)生變化，這種邏輯映像也不會改變，存儲對用戶來說將變得透明，與底層細(xì)節(jié)無關(guān)。真正的實現(xiàn)不同存儲之間的文件、數(shù)據(jù)塊、對象級別的隔離存儲或共享。

安全透明的數(shù)據(jù)遷移：在iSVC的統(tǒng)一拓?fù)溆诚裣拢蓪崿F(xiàn)數(shù)據(jù)存放位置對用戶透明的隔離保護(hù)。支持基于用戶需求的數(shù)據(jù)位置控制，實施對關(guān)鍵數(shù)據(jù)、敏感信息的多層加固隔離，能夠在云計算環(huán)境的多租戶架構(gòu)上，把用戶的數(shù)據(jù)與其他客戶的數(shù)據(jù)實現(xiàn)物理隔離。

當(dāng)iSVC 被加入到一個現(xiàn)有的SAN 環(huán)境中時，不需要做數(shù)據(jù)遷移，iSVC 把現(xiàn)有的磁盤配置原封不動的繼承下來，這樣對服務(wù)器上的應(yīng)用是完全透明的。當(dāng)iSVC 完全配置好以后，它又可以將原先磁盤上的卷及數(shù)據(jù)透明的遷移到其他真正的虛擬卷中。所有的遷移過程對服務(wù)器透明，因此不需要中止應(yīng)用。

動態(tài)加密和交叉認(rèn)證：對于存放在安全隔離區(qū)“密室”內(nèi)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、敏感數(shù)據(jù)、隱私信息，采用基于分域數(shù)據(jù)加密和雙因子認(rèn)證，能有效保護(hù)無意或惡意泄露云服務(wù)器上的數(shù)據(jù)和傳送給最終用戶的數(shù)據(jù)。確保只有可以訪問數(shù)據(jù)的用戶才能看到數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)自動修復(fù)和連續(xù)容災(zāi)恢復(fù)：全局安全接入認(rèn)證及自動防御系統(tǒng)提供的自動修復(fù)（自愈）功能，即能夠通過自動使受損系統(tǒng)得以快速恢復(fù) ，并保證即使在系統(tǒng)不斷遭受攻擊時，大部分資源仍時刻處在正常使用狀態(tài)下。

對敏感數(shù)據(jù)、隱私數(shù)據(jù)、關(guān)鍵業(yè)務(wù)實施拓?fù)溥B續(xù)監(jiān)護(hù)和災(zāi)難恢復(fù)，確保云環(huán)境中的數(shù)據(jù)安全和隱私信息的機(jī)密性

特點四：基于加固SSR的交叉授權(quán)動態(tài)加密技術(shù)

采用基于安全加固服務(wù)器的交叉授權(quán)、雙向認(rèn)證、密鑰動態(tài)地實時分發(fā)以及密鑰及時銷毀等技，對整個訪問過程進(jìn)行端到端的加密保護(hù)，不僅能有效地保護(hù)數(shù)據(jù)訪問操作的全程安全，也能有效地監(jiān)控防御黑客、木馬、甚至云計算中心的管理人員對敏感數(shù)據(jù)的非法訪問、偷窺，從而有效地保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)、敏感信息的高安全性。

利用本單位創(chuàng)新的的安全加固服務(wù)SSR系統(tǒng)基于先進(jìn)的ROST技術(shù), 完全不同于防火墻和IDS等外層安防技術(shù)，而是深入到操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫底層對文件、數(shù)據(jù)、進(jìn)程、注冊表和服務(wù)進(jìn)行強(qiáng)制訪問控制和完整性檢驗，同時利用固化的帶外授權(quán)密鑰，對各種加載運(yùn)行的應(yīng)用程序進(jìn)行動態(tài)密鑰、交叉認(rèn)證，從根本上防止了病毒、木馬、黑客等各種非法攻擊行為。

這些關(guān)鍵支撐技術(shù)主要包括：基于固化SSR的加密控制和動態(tài)交叉認(rèn)證、嚴(yán)密的帶外密鑰授權(quán)控制、固化的多點密鑰可靠管理技術(shù)、端到端立體安全監(jiān)控技術(shù)、自動化管控溯源追蹤技術(shù)、智能化容錯運(yùn)行與異常處理技術(shù)等。

系統(tǒng)應(yīng)用效果

本系統(tǒng)通過構(gòu)建具有全局安全接入認(rèn)證、云安全隔離存儲、內(nèi)外云應(yīng)用隔離、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控、終端訪問控制、關(guān)鍵數(shù)據(jù)授權(quán)加密等功能的全局深度防護(hù)體系，實現(xiàn)了面向客戶個性化安全服務(wù)需求的安全服務(wù)管理，為客戶提供差異化、多層面、多維度、端到端安全監(jiān)控防護(hù)。

全局深度防護(hù)體系包括從終端、到網(wǎng)絡(luò)、到云端全覆蓋的的全局總體監(jiān)控架構(gòu)、密鑰安全管理、身份認(rèn)證、訪問安全控制、信任機(jī)制、應(yīng)用軟件接入安全監(jiān)控、應(yīng)用程序運(yùn)行安全監(jiān)控、信息內(nèi)容識別與過濾、管控溯源技術(shù)以及異常處理、第三方安全工具集成等， 重點研究解決移動互聯(lián)網(wǎng)和云應(yīng)用系統(tǒng)的安全運(yùn)行安全監(jiān)控、安全部署、信息安全管理與保護(hù)、安全服務(wù)等問題。

與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，移動互聯(lián)網(wǎng)面臨更為嚴(yán)峻的安全威脅與攻擊，如身份欺騙、拒絕服務(wù)攻擊、非法入侵、數(shù)據(jù)竊取、病毒或惡意代碼攻擊等，需要采用各種安全技術(shù)為用戶提供電信級別的安全服務(wù)，使移動互聯(lián)網(wǎng)成為一個可管可控可信的網(wǎng)絡(luò)。主要實現(xiàn)的功能包括以下各項。

特點一：密鑰安全管理

密鑰管理包括從密鑰的產(chǎn)生到密鑰的銷毀的各個方面。主要表現(xiàn)于管理體制、管理協(xié)議和密鑰的產(chǎn)生、分配、更換和注入等。本項目的密鑰管理采用基于X.509證書的PKI方案。

特點二：基于角色授權(quán)和雙向認(rèn)證的訪問安全控制

在移動互聯(lián)網(wǎng)中，采用云認(rèn)證機(jī)制保障用戶身份安全，給用戶提供單點登錄、實現(xiàn)實體間相互認(rèn)證、支持各參與方的協(xié)同工作、支持動態(tài)區(qū)域內(nèi)的安全管理。支持雙因子身份鑒定機(jī)制，在Web聯(lián)接中采用雙向身份鑒定，雙向鑒定確保聯(lián)接的每一端都是安全的，證實Web應(yīng)用客戶機(jī)側(cè)和服務(wù)器側(cè)都是安全的；也可以建立SSL協(xié)議加密通信聯(lián)線、確保對話的機(jī)密性和完整性，防止第三方闖入對話、消除被欺騙的可能性和引入木馬；

特點三：對網(wǎng)絡(luò)入侵和異常流量的管控

對與網(wǎng)絡(luò)入侵和異常，可以通過包分析、行為模式分析等方式來尋找入侵的來源或者導(dǎo)致入侵的系統(tǒng)漏洞，然后通過技術(shù)或者管理手段來解決這些問題，從而防止網(wǎng)絡(luò)入侵和異常的再度發(fā)生。

特點四：信息內(nèi)容識別與過濾技術(shù)方案

信息內(nèi)容識別與過濾技術(shù)是移動互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容安全的核心技術(shù)，采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)采集器和數(shù)據(jù)包抓取兩種方式采集信息；采用特征匹配和關(guān)鍵字過濾相結(jié)合的方式進(jìn)行信息過濾；采用基于文檔結(jié)構(gòu)和基于文檔特征的兩種方式進(jìn)行信息抽取；采用描述優(yōu)先思想將文本根據(jù)其描述的內(nèi)容和特征分成不同的類別；采用基于功率譜的計算方式來判斷話題的熱度；采用關(guān)鍵字匹配的方式來判定話題的敏感度；根據(jù)數(shù)據(jù)的相關(guān)性來對話題進(jìn)行短期趨勢預(yù)測。

特點五：應(yīng)用程序運(yùn)行安全監(jiān)控

對應(yīng)用程序的安全性、合法性等檢查、審計、授權(quán)和認(rèn)證體系，包括應(yīng)用程序的接口標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、檢查和審計流程、授權(quán)流程、認(rèn)證方式等。

安全監(jiān)控模塊采用了多種形式相結(jié)合的監(jiān)控方式，包括了系統(tǒng)級的進(jìn)程監(jiān)控、應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控以及應(yīng)用程序異常檢測。

監(jiān)控的內(nèi)容包括應(yīng)用程序在運(yùn)行過程中所使用的系統(tǒng)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、用戶活躍程度等，對發(fā)生異常的引用程序進(jìn)行相應(yīng)的處理措施，保證平臺的安全性。

特點六：信任

與傳統(tǒng)的被動式安全防御措施不同，信任機(jī)制是一種主動的網(wǎng)絡(luò)安全防御手段。在用戶和網(wǎng)絡(luò)之間、網(wǎng)絡(luò)與第三方應(yīng)用提供商之間、第三方應(yīng)用和用戶之間需要采用合理的信任機(jī)制，建立信任關(guān)系，以感知和評估用戶、第三方應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)之間信任狀態(tài)和安全態(tài)勢；通過信任度量手段，建立信譽(yù)積分系統(tǒng)；信任計算為每一個用戶和應(yīng)用建立信譽(yù)檔案，通過采用合理的信任評估模型，評估用戶和第三方應(yīng)用的可信度，將移動互聯(lián)網(wǎng)建立為可信網(wǎng)絡(luò)。

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