1、淺析網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)（二）摘要：文中論述了防火墻部署原則，并從防火墻部署的位置詳細闡述了防火墻的選擇標(biāo)準(zhǔn)。并就信息交換加密技術(shù)的分類及RSA算法作以分析，針對PKI技術(shù)這一信息安全核心技術(shù)，論述了其安全體系的構(gòu)成。 關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)安全 防火墻 PKI技術(shù) 1.概述 網(wǎng)絡(luò)防火墻技術(shù)的作為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的第一道安全屏障，是最先受到人們重視的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，就其產(chǎn)品的主流趨勢而言，大多數(shù)代理服務(wù)器（也稱應(yīng)用網(wǎng)關(guān)）也集成了包濾技術(shù)，這兩種技術(shù)的混合應(yīng)用顯然比單獨使用更具有大的優(yōu)勢。那么我們究竟應(yīng)該在哪些地方部署防火墻呢?首先,應(yīng)該安裝防火墻的位置是公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部Internet的接口處,以阻擋來自

2、外部網(wǎng)絡(luò)的入侵;其次,如果公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大,并且設(shè)置有虛擬局域網(wǎng)(VLAN),則應(yīng)該在各個VLAN之間設(shè)置防火墻;第三,通過公網(wǎng)連接的總部與各分支機構(gòu)之間也應(yīng)該設(shè)置防火墻,如果有條件,還應(yīng)該同時將總部與各分支機構(gòu)組成虛擬專用網(wǎng)(VPN)。 安裝防火墻的基本原則是:只要有惡意侵入的可能,無論是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還是與外部公網(wǎng)的連接處,都應(yīng)該安裝防火墻。 2.防火墻的選擇 選擇防火墻的標(biāo)準(zhǔn)有很多,但最重要的是以下幾條: 2.1.總擁有成本防火墻產(chǎn)品作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全屏障,其總擁有成本(TCO)不應(yīng)該超過受保護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可能遭受最大損失的成本。以一個非關(guān)鍵部門的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為例,假如其系統(tǒng)中的所有信息及所支持應(yīng)

3、用的總價值為10萬元,則該部門所配備防火墻的總成本也不應(yīng)該超過10萬元。當(dāng)然,對于關(guān)鍵部門來說,其所造成的負面影響和連帶損失也應(yīng)考慮在內(nèi)。如果僅做粗略估算,非關(guān)鍵部門的防火墻購置成本不應(yīng)該超過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)總成本,關(guān)鍵部門則應(yīng)另當(dāng)別論。 2.2.防火墻本身是安全的 作為信息系統(tǒng)安全產(chǎn)品,防火墻本身也應(yīng)該保證安全,不給外部侵入者以可乘之機。如果像馬其頓防線一樣,正面雖然牢不可破,但進攻者能夠輕易地繞過防線進入系統(tǒng)內(nèi)部,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也就沒有任何安全性可言了。 通常,防火墻的安全性問題來自兩個方面:其一是防火墻本身的設(shè)計是否合理,這類問題一般用戶根本無從入手,只有通過權(quán)威認證機構(gòu)的全面測試才能確定。所以

4、對用戶來說,保守的方法是選擇一個通過多家權(quán)威認證機構(gòu)測試的產(chǎn)品。其二是使用不當(dāng)。一般來說,防火墻的許多配置需要系統(tǒng)管理員手工修改,如果系統(tǒng)管理員對防火墻不十分熟悉,就有可能在配置過程中遺留大量的安全漏洞。 2.3.管理與培訓(xùn) 管理和培訓(xùn)是評價一個防火墻好壞的重要方面。我們已經(jīng)談到,在計算防火墻的成本時,不能只簡單地計算購置成本,還必須考慮其總擁有成本。人員的培訓(xùn)和日常維護費用通常會在TCO中占據(jù)較大的比例。一家優(yōu)秀秀的安全產(chǎn)品供應(yīng)商必須為其用戶提供良好的培訓(xùn)和售后服務(wù)。 2.4.可擴充性 在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的初期,由于內(nèi)部信息系統(tǒng)的規(guī)模較小,遭受攻擊造成的損失也較小,因此沒有必要購置過于復(fù)雜和昂貴

5、的防火墻產(chǎn)品。但隨著網(wǎng)絡(luò)的擴容和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的增加,網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險成本也會急劇上升,此時便需要增加具有更高安全性的防火墻產(chǎn)品。如果早期購置的防火墻沒有可擴充性,或擴充成本極高,這便是對投資的浪費。好的產(chǎn)品應(yīng)該留給用戶足夠的彈性空間,在安全水平要求不高的情況下,可以只選購基本系統(tǒng),而隨著要求的提高,用戶仍然有進一步增加選件的余地。這樣不僅能夠保護用戶的投資,對提供防火墻產(chǎn)品的廠商來說,也擴大了產(chǎn)品覆蓋面。 2.5.防火墻的安全性 防火墻產(chǎn)品最難評估的方面是防火墻的安全性能,即防火墻是否能夠有效地阻擋外部入侵。這一點同防火墻自身的安全性一樣,普通用戶通常無法判斷。即使安裝好了防火墻,如果沒有實際的外部入侵

6、,也無從得知產(chǎn)品性能的優(yōu)劣。但在實際應(yīng)用中檢測安全產(chǎn)品的性能是極為危險的,所以用戶在選擇防火墻產(chǎn)品時,應(yīng)該盡量選擇占市場份額較大同時又通過了權(quán)威認證機構(gòu)認證測試的產(chǎn)品。 3.加密技術(shù) 信息交換加密技術(shù)分為兩類：即對稱加密和非對稱加密。 3.1.對稱加密技術(shù) 在對稱加密技術(shù)中，對信息的加密和解密都使用相同的鑰，也就是說一把鑰匙開一把鎖。這種加密方法可簡化加密處理過程，信息交換雙方都不必彼此研究和交換專用的加密算法。如果在交換階段私有密鑰未曾泄露，那么機密性和報文完整性就可以得以保證。對稱加密技術(shù)也存在一些不足，如果交換一方有N個交換對象，那么他就要維護N個私有密鑰，對稱加密存在的另一個問題是雙方

7、共享一把私有密鑰，交換雙方的任何信息都是通過這把密鑰加密后傳送給對方的。如三重DES是DES（數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)）的一種變形，這種方法使用兩個獨立的56為密鑰對信息進行3次加密，從而使有效密鑰長度達到112位。 3.2.非對稱加密/公開密鑰加密 在非對稱加密體系中，密鑰被分解為一對（即公開密鑰和私有密鑰）。這對密鑰中任何一把都可以作為公開密鑰（加密密鑰）通過非保密方式向他人公開，而另一把作為私有密鑰（解密密鑰）加以保存。公開密鑰用于加密，私有密鑰用于解密，私有密鑰只能有生成密鑰的交換方掌握，公開密鑰可廣泛公布，但它只對應(yīng)于生成密鑰的交換方。非對稱加密方式可以使通信雙方無須事先交換密鑰就可以建立安全通

8、信，廣泛應(yīng)用于身份認證、數(shù)字簽名等信息交換領(lǐng)域。非對稱加密體系一般是建立在某些已知的數(shù)學(xué)難題之上，是計算機復(fù)雜性理論發(fā)展的必然結(jié)果。最具有代表性是RSA公鑰密碼體制。 3.3.RSA算法 RSA算法是Rivest、Shamir和Adleman于1977年提出的第一個完善的公鑰密碼體制，其安全性是基于分解大整數(shù)的困難性。在RSA體制中使用了這樣一個基本事實：到目前為止，無法找到一個有效的算法來分解兩大素數(shù)之積。RSA算法的描述如下： 公開密鑰：n=pq(p、q分別為兩個互異的大素數(shù)，p、q必須保密) e與（p-1）(q-1)互素 私有密鑰：d=e-1 mod(p-1)(q-1) 加密：c=me(

9、mod n),其中m為明文，c為密文。 解密：m=cd(mod n) 利用目前已經(jīng)掌握的知識和理論，分解2048bit的大整數(shù)已經(jīng)超過了64位計算機的運算能力，因此在目前和預(yù)見的將來，它是足夠安全的。 4.PKI技術(shù) PKI（Publie Key Infrastucture）技術(shù)就是利用公鑰理論和技術(shù)建立的提供安全服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。PKI技術(shù)是信息安全技術(shù)的核心，也是電子商務(wù)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)技術(shù)。由于通過網(wǎng)絡(luò)進行的電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子事務(wù)等活動缺少物理接觸，因此使得用電子方式驗證信任關(guān)系變得至關(guān)重要。而PKI技術(shù)恰好是一種適合電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子事務(wù)的密碼技術(shù)，他能夠有效地解決電子商務(wù)應(yīng)用中

10、的機密性、真實性、完整性、不可否認性和存取控制等安全問題。一個實用的PKI體系應(yīng)該是安全的易用的、靈活的和經(jīng)濟的。它必須充分考慮互操作性和可擴展性。它是認證機構(gòu)（CA）、注冊機構(gòu)（RA）、策略管理、密鑰（Key）與證書（Certificate）管理、密鑰備份與恢復(fù)、撤消系統(tǒng)等功能模塊的有機結(jié)合。 4.1.認證機構(gòu) CA（Certification Authorty）就是這樣一個確保信任度的權(quán)威實體，它的主要職責(zé)是頒發(fā)證書、驗證用戶身份的真實性。由CA簽發(fā)的網(wǎng)絡(luò)用戶電子身份證明證書，任何相信該CA的人，按照第三方信任原則，也都應(yīng)當(dāng)相信持有證明的該用戶。CA也要采取一系列相應(yīng)的措施來防止電子證書被

11、偽造或篡改。構(gòu)建一個具有較強安全性的CA是至關(guān)重要的，這不僅與密碼學(xué)有關(guān)系，而且與整個PKI系統(tǒng)的構(gòu)架和模型有關(guān)。此外，靈活也是CA能否得到市場認同的一個關(guān)鍵，它不需支持各種通用的國際標(biāo)準(zhǔn)，能夠很好地和其他廠家的CA產(chǎn)品兼容。 4.2.注冊機構(gòu) RA（Registration Authorty）是用戶和CA的接口，它所獲得的用戶標(biāo)識的準(zhǔn)確性是CA頒發(fā)證書的基礎(chǔ)。RA不僅要支持面對面的登記，也必須支持遠程登記。要確保整個PKI系統(tǒng)的安全、靈活，就必須設(shè)計和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、安全的且易于操作的RA系統(tǒng)。 4.3.策略管理 在PKI系統(tǒng)中，制定并實現(xiàn)科學(xué)的安全策略管理是非常重要的這些安全策略必須適應(yīng)不同的

12、需求，并且能通過CA和RA技術(shù)融入到CA 和RA的系統(tǒng)實現(xiàn)中。同時，這些策略應(yīng)該符合密碼學(xué)和系統(tǒng)安全的要求，科學(xué)地應(yīng)用密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全的理論，并且具有良好的擴展性和互用性。 4.4.密鑰備份和恢復(fù) 為了保證數(shù)據(jù)的安全性，應(yīng)定期更新密鑰和恢復(fù)意外損壞的密鑰是非常重要的，設(shè)計和實現(xiàn)健全的密鑰管理方案，保證安全的密鑰備份、更新、恢復(fù)，也是關(guān)系到整個PKI系統(tǒng)強健性、安全性、可用性的重要因素。 4.5.證書管理與撤消系統(tǒng) 證書是用來證明證書持有者身份的電子介質(zhì)，它是用來綁定證書持有者身份和其相應(yīng)公鑰的。通常，這種綁定在已頒發(fā)證書的整個生命周期里是有效的。但是，有時也會出現(xiàn)一個已頒發(fā)證書不再有效的情況這

13、就需要進行證書撤消，證書撤消的理由是各種各樣的，可能包括工作變動到對密鑰懷疑等一系列原因。證書撤消系統(tǒng)的實現(xiàn)是利用周期性的發(fā)布機制撤消證書或采用在線查詢機制，隨時查詢被撤消的證書。 5.安全技術(shù)的研究現(xiàn)狀和動向 我國信息網(wǎng)絡(luò)安全研究歷經(jīng)了通信保密、數(shù)據(jù)保護兩個階段，正在進入網(wǎng)絡(luò)信息安全研究階段，現(xiàn)已開發(fā)研制出防火墻、安全路由器、安全網(wǎng)關(guān)、黑客入侵檢測、系統(tǒng)脆弱性掃描軟件等。但因信息網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域是一個綜合、交叉的學(xué)科領(lǐng)域它綜合了利用數(shù)學(xué)、物理、生化信息技術(shù)和計算機技術(shù)的諸多學(xué)科的長期積累和最新發(fā)展成果，提出系統(tǒng)的、完整的和協(xié)同的解決信息網(wǎng)絡(luò)安全的方案，目前應(yīng)從安全體系結(jié)構(gòu)、安全協(xié)議、現(xiàn)代密碼理論

14、、信息分析和監(jiān)控以及信息安全系統(tǒng)五個方面開展研究，各部分相互協(xié)同形成有機整體。 國際上信息安全研究起步較早，力度大，積累多，應(yīng)用廣，在70年代美國的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)基礎(chǔ)理論研究成果“計算機保密模型”（Beu& La padula模型）的基礎(chǔ)上，指定了“可信計算機系統(tǒng)安全評估準(zhǔn)則”（TCSEC），其后又制定了關(guān)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫方面和系列安全解釋，形成了安全信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)則。安全協(xié)議作為信息安全的重要內(nèi)容，其形式化方法分析始于80年代初，目前有基于狀態(tài)機、模態(tài)邏輯和代數(shù)工具的三種分析方法，但仍有局限性和漏洞，處于發(fā)展的提高階段。作為信息安全關(guān)鍵技術(shù)密碼學(xué)，近年來空前活躍，美、歐、亞各洲舉行的密碼學(xué)和信息安全學(xué)術(shù)會議頻繁。1976年美國學(xué)者提出的公開密鑰密碼體制，克服了網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)密鑰管理的困難，同時解決了數(shù)字簽名問題，它是當(dāng)前研究的熱點。而電子商務(wù)的安全性已是當(dāng)前人們普遍關(guān)注的焦點，目前正處于研究和發(fā)展階段，它帶動了論證理論、密鑰管理等研究，由于計算機運算速度的不斷提高，各種密碼算法面臨著新的密碼體制，如量子