公安局網(wǎng)絡安全方案

1、某公安局網(wǎng)絡安全方案（建議稿）一、某公安局網(wǎng)絡現(xiàn)狀某公安局網(wǎng)絡作為信息基礎設施，是機關信息化建設的基石。某公安局網(wǎng)絡開通到 上級省廳及全國各地公安網(wǎng)站的數(shù)字專線出口，與局內(nèi)各樓、其它一些分局及派出所 和INTERNE連接。某公安局網(wǎng)絡提供公安局各單位的互聯(lián)通道，實現(xiàn)機關局域網(wǎng)絡全 部節(jié)點及終端設備的網(wǎng)絡互聯(lián)和系統(tǒng)集成，實現(xiàn)以信息交換，信息發(fā)布為主的綜合計 算機網(wǎng)絡應用環(huán)境，為公安局管理、領導決策提供先進的技術支持手段。整個某公安局網(wǎng)絡通過統(tǒng)一的出口， 64K的DDN專線接入上級省廳及全國各地公安 網(wǎng)站，網(wǎng)絡主干網(wǎng)通過一個 Motorla（S520）路由器連接到上級網(wǎng)絡。某公安局網(wǎng)絡在 物理結構

2、上主要分成兩個子網(wǎng)，兩個子網(wǎng)通過路由器連接。在邏輯上，某公安局網(wǎng)絡 有許多虛擬子網(wǎng)。某公安局網(wǎng)絡對遠程用戶提供撥號接入服務。網(wǎng)絡系統(tǒng)分布在整個， 規(guī)模較大。某公安局現(xiàn)有網(wǎng)絡的拓撲結構見圖一所示。某公安局網(wǎng)絡已經(jīng)有了比較成熟的應用， 包括WW服務，Mail服務，DN&艮務等的 一些其他應用，如內(nèi)部信息等，也已經(jīng)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡應用之上的Web應用主要是用于內(nèi)部信息的管理，應用模式主要包括數(shù)據(jù)庫客戶/服務器模式、客戶/服務器模式與瀏覽 器/WWWK務器模式。某公安局網(wǎng)絡還沒有采取安全措施以保證信息的安全不受到侵犯。以上是某公安局網(wǎng)絡及其應用的現(xiàn)狀。某公安局網(wǎng)絡安全需求分析某公安局網(wǎng)絡系統(tǒng)現(xiàn)在的

3、Web應用主要是用于公安局 內(nèi)部信息管理，因而存在著強烈的安全需求。網(wǎng)絡安全的目標是保護和管理網(wǎng)絡資源（包括網(wǎng)絡信息和網(wǎng)絡服務）。網(wǎng)絡安全的需求是分層次的。ISO/OSI網(wǎng)絡模型將網(wǎng)絡分為7個層次，在不同層次 上的安全需求如上圖所示。某公安局網(wǎng)絡的安全需求覆蓋網(wǎng)絡層以上的部分，并且有安全管理的需求。可以把某公安局網(wǎng)絡的安全需求分為三個大的方面：網(wǎng)絡層安全需求、應用層安全需求和安 全管理需求。目前第一期解決網(wǎng)絡層安全需求1. 網(wǎng)絡層安全需求網(wǎng)絡層安全需求是保護網(wǎng)絡不受攻擊， 確保網(wǎng)絡服務的可用性。某公安局網(wǎng)絡網(wǎng)絡 層的安全需求是面向系統(tǒng)安全的，包括：隔離內(nèi)外部網(wǎng)絡；實現(xiàn)網(wǎng)絡的邊界安全，在網(wǎng)絡的入

4、出口設置安全控制;實現(xiàn)安全漏洞檢測，及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡服務和操作系統(tǒng)存在的安全隱患，及時采取補救措施，將安全風險降到最低。具體而言，某公安局網(wǎng)絡系統(tǒng)在網(wǎng)絡層的安全需求可以描述為:1) 解決網(wǎng)絡的邊界安全，防止外部攻擊，保護內(nèi)部網(wǎng)絡；通過防火墻和應用代 理隔離內(nèi)外網(wǎng)絡；2) 內(nèi)外網(wǎng)絡采用兩套不同的IP地址，實現(xiàn)地址翻譯(NAT功能；3) 根據(jù)IP地址和TCP端口進行入出控制；4) 基于IP地址和MAC地址的對應防止IP盜用；5) 基于IP地址計費和流量控制；6) 基于IP地址的黑白名單；7) 防火墻對用戶身份進行簡單認證；8) 根據(jù)用戶身份進行入出控制；9) 基于用戶的計費和流量限制；10) URL檢

5、查和過濾。2. 應用層安全需求某公安局網(wǎng)絡應用層安全需求是針對用戶和系統(tǒng)應用資源的，必須確保合法用戶對 信息的合法存取。某公安局網(wǎng)絡的信息資源須按需求的安全等級進行系統(tǒng)而周密的規(guī) 劃，根據(jù)規(guī)劃采取相應的安全管理手段來保證系統(tǒng)的實用、可靠和安全性。某公安局網(wǎng)絡應用主要是應用于公安局內(nèi)部的信息管理，因而：2) 內(nèi)部、外部授權用戶只能擁有系統(tǒng)賦予的訪問授權；3) 不同級別的內(nèi)部用戶擁有對信息的不同訪問權限；4) 不同部門的內(nèi)部用戶擁有對信息的不同訪問權限；5) 某個部門的信息可以授予其他部門內(nèi)部用戶一定的訪問權限；6) 授權用戶不論在什么地方，什么時間，對信息的訪問權限應該是一致的； 某公安局網(wǎng)絡應

6、用層的安全威脅主要是：身份竊取和假冒數(shù)據(jù)竊取和篡改非授權存取否認與抵賴以上安全威脅產(chǎn)生的安全需求如下：數(shù)據(jù)保密：由于無法確認是否有未經(jīng)授權的用戶截取網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)，需要一種手段來對數(shù)據(jù)進行保密。數(shù)據(jù)加密就是用來實現(xiàn)這一目標的。數(shù)據(jù)完整性：需要一種方法來確認送到網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)在傳輸過程中沒有被篡改。數(shù)據(jù)加密和校驗被用來實現(xiàn)這一目標。身份認證：需要對網(wǎng)絡上的用戶進行識別，以確認對方的真實身份，保證身份不被竊取與假冒。訪問授權：需要控制誰能夠訪問網(wǎng)絡上的信息， 并且他們能夠?qū)π畔⑦M行何種操作。訪問授權能夠防止對系統(tǒng)資源的非授權存取1)外部非授權用戶不得擁有訪問公安局內(nèi)部信息的權限;審計記錄：所有網(wǎng)絡活動

7、應該有記錄，這種記錄要針對用戶來進行，可以實現(xiàn)統(tǒng)計、計費等功能；還可以防止否認，確保用戶不能抵賴自己的行為, 同時提供公證的手段來解決可能出現(xiàn)的爭議。通過應用層的安全管理，最終要使某公安局網(wǎng)絡系統(tǒng)達到下面的目標：1) 面向所有服務的粗粒度的安全控制：解決網(wǎng)絡的整體安全，內(nèi)外兼防，保護數(shù)據(jù)和信息安全；用戶和服務器之間實現(xiàn)嚴格的身份認證；基于嚴格身份認證的統(tǒng)一授權管理；訪問控制粒度要求達到TCP端 口一級；數(shù)據(jù)傳輸時加密以實現(xiàn)數(shù)據(jù)保密和不可抵賴等；實現(xiàn)審計記錄功能。2) 面向Wet服務的細粒度的安全控制：要求解決WE應用的整體安全，內(nèi)外兼防，保護數(shù)據(jù)和信息安全；解決HTTP的安全問題；解決CGI的

8、安全問題；用戶和WE應用服務器之間實現(xiàn)嚴格的身份認證；根據(jù)用戶身份實現(xiàn) WEB&間的統(tǒng)一授權管理；訪問控制粒度要求達到文件和頁面一級； 實現(xiàn)WE咗間的安全單點登錄;實現(xiàn)WEB空間的目錄服務;實現(xiàn)信息訪問頻率和用戶訪問頻率統(tǒng)計。3）由于某公安局客戶端的地理分布廣泛，要求系統(tǒng)的安全控制支持公鑰系統(tǒng)，支持SSL協(xié)議；3. 安全管理需求3.1網(wǎng)絡層安全管理網(wǎng)絡層的安全管理主要結合網(wǎng)管系統(tǒng)進行，主要內(nèi)容如下：完成對路由器、交換機、訪問服務器的安全配置，具體包括：設備配置授權、路由配置、VLAN配置（根據(jù)端口或 MAC地址）、IP過濾配置、TCP端口訪問控制、撥號認證（如 RADIUS TACAC

9、S等） 配置、路由器加密配置等。完成防火墻的配置，具體包括：防火墻操作系統(tǒng)配置、基于規(guī)則的IP過濾配置、安全TCP端口及訪問授權配置、內(nèi)容過濾配置、NAT地址翻譯配置等；堡壘主機配置，包括各應用代理或應用網(wǎng)關的配置。安全檢測軟件配置：包括網(wǎng)絡服務漏洞檢測和操作系統(tǒng)漏洞檢測。3.2應用層安全管理完成用戶注冊，建立用戶檔案，完成用戶分組，形成全網(wǎng)統(tǒng)一一致的用戶空間；完成網(wǎng)絡資源的統(tǒng)一配置，形成全網(wǎng)統(tǒng)一的資源空間；根據(jù)用戶身份完成訪問授權配置，形成全網(wǎng)統(tǒng)一一致的授權管理；支持單點登錄，實現(xiàn)基于單一口令的訪問控制；形成訪問記錄，為統(tǒng)計和分析提供事實依據(jù)，并且防止抵賴，為事故責任分析奠定基礎；通過實用的

10、安全管理軟件實現(xiàn)安全管理。4. 信息資源的安全分類某公安局網(wǎng)絡的信息資源的安全分類如下:公眾信息-不需要身份認證和訪問控制;內(nèi)部信息-需要身份驗證并根據(jù)身份進行相應的訪問控制；敏感信息-需要驗證身份、根據(jù)身份進行相應的訪問控制而且在信 息傳輸過程中采取加密措施。某公安局網(wǎng)絡的服務類型的安全分類如下：內(nèi)部服務-面向內(nèi)部的授權注冊用戶，管理和控制內(nèi)部用戶對信息 資源的訪問。根據(jù)用戶的身份或角色，對用戶可使用的服務進行授權，包括對 夕卜的訪問。公眾服務資源-面向互聯(lián)網(wǎng)絡，防止和抵御外來的攻擊。三、某公安局網(wǎng)絡安全解決方案某公安局網(wǎng)絡安全系統(tǒng)的總體目標是根據(jù)前面提到的所有的安全需求，解決某公安局網(wǎng)絡系

11、統(tǒng)的安全問題。采用昊普創(chuàng)業(yè)安全防范技術公司擁有的從網(wǎng)絡層到應用層的一整套網(wǎng)絡安全技術和產(chǎn)品，我們?yōu)槟彻簿志W(wǎng)絡系統(tǒng)設計了包括網(wǎng)絡層、應用層安全控制、網(wǎng)絡安全管理和安全監(jiān)測的一套立體的、全方位的安全解決方案?？紤]到的實際情況，我們設計了一個兩期的方案，可以逐步實現(xiàn)某公安局的完全的安全防范措施。1一期解決方案不論什么情況，考慮網(wǎng)絡安全問題必須同時注意到網(wǎng)絡層和應用層兩方面的安全問題。在某公安局網(wǎng)絡安全一期解決方案中也是這樣考慮的。1.1安全網(wǎng)絡拓撲結構某公安局網(wǎng)絡安全系統(tǒng)一期解決方案需要實現(xiàn)網(wǎng)絡層和應用層的基本安全配置，包括邊界防火墻的配置，應用層安全服務器的基本配置。一期解決方案的安全網(wǎng)絡拓撲結

12、構見圖三所示。內(nèi)部網(wǎng)絡通過路由器連接到省廳網(wǎng)絡和Internet 。在路由器后面設置了一個帶三網(wǎng)卡的 HotTiger硬件防火墻，實現(xiàn)網(wǎng)絡層的安全控制。其他在3COM15O0各由器后面設置了一個帶雙 網(wǎng)卡的HotDog計費型防火墻，實現(xiàn)網(wǎng)絡層的安全控制防火墻后面連接昊普公司的HotCat安全認證計費系統(tǒng)，實現(xiàn)應用層的安全訪問控制和安全管理。1.2邊界防火墻HotDog的配置邊界防火墻采用昊普創(chuàng)業(yè) HotTiger硬件防火墻。其他采用HotDog該產(chǎn)品運行在具有安全核心的操作系統(tǒng)的基礎上， 保證防火墻的平臺安全。在某公安局網(wǎng)絡安全系統(tǒng)一期建設中，將使用帶雙網(wǎng)卡的HotDog，并啟動其IP包過濾、

13、IP計費、地址翻譯 NATIP和MAC地址對應功能以及應用代理服務SQUID邊界防火墻HotDog上面有兩塊網(wǎng)卡，可以配置兩個不同的IP地址，其中一塊使用合法的 IP地址，另一塊使用內(nèi)部保留地址，如，實現(xiàn)地址翻譯NAT功能，達到隱藏網(wǎng)絡內(nèi)部地址的作用。通過HotDog,可以隔離內(nèi)外網(wǎng)絡，解決網(wǎng)絡的邊界安全問題。HotDog具有基于規(guī)則的包過濾功能，可以根據(jù)IP地址和TCP端口進行入出控制。同時 HotDog可以把IP地址和網(wǎng)卡的 MAC地址對應起來，防止IP被盜用的危險。HotDog同時是一個應用代理防火墻，可以通過應用代理隔離內(nèi)外網(wǎng)絡。HotDog支持簡單的用戶身份認證，可以根據(jù)用戶身份進行

14、入出控制。HotDog具有比較全面的計費功能。HotDog的計費是可以根據(jù)IP和用戶進行雙向計 費的，就是說可以針對內(nèi)部網(wǎng)絡的IP進行流出和流入的計費，也可以針對外部網(wǎng)絡IP 到我們的防火墻的流量對其進行計費，而且對于要求用戶驗證方式的Firewall/Proxy ， HotDog還可以提供基于用戶的流量計費。1.3應用層安全撥號認證計費服務器HotCat的配置在邊界防火墻HotDog之后，設置了一個應用層的安全服務器，采用昊普創(chuàng)業(yè)HotCat撥號認證計費系統(tǒng) 。一期建設使用一個帶100，000用戶的HotCat撥號認證計費安全服務器軟件。某公安局網(wǎng)絡運行的應用很多，解決應用層的安全問題是這次

15、網(wǎng)絡安全解決方案的重點。在傳統(tǒng)的觀念中，配置防火墻就是解決安全的全部。事實上，網(wǎng)絡建設中網(wǎng)絡部分僅僅是一個基礎，更重要的是建立公安局的網(wǎng)絡應用，就 如我們不是為修路而修路，而是為了跑車才修路。前面我們分析了某公安局網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用層安全需求，通過HotCat撥號認證計費安全服務器軟件，將解決這些問題HotCat-網(wǎng)貓系統(tǒng)是專門為設計的撥號上網(wǎng)用戶身份認證和計費系統(tǒng)。它采用目前國際通用的Radius(RemoteAuthentication Dial In User Service)認證和計費標準，具有良好的擴展性和兼容性。該系統(tǒng)運行于 Unix和Linux系統(tǒng)環(huán)境下，與 HOTCAT-網(wǎng)貓2.1

16、計費系統(tǒng)結合可以完成對撥號上網(wǎng)用戶的身份認證和計費全過程。此系統(tǒng)包括三個模塊：用戶身份認證模塊，實時記錄模塊和計費模塊。HotCat-網(wǎng)貓系統(tǒng)可運行在各種常見的UNIX平臺上。目前經(jīng)過實際測試的有以下操作系統(tǒng)：Sun公司的Solaris 2.5.1(以上)操作系統(tǒng);Linux Redhat 5.0 （以上）操作系統(tǒng)二、用戶身份認證模塊（Radius模塊）用戶身份認證模塊提供對撥號用戶的身份認證和屬性設置，它能實現(xiàn)以下功能：用戶身份認證用戶權限設置1、限制用戶的同時上線數(shù)目2、限制用戶的上線時間3、禁止用戶上線三、費用計錄模塊（Builddbm模塊）HOTCAT-網(wǎng)貓2.1計費系統(tǒng)將從該文件中讀

17、取信息并進行費用計算。四、費用計算模塊（HotCat-網(wǎng)貓2.1模塊）五、系統(tǒng)支撐環(huán)境及其運行5.1系統(tǒng)運行環(huán)境HotCat-網(wǎng)貓撥號上網(wǎng)認證及計費系統(tǒng)運行在UNIX環(huán)境下，目前經(jīng)過測試的系統(tǒng)平臺有：Sun公司的 Solaris 2.5.1 （以上）操作系統(tǒng)Linux Redhat 5.0 （以上）由于我們同時支持 Solaris和Linux操作系統(tǒng)，因此 HOTCAT-網(wǎng)貓2.1計費系統(tǒng)可以運行在 Sun服務器和低檔PC 服務器上。但對計費系統(tǒng)這樣需要大計算量和高可靠性的系統(tǒng)而言，我們并不推薦使用低檔PC服務器，另一方面，低檔服務器所能容納的用戶數(shù)量也較少。5.2系統(tǒng)性能評價到目前為止，已經(jīng)

18、有兩家中等規(guī)模 （用戶數(shù)在一到兩萬人之間）的ISP公司購買了 HOTCAT-網(wǎng)貓2.1系統(tǒng)，并使用了近兩年。使用的硬件設備是Sun Ultra 2 服務器，運行環(huán)境為 Sun Solaris 2.5.1操作系統(tǒng)。經(jīng)統(tǒng)計分析，每臺Sun Ultra 2服務器大約能支持 8,000至U 10,000左右的用戶，能支持大約600-800個同時上線用戶； 在容納10,000 用戶的情況下，計費系統(tǒng)每天運算時間大概為3至6分鐘不等，運算期間占用處理器95%以上的資源，計算時間選擇在凌晨兩點進行5.3系統(tǒng)的運行利用Unix Crontab可以在每天定時運行 HOTCAT-網(wǎng)貓2.1系統(tǒng)，對前一天的用戶信息

19、進行統(tǒng)計分析。由于運算要 占用大量的系統(tǒng)資源，因此通常選在凌晨02:00:00到05:00:00之間進行，這時的網(wǎng)絡和服務器都接近空載運行，因此對系統(tǒng)的影響最小。 除了 report32在月底結算時運行外， 其余ss32、day32、month32程序都是由UNIX Crontab 激活，每天凌晨定時運行。 在特殊情況下，系統(tǒng)管理員也可以手工運行 HOTCAT-網(wǎng)貓2.1系統(tǒng)進行計費運算，除非 系統(tǒng)突然崩潰，造成當天的計費系統(tǒng)沒有正常運行，否則不需要手工運行系統(tǒng)。1.4某公安局網(wǎng)絡安全管理某公安局網(wǎng)絡安全管理包括網(wǎng)絡層和應用層兩方面，網(wǎng)絡層主要是通過網(wǎng)管軟件的配置來完成的。下面我們重點介紹應用層的安全管理。應用層的安全管理以用戶身份認證和授權管理為重點。使用網(wǎng)絡安全技術中的安全管理控制臺軟件。1.6小結通過一期建設，將使某公安局網(wǎng)絡系統(tǒng)具有一個基本的安全保障系統(tǒng)，即在網(wǎng)絡層和應用層都有相應的安全措施，網(wǎng)絡層防火墻的基本功能基本實現(xiàn)，應用層的基本需求也滿足了。但是還存在不足的地方，需要在二期建設中解決，包括：1）網(wǎng)絡層的安全管理并不是很完善，需要增加安全檢測；2）需要解決應用層對除 Web服務之外所有服務的安全控制；3）在應用層，需要解決可靠性和負載平衡問題。2. 二期解決方案二期建設主要是解決上面提到的三個