信息安全体系结构

200603@V1.0.0第2章信息安全体系结构本章学习目标：了解信息安全的五重保护机制掌握OSI安全模型的结构了解安全体系框架三维图掌握信息安全的常用技术了解信息相关产品了解信息安全的等级划分及认证方法2掌握信息安全风险状态和分布情况的变化规律，提出安全需求，建立起具有自适应能力的信息安全模型，从而驾驭风险，使信息安全风险被控制在可接受的最小限度内，并渐近于零风险。风险和安全策略安全与实现的方便性是矛盾的对立。必须牺牲方便性求得安全，我们必须在这两者之间找出平衡点，在可接受的安全状况下，尽力方便用户的使用。根据OSI安全体系结构ISO7498-2，提出安全服务(即安全功能)和安全机制，在此基础上提出信息安全体系框架，结合ISC2提出的信息安全5重屏障，划定信息安全技术类型，形成相应的信息安全产品。32.1信息安全的保护机制信息安全的最终任务是保护信息资源被合法用户安全使用，并禁止非法用户、入侵者、攻击者和黑客非法偷盗、使用信息资源。信息安全的保护机制包括电磁辐射、环境安全、计算机技术、网络技术等技术因素，还包括信息安全管理（含系统安全管理、安全服务管理和安全机制管理）、法律和心理因素等机制。国际信息系统安全认证组织（InternationalInformationSystemsSecurityConsortium，简称ISC2）将信息安全划分为5重屏障共10大领域并给出了它们涵盖的知识结构42.1信息安全的保护机制1、物理屏障：场地设备安全，含警卫、监控等2、技术屏障：计算机技术、网络技术、通信技术等3、管理屏障：人事、操作、设备等4、法律屏障：民法、刑法等5、心理屏障：全民国防意识信息资源52.2开放系统互连安全体系结构ISO7498-21234567OSI参考模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层安全机制加密数字签名访问控制数据完整性鉴别交换业务流填充路由控制公证安全服务鉴别服务访问控制数据完整性数据保密性不可抵赖性6安全服务就是加强数据处理系统和信息传输的安全性的一类服务，其目的在于利用一种或多种安全机制阻止安全攻击。安全机制是指用来保护系统免受侦听、阻止安全攻击及恢复系统的机制。2.2开放系统互连安全体系结构71、安全服务2.2开放系统互连安全体系结构1）鉴别服务。鉴别服务提供对通信中的对等实体和数据来源的鉴别。2）访问控制。这种服务提供保护以对抗开放系统互连可访问资源的非授权使用。3）数据保密性。这种服务对数据提供保护使之不被非授权地泄漏。4）数据完整性。可以针对有连接或无连接的条件下，对数据进行完整性检验。在连接状态下，当数据遭到任何篡改、插入、删除时还可进行补救或恢复。5）抗抵赖。对发送者来说，数据发送将被证据保留，并将这一证据提供给接收者，以此证明发送者的发送行为。同样，接收者接收数据后将产生交付证据并送回原发送者，接收者不能否认收到过这些数据。8访问控制策略有如下三种类型。1）基于身份的策略。即根据用户或用户组对目标的访问权限进行控制的一种策略。形成“目标—用户—权限”或“目标—用户组—权限”的访问控制形式。2）基于规则的策略。是将目标按照某种规则（如重要程度）分为多个密级层次，如绝密、秘密、机密、限制和无密级，通过分配给每个目标一个密级来操作。3）基于角色的策略。基于角色的策略可以认为是基于身份的策略和基于规则的策略的结合。目的就是保证信息的可用性，即可被授权实体访问并按需求使用，保证合法用户对信息和资源的使用不会被不正当地拒绝，同进不能被无权使用的人使用或修改、破坏。2.2开放系统互连安全体系结构92、安全机制2.2开放系统互连安全体系结构1）加密。加密既能为数据提供保密性，也能为通信业务流提供保密性，还为其它机制提供补充。加密机制可配置在多个协议层次中。2）数字签名机制。可以完成对数据单元的签名工作，也可实现对已有签名的验证工作。数字签名必须不可伪造和不可抵赖。3）访问控制机制。按实体所拥有的访问权限对指定资源进行访问，对非授权或不正当的访问应有一定的报警或审计跟踪方法。4）数据完整性机制。发送端产生一个与数据单元相关的附加码，接收端通过对数据单元与附加码的相关验证控制数据的完整性。5）鉴别交换机制。可以使用密码技术，由发送方提供，而由接收方验证来实现鉴别。通过特定的“握手”协议防止鉴别“重放”。6）通信业务填充机制。业务分析，特别是基于流量的业务分析是攻击通信系统的主要方法之一。通过通信业务填充来提供各种不同级别的保护。7）路由选择控制机制。针对数据单元的安全性要求，可以提供安全的路由选择方法。8）公证机制。通过第三方机构，实现对通信数据的完整性、原发性、时间和目的地等内容的公证。一般通过数字签名、加密等机制来适应公证机构提供的公证服务。102.3信息安全体系框架信息系统安全的总需求是物理安全、网络安全、信息内容安全、应用系统安全的总和，安全的最终目标是确保信息的机密性、完整性、可用性、可控性和抗抵赖性，以及信息系统主体(包括用户、团体、社会和国家)对信息资源的控制。完整的信息系统安全体系框架由技术体系、组织机构体系和管理体系共同构建。11系统安全OSI安全管理安全机制安全服务物理安全运行环境及系统安全技术OSI安全技术技术机制入侵监控安全策略与服务状态检测密钥管理审计技术管理机构岗位人事制度培训法律技术体系组织机构体系管理体系信息安全体系框架2.3信息安全体系框架122.3信息安全体系框架技术体系1）物理安全技术。信息系统的建筑物、机房条件及硬件设备条件满足信息系统的机械防护安全；通过对电力供应设备以及信息系统组件的抗电磁干扰和电磁泄露性能的选择性措施达到相应的安全目的。物理安全技术运用于物理保障环境(含系统组件的物理环境)。2）系统安全技术。通过对信息系统与安全相关组件的操作系统的安全性选择措施或自主控制，使信息系统安全组件的软件工作平台达到相应的安全等级，一方面避免操作平台自身的脆弱性和漏洞引发的风险，另一方面阻塞任何形式的非授权行为对信息系统安全组件的入侵或接管系统管理权。132.3信息安全体系框架组织机构体系组织机构体系是信息系统安全的组织保障系统，由机构、岗位和人事三个模块构成一个体系。机构的设置分为三个层次：决策层、管理层和执行层岗位是信息系统安全管理机关根据系统安全需要设定的负责某一个或某几个安全事务的职位人事机构是根据管理机构设定的岗位，对岗位上在职、待职和离职的雇员进行素质教育、业绩考核和安全监管的机构。142.3信息安全体系框架管理体系管理是信息系统安全的灵魂。信息系统安全的管理体系由法律管理、制度管理和培训管理三个部分组成。三分技术，七分管理1）法律管理是根据相关的国家法律、法规对信息系统主体及其与外界关联行为的规范和约束。2）制度管理是信息系统内部依据系统必要的国家、团体的安全需求制定的一系列内部规章制度。3）培训管理是确保信息系统安全的前提。152.4信息安全技术安全防范技术体系划分为物理层安全、系统层安全、网络层安全、应用层安全和管理层安全等五个层次。1）物理安全技术（物理层安全）。该层次的安全包括通信线路的安全、物理设备的安全、机房的安全等。物理层的安全主要体现在通信线路的可靠性（线路备份、网管软件、传输介质），软硬件设备安全性（替换设备、拆卸设备、增加设备），设备的备份，防灾害能力，防干扰能力，设备的运行环境（温度、湿度、烟尘），不间断电源保障，等等。2）系统安全技术（操作系统的安全性）。该层次的安全问题来自网络内使用的操作系统的安全，如WindowsNT、Windows2000等。主要表现在三个方面：一是操作系统本身的缺陷带来的不安全因素，主要包括身份认证、访问控制、系统漏洞等；二是对操作系统的安全配置问题；三是病毒对操作系统的威胁。163）网络安全技术（网络层安全）。主要体现在网络方面的安全性，包括网络层身份认证、网络资源的访问控制、数据传输的保密与完整性、远程接入的安全、域名系统的安全、路由系统的安全、入侵检测的手段、网络设施防病毒等。4）应用安全技术（应用层安全）。主要由提供服务所采用的应用软件和数据的安全性产生，包括Web服务、电子邮件系统、DNS等。此外，还包括病毒对系统的威胁。5）管理安全性（管理层安全）。安全管理包括安全技术和设备的管理、安全管理制度、部门与人员的组织规则等。管理的制度化极大程度地影响着整个网络的安全，严格的安全管理制度、明确的部门安全职责划分、合理的人员角色配置都可以在很大程度上降低其他层次的安全漏洞。2.4信息安全技术172.4信息安全技术表2-3信息安全技术应用统计安全技术名称普及率（%）反病毒软件99防火墙98基于服务的访问控制技术71入侵检测系统68数据传输加密64帐户与登录口令控制56入侵防御系统45文件加密技术42卡片认证与一次性密码技术35公钥基础设施系统30生物特征技术11182.5信息安全的产品类型网络安全隐患扫描检测工具网络安全监控及预警设备网络信息远程监控系统审计与网情分析系统安全操作系统安全数据库系统防火墙与系统隔离产品安全路由器与虚拟专用网络产品网络病毒检查预防和清除产品数字证书管理系统用户安全认证卡智能IC卡鉴别与授权服务器密码加密产品密钥管理产品高性能加密芯片产品数字签名产品信息安全产品类型信息保密产品用户授权认证产品安全平台/系统网络安全检测与监控产品192.6信息安全等级保护与分级认证产品认证人员认证系统认证202.6信息安全等级保护与分级认证2.6.1IT安全评估通用准则1985年，美国国防部颁布了可信计算机的安全评估准则（TCSEC）；1995年统一成CC；1999年，CC准则成为国际标准（ISO/IEC15408）CC评估准则将信息系统的安全性定义为7个评估保证级别（EAL1～EAL7），即EAL1：功能测试；EAL2：结构测试；EAL3：系统地测试和检查；EAL4：系统地设计；EAL5：半形式化设计和测试；EAL6：半形式化验证的设计和测试；EAL7：形式化验证的设计和测试。212.6信息安全等级保护与分级认证2.6.2我国的安全等级划分准则五个安全等级：第一级—用户自主保护级第二级—系统审计保护级第三级—安全标记保护级第四级—结构化保护级第五级—访问验证保护级从第一级到第五级安全等级逐级增高，高级别安全要求是低级别要求的超集。222.6信息安全等级保护与分级认证2.6.3分级保护的认证（1）信息安全产品认证信息安全产品认证主要分为型号认证和分级认证两种。其中分级认证又分成7个级别。目前开展的是1～5级的认证，其中对电信智能卡的认证已达到5级，其他安全产品目前最高达到3级。（2）信息系统安全认证信息系统安全认证的技术标准分为5个级别，目前开展两个级别的系统认证工作。信息系统安全认证在实施过程中，主要分为方案评审、系统测评、系统认证等三个方面。方案评审是为确定特定信息系统是否达到标准的安全性设计要求；系统测评是对运行中的信息系统的安全功能的技术测试、对信息系统安全技术和管理体系的调查取证和对特定系统运行情况是否达到标准的安全要求的评估；进行的系统认证是对运行系统的组织管理体系的审核。232.6信息安全等级保护与分级认证（3）信息安全服务资质认证信息安全服务资质认证主要是对信息安全系统服务提供商的资格状况、技术实力和实施安全工程过程质量保证能力等进行具体衡量和评价。服务资质认证的技术标准最高为五级。（4）注册信息安全专业人员资质认证（简称CISP）注册信息安全专业人员资质认证是对国家信息安全测评认证机构、信息安全咨询服务机构、社会各组织、团体、企业有关信息系统（网络）建设、运行和应用管理的技术部门（含标准化部门）必备的对信息系统的安全提供技术保障的专业岗位人员——“注册信息安全专业人员”的一种认证，是我国信息安全界的一种权威性的人员认证，主要包括CISO（管理者）、CISE（工程师）、CISA（审核员）等。安全需求是制定和实施相应的安全策略的依据。信息安全的成功标志是风险的最小化、收敛性和可控性，而不