信息安全的氣象網(wǎng)絡方案設計淺析

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摘要：結合信息安全等級保護三級要求，分析銀川河東機場氣象網(wǎng)絡配置和拓撲結構，查找現(xiàn)有網(wǎng)絡結構優(yōu)缺點，對網(wǎng)絡進行優(yōu)化。使用防火墻防病毒模塊和入侵檢測模塊對網(wǎng)絡進行實時監(jiān)控，設置控制策略控制用戶訪問行為。采用日志系統(tǒng)對訪問重要設備的終端進行記錄和分析，借助審計系統(tǒng)審核終端用戶行為，通過設定規(guī)則拒絕非法用戶訪問。

關鍵詞：信息安全；入侵檢測；控制策略；日志系統(tǒng)

隨著氣象業(yè)務的不斷發(fā)展，氣象設備的數(shù)量不斷增加，氣網(wǎng)絡面臨較大的運行壓力，同時由于業(yè)務需求，部分氣象系統(tǒng)連接到互聯(lián)網(wǎng)，通過無線網(wǎng)絡接入到運行網(wǎng)絡中，給運行業(yè)務帶來比較大的安全風險。近年來，網(wǎng)絡安全越來越受到重視，信息系統(tǒng)安全等級三級[1，2]更是對網(wǎng)絡結構安全[3-5]、安全審計、訪問控制[6-8]等方面提出了進一步的要求。在這種背景下，同時結合氣象網(wǎng)絡安全三級等保要求，制定合理的安全策略，使用NAT[9,10]技術，隱藏內(nèi)部真實地址，建立合法登錄用戶檔案，拒絕非法登錄，構建一個具有較強防護能力的防御系統(tǒng)。

1基于信息安全的網(wǎng)絡整體規(guī)劃

1.1防火墻設計

本次設計目標根據(jù)氣象業(yè)務需求，對不同安全等級的網(wǎng)絡進行隔離，在網(wǎng)絡層進行安全防護部署，設置不同安全區(qū)域，每個安全區(qū)域根據(jù)安全等級進行相應的防護設置，提高網(wǎng)絡安全性，設計具體目標如下：

（1）對氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行分層隔離保護，數(shù)據(jù)庫服務器區(qū)域設置為安全級別較高的trust區(qū)域，其他數(shù)據(jù)流根據(jù)等級設置成dmz、untrust區(qū)域。外部終端獲取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)是通過防火墻映射地址進行訪問，防火墻安全策略中設置控制策略，禁止非法用戶訪問，網(wǎng)絡拓撲圖如圖1所示：防火墻安全區(qū)域設置，服務器設置區(qū)域為trust區(qū)域，內(nèi)網(wǎng)設置為dmz區(qū)域，互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)段為untrust區(qū)域，根據(jù)氣象網(wǎng)絡不同系統(tǒng)業(yè)務接口規(guī)劃安全區(qū)域，并設置各個區(qū)域間訪問控制策略。訪問控制設置，默認下防火墻所有區(qū)域間的安全策略動作設置為拒絕，僅允許通過策略設置放行的流量，其余均拒絕；根據(jù)業(yè)務運行變化，定期更新訪問控制策略，對控制策略進行調整優(yōu)化；配置防火墻訪問控制策略，實現(xiàn)流量控制。升級最新的防病毒模塊和入侵檢測模塊，檢測惡意代碼。安全審計模塊，連接審計系統(tǒng)，對訪問服務器的用戶行為進行安全審計和監(jiān)控；日志系統(tǒng)，連接日志系統(tǒng)，對訪問服務器的設備信息、用戶信息進行記錄，具體設計見表1：

（2）配置思路及配置命令對防火墻USG6000進行配置，設置接口IP地址和安全區(qū)域，根據(jù)業(yè)務運行配置安全策略，放行可信用戶，禁止非法用戶。配置內(nèi)部服務器，映射服務器訪問地址。配置路由器接口地址和OSPF動態(tài)協(xié)議，配置核心交換機端口鏡像以進行流量審計，配置日志輸出功能，具體配置如下：

1.2日志系統(tǒng)配置

（1）LINUX系統(tǒng)和AIX系統(tǒng)系統(tǒng)對/etc/syslog.conf文件進行編輯，在文件后面添加：@172.25.40.250，則日志發(fā)送到172.25.40.250日志采集服務器，配置完成后需要重啟syslog服務才能生效：#servicesyslogrestart（2）交換機日志開啟#loggon#logg192.168.19.115#loggservice-interfacef0/21（3）開啟端口鏡像#monitorsession1sourceintf0/1-5#monitorsession1destintf0/9

（4）規(guī)則配置：通過Web方式登錄日志系統(tǒng)的配置界面，使用系統(tǒng)賬號admin完成相關配置，具體如下：導入許可配置：在系統(tǒng)維護界面點擊導入許可，完成配置；開放端口，用于接收syslog日志和告警信息，添加開放的端口：514,162,443；添加設備：在資產(chǎn)對象組中添加設備，填寫設備的名稱、管理IP地址和子網(wǎng)掩碼；時間統(tǒng)計：點擊事件統(tǒng)計按鈕，對網(wǎng)絡中的安全事件進行設置，屬性設置為嚴重、重要、一般、輕微、信息、總數(shù)。

1.3數(shù)據(jù)庫審計配置

（1）基本配置，使用系統(tǒng)用戶sysadmin進行基本配置。管理口配置：設置IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關等，配置完成后測試ip是否可用，網(wǎng)關是否連通。部署方式配置：配置默認旁路鏡像，確定部署方式，點擊下方保存按鈕。旁路鏡像用于端口鏡像，agent引流用于云上審計環(huán)境或者沒有做端口鏡像。

（2）功能配置，使用系統(tǒng)賬號sysadmin進行配置，配置審計對象：設置數(shù)據(jù)庫服務器IP、詳細版本及端口號，配置對應審計對象。策略管理：默認按規(guī)則審計，界面中依次點擊：策略管理，審計策略，默認策略。全部審計表示所有訪問數(shù)據(jù)庫服務器的數(shù)據(jù)均審計入庫，在前臺可以查看所有操作的審計記錄。按規(guī)則審計：只審計匹配規(guī)則的訪問數(shù)據(jù)庫服務器信息，未匹配規(guī)則的數(shù)據(jù)不審計入庫，前臺查詢記錄中只有匹配規(guī)則的數(shù)據(jù)。

（3）規(guī)則設置，使用secadmin帳號設置規(guī)則，制定風險的級別、何種操作類型以及針對的對象如操作系統(tǒng)主機名、子對象、客戶端地址集、客戶端進程集、關鍵字等。針對數(shù)據(jù)庫的操作：選擇操作命令，如查詢、插入、刪除、更新等，在審計結果中出現(xiàn)對應的操作時，出現(xiàn)告警信息。風險級別：設置訪問行為高風險、中風險、低風險、關注行為、一般行為、不審計。

2網(wǎng)絡配置與驗證

2.1trunk技術

trunk技術用于在交換機之間互連，使不同VLAN通過共享鏈路與其它交換機中的相同VLAN通信。交換機之間互連的端口就稱為trunk端口，trunk是基于OSI第二層數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer)的技術。將互連的交換機兩個端口mode設置為trunk模式，實現(xiàn)交換機上所有VLAN共享這條線路，不同交換機相同vlan相互通信，配置命令：[LSW]group-membere0/0/1toe0/0/4[LSW]portlinktrunk[LSW]porttrunkallowvlanall

2.2單臂路由技術

默認情況下，不同網(wǎng)段之間是不能相互通信的。但是在實際中，不同網(wǎng)段之間又要相互通信，這種情況下可以使用單臂路由技術，單臂路由（router-on-a-stick）是指在路由器的一個接口上通過配置子接口（或“邏輯接口”，并不存在真正物理接口）的方式，實現(xiàn)原來相互隔離的不同VLAN（虛擬局域網(wǎng)）之間的互聯(lián)互通，配置命令：[R1-G0/0/0.10]ipaddr172.25.32.25424[R1-G0/0/0.10]dot1qterminationvid10[R1-G0/0/0.10]arpbroadcastenable2.3訪問控制和NAT映射技術訪問控制是網(wǎng)絡安全防范和保護的主要策略，保證網(wǎng)絡資源不被非法使用和訪問，它是保證網(wǎng)絡安全重要的核心策略之一。NAT（NetAddressTranslation），它是負責網(wǎng)絡地址轉換的一個協(xié)議，負責把私網(wǎng)內(nèi)的的IP和端口轉換成公網(wǎng)的IP和端口，即IP地址映射,外部網(wǎng)絡通過映射的IP地址訪問內(nèi)部服務器，起到保護內(nèi)部設備的作用，配置命令：[USG]natserverprotocoltcpglobal192.5.202.2501521inside172.25.32.11521[USG]source-zoneuntrust[USG]destination-zonetrust[USG]actionpermit其他網(wǎng)段設備通過NAT映射地址訪問氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如綜合顯示系統(tǒng)終端若訪問氣象數(shù)據(jù)庫服務器，在華為USG6000防火墻中進行地址映射和訪問控制，對服務器進行保護，通過映射地址192.5.202.250訪問氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)服務器允許的sql檢索服務。

3結束語

基于信息安全的氣象網(wǎng)絡自2020年4月運行以來，系統(tǒng)總體運行穩(wěn)定可靠，未出現(xiàn)因網(wǎng)絡原因造成的網(wǎng)絡中斷、信息泄露、系統(tǒng)癱瘓等故障。運行期間，由空管局總局組織的等級測試保護小組對網(wǎng)絡進行了安全滲透測試，分局委托的信息等級保護安全檢查機構也對本網(wǎng)絡進行等級保護檢查，測試結果表明本網(wǎng)絡完全滿足信息安全等級保護三級要求。

作者:趙曄暉 單位:寧夏銀川民航寧夏空管分局氣象臺