發(fā)電企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)隔離技術(shù)研究范文

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《電力信息與通信技術(shù)雜志》2016年第9期

摘要：

文章結(jié)合發(fā)電企業(yè)信息安全保障要求及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀特點(diǎn)，首先闡述了開展發(fā)電企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)隔離工作的必要性，然后詳細(xì)介紹了內(nèi)外網(wǎng)隔離的技術(shù)路線、技術(shù)架構(gòu)及方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并對方案的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了分析和闡述，可為發(fā)電企業(yè)后續(xù)開展內(nèi)外網(wǎng)隔離建設(shè)提供典型案例借鑒。

關(guān)鍵詞：

發(fā)電企業(yè)；內(nèi)外網(wǎng)隔離；網(wǎng)絡(luò)安全

0引言

根據(jù)發(fā)電企業(yè)信息安全保障相關(guān)規(guī)定要求，在企業(yè)運(yùn)營過程中，要加強(qiáng)辦公網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)訪問控制，提高員工使用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信息安全標(biāo)準(zhǔn)，防范由于互聯(lián)網(wǎng)攻擊導(dǎo)致的數(shù)據(jù)泄露、系統(tǒng)崩潰等安全隱患。本文首先對神華國華電力公司（以下簡稱“公司”）現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)情況及網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了描述，然后介紹了雙網(wǎng)隔離技術(shù)的應(yīng)用，通過雙網(wǎng)隔離技術(shù)對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了一系列改造措施：部署無線網(wǎng)絡(luò)，方便筆記本、手機(jī)及平板電腦等移動終端接入；部署終端安全管理設(shè)備、內(nèi)網(wǎng)防火墻等，建立了安全可靠的內(nèi)網(wǎng)辦公環(huán)境，實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)部辦公網(wǎng)絡(luò)與外部互聯(lián)網(wǎng)的隔離，從而避免了由于互聯(lián)網(wǎng)攻擊導(dǎo)致的企業(yè)內(nèi)部信息外泄，提升發(fā)電企業(yè)整體信息安全水平。

1研究背景

隨著通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的用戶通過手機(jī)、PC等終端連接到網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中用戶數(shù)據(jù)和信息的安全引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視。為了確保網(wǎng)絡(luò)中用戶的信息安全，一系列的技術(shù)被提出，例如隱私保護(hù)技術(shù)[1-3]、網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)[4-6]等。網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)是指2個或2個以上的計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)在斷開連接的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享。通過網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)既可以使2個網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物理隔離，同時又能在安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)的主要目標(biāo)是將有害的網(wǎng)絡(luò)安全威脅隔離開，以保障數(shù)據(jù)信息在可信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)在進(jìn)行安全交互[7]。本文主要針對內(nèi)外網(wǎng)隔離技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。典型發(fā)電企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是集團(tuán)型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，由局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)3個部分組成，員工使用筆記本電腦可通過局域網(wǎng)訪問企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用，通過廣域網(wǎng)訪問下屬單位應(yīng)用，同時可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問互聯(lián)網(wǎng)資源。

1）目前公司局域網(wǎng)由2臺核心交換機(jī)、若干臺匯聚及接入交換機(jī)組成，部分信息點(diǎn)已進(jìn)行端口認(rèn)證。由于原信息點(diǎn)少且部分信息點(diǎn)老舊損壞，導(dǎo)致很多用戶只能通過集線器或小型交換機(jī)接入，影響內(nèi)網(wǎng)的統(tǒng)一安全管理。

2）公司廣域網(wǎng)由2臺核心路由器分別連接下屬單位路由設(shè)備，分別組成視頻網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)，用于承載日常辦公數(shù)據(jù)和視頻會議數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，部分單位在數(shù)據(jù)網(wǎng)專線設(shè)置防火墻等安全設(shè)備進(jìn)行安全防護(hù)。

3）公司互聯(lián)網(wǎng)出口采用中國電信光纖專線方式，經(jīng)外網(wǎng)交換機(jī)連接防火墻，通過串接的上網(wǎng)行為管理設(shè)備后接入?yún)R聚交換機(jī)進(jìn)而接入核心交換機(jī)，為公司用戶提供互聯(lián)網(wǎng)訪問服務(wù)的同時，為郵件、外網(wǎng)網(wǎng)站等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供映射服務(wù)，暫未設(shè)置隔離區(qū)，存在一定安全風(fēng)險。由于公司員工電腦能同時訪問內(nèi)部辦公網(wǎng)、其他單位網(wǎng)站（簡稱內(nèi)網(wǎng)）和外部互聯(lián)網(wǎng)（簡稱外網(wǎng)），本身可能成為病毒或木馬的跳板，進(jìn)而影響內(nèi)網(wǎng)安全。同時由于部分員工不注意信息安全防護(hù)，私裝未授權(quán)軟件、私自設(shè)立無線設(shè)備等情況時有發(fā)生，導(dǎo)致公司內(nèi)部信息系統(tǒng)極易受到病毒和黑客的攻擊，核心數(shù)據(jù)資源存在泄露的風(fēng)險，因此亟需開展內(nèi)外網(wǎng)隔離研究工作，避免企業(yè)核心數(shù)據(jù)資產(chǎn)泄露的風(fēng)險。

2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1建設(shè)目標(biāo)

1）部署無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以訪問互聯(lián)網(wǎng)，提供筆記本、手機(jī)及平板電腦等移動接入。

2）部署終端安全管理設(shè)備、內(nèi)網(wǎng)防火墻建立安全可靠的辦公內(nèi)網(wǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)部辦公網(wǎng)與外部互聯(lián)網(wǎng)的隔離，防范來自互聯(lián)網(wǎng)的攻擊，避免企業(yè)內(nèi)部信息外泄，提升公司整體信息安全水平。

2.2設(shè)計(jì)原則

1）先進(jìn)性：整個系統(tǒng)保持一定的先進(jìn)性，采用的設(shè)備和技術(shù)應(yīng)能適應(yīng)未來的技術(shù)發(fā)展。

2）實(shí)用性：系統(tǒng)性價比高，易維護(hù)、易使用、運(yùn)行費(fèi)用低。

3）擴(kuò)展性：系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，能夠適應(yīng)不斷增加的擴(kuò)展需求，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)容時，只需簡單增加硬件設(shè)備即可。

4）兼容性：整個系統(tǒng)能運(yùn)行于不同的操作平臺和語言環(huán)境，并能與不同廠商的產(chǎn)品兼容。

5）靈活性：系統(tǒng)構(gòu)建方式簡單，功能配置靈活，充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源，能滿足不同業(yè)務(wù)部門的需要。

6）可靠性：系統(tǒng)安全可靠性高，有足夠的抗干擾能力。

7）安全性：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，既考慮信息資源的充分共享，更要注意信息的保護(hù)和隔離，因此系統(tǒng)應(yīng)分別針對不同的應(yīng)用和不同的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境采取不同的措施，包括系統(tǒng)安全機(jī)制、數(shù)據(jù)存取的權(quán)限控制等，如劃分VLAN、MAC地址綁定、802.1x、802.1d、802.1w、802.1s、ACL、PORT+IP+MAC綁定等。

8）高性價比：系統(tǒng)所選用的設(shè)備性能卓越，并盡可能降低工程造價。

3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)信息安全保障相關(guān)要求，加強(qiáng)辦公網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)訪問控制，提高員工使用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信息安全標(biāo)準(zhǔn)，保障數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的安全可靠，防范互聯(lián)網(wǎng)攻擊導(dǎo)致的數(shù)據(jù)泄露、系統(tǒng)崩潰等風(fēng)險隱患，通過對公司網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用系統(tǒng)分析研究，結(jié)合國華網(wǎng)絡(luò)布線現(xiàn)狀，采用雙網(wǎng)隔離技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一改造：新部署無線網(wǎng)用于互聯(lián)網(wǎng)訪問，提供筆記本、平板電腦等移動接入；新購終端安全管理設(shè)備、內(nèi)網(wǎng)防火墻加強(qiáng)有線網(wǎng)絡(luò)防護(hù)，建立安全可靠的辦公內(nèi)網(wǎng)環(huán)境，通過臺式一體機(jī)電腦安全接入內(nèi)網(wǎng)，提升公司內(nèi)網(wǎng)的安全性，保障公司核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。通過部署三層交換機(jī)、POE交換機(jī)、無線AC、無線AP及無線控制系統(tǒng)，在公司3座辦公樓宇開通無線互聯(lián)網(wǎng)訪問服務(wù)，支持便捷的訪客網(wǎng)絡(luò)授權(quán)及監(jiān)管。公司原有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。用戶接入無線網(wǎng)絡(luò)需要通過安全的認(rèn)證方式以保障使用者的合法性，無線網(wǎng)絡(luò)采用基于用戶名和密碼+主機(jī)的認(rèn)證方式進(jìn)行用戶認(rèn)證[8]，使用接入認(rèn)證系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)中接入的終端設(shè)備進(jìn)行識別及統(tǒng)一管理，可對員工、訪客、設(shè)備管理員進(jìn)行基于角色、設(shè)備類型、接入時間、接入地點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)訪問控制，無線網(wǎng)通過無線控制器實(shí)現(xiàn)對接入用戶的控制，公司用戶通過MAC地址審核后方可接入無線網(wǎng)絡(luò)[9]，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)訪問。同時為外來人員提供Guest賬號，外來人員需先提交MAC地址入網(wǎng)申請，經(jīng)過管理員審批后可接入無線網(wǎng)絡(luò)。升級改造現(xiàn)有有線辦公網(wǎng)絡(luò)，在用戶接入網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)之間增加防火墻，設(shè)置訪問策略，進(jìn)行用戶訪問控制，保障ERP等內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用安全。在公司的網(wǎng)絡(luò)邊界處設(shè)置防火墻及訪問策略，加強(qiáng)內(nèi)網(wǎng)邊界安全防護(hù)，避免其他未隔離單位對國華內(nèi)網(wǎng)安全的影響。利用防火墻將公司的網(wǎng)絡(luò)隔離為5個邏輯區(qū)域，分別為廣域網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、視頻網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器區(qū)、內(nèi)網(wǎng)用戶區(qū)，區(qū)域間根據(jù)公司的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和重要信息資產(chǎn)的分布，對進(jìn)出公司內(nèi)網(wǎng)的訪問進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)以下安全目標(biāo)：

1）控制從內(nèi)網(wǎng)用戶區(qū)到內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器區(qū)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、視頻網(wǎng)和廣域網(wǎng)的訪問，限制各區(qū)域內(nèi)用戶訪問公司數(shù)據(jù)的權(quán)限；

2）控制邏輯區(qū)域之間的訪問，限制訪問類型，確保只有授權(quán)許可的訪問才能進(jìn)行，未經(jīng)允許的訪問全部被禁止；

3）重點(diǎn)保護(hù)內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器區(qū)，特別是針對重要信息的訪問，必須經(jīng)過防火墻的訪問授權(quán)后方可實(shí)現(xiàn)，杜絕非授權(quán)的訪問；

4）利用防火墻有效記錄區(qū)域間的訪問日志，為出現(xiàn)安全問題時提供備查資料。在互聯(lián)網(wǎng)出口設(shè)置支持應(yīng)用防護(hù)的防火墻，并為需要進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)（如郵件、補(bǔ)丁服務(wù)器）設(shè)立安全DMZ區(qū)，有效抵御來自互聯(lián)網(wǎng)的攻擊。利用防火墻為公司的DMZ服務(wù)器區(qū)提供安全保護(hù)，在DMZ服務(wù)器區(qū)與其他區(qū)域之間配置相應(yīng)策略，并對進(jìn)出公司DMZ區(qū)域的訪問進(jìn)行控制[10]，同時配合現(xiàn)有上網(wǎng)行為管理設(shè)備加強(qiáng)對互聯(lián)網(wǎng)訪問的有效管控，避免過度的帶寬占用，并按相關(guān)要求保存訪問記錄。內(nèi)外網(wǎng)隔離網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示。部署終端安全管控及網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入服務(wù)器，加強(qiáng)內(nèi)網(wǎng)接入及終端安全管理，對內(nèi)部終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中的安全保護(hù)、監(jiān)控、審計(jì)和管理，自動向終端計(jì)算機(jī)分發(fā)系統(tǒng)補(bǔ)丁，控制計(jì)算機(jī)終端的并口、串口、移動存儲設(shè)備、Modem撥號、藍(lán)牙、USB等外設(shè)的使用情況，能夠自動收集終端曾經(jīng)使用過的USB設(shè)備的歷史記錄，并能夠單獨(dú)禁用無法確定用途的USB設(shè)備，保障USB接口的正常使用，同時還能夠?qū)ξ粗O(shè)備進(jìn)行自動檢測和采樣，實(shí)現(xiàn)對未知和新增設(shè)備的有效控制和管理，靈活、有效地保護(hù)企業(yè)機(jī)密，確保企業(yè)員工與外界的數(shù)據(jù)交換可控，防止通過終端外設(shè)進(jìn)行非法外聯(lián)，防范非法設(shè)備接入內(nèi)網(wǎng)，有效管理終端資產(chǎn)，降低病毒傳播的風(fēng)險[11]。升級原有交換機(jī)IOS版本到最新版本，開啟Radus認(rèn)證并將認(rèn)證服務(wù)器指向新部署的準(zhǔn)入服務(wù)器，在用戶終端（服務(wù)器）安裝準(zhǔn)入程序?qū)τ脩暨M(jìn)行實(shí)名管理（將用戶名、工號、計(jì)算機(jī)MAC地址進(jìn)行綁定）[12]，統(tǒng)一部署用戶外設(shè)管理策略及網(wǎng)絡(luò)訪問策略。建立安全便捷的訪客網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制，制定用戶接入內(nèi)網(wǎng)或外網(wǎng)的管理制度及審批流程，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)網(wǎng)或外網(wǎng)訪客行為的有效管控。

4技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

4.1以無線+有線方式實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)隔離

公司原有信息布線系統(tǒng)信息點(diǎn)少且分布不均，如果采取傳統(tǒng)雙網(wǎng)隔離手段必須對辦公樓墻面和地面重新開槽挖溝布線，成本高昂，而本次隔離工作通過建設(shè)公司無線應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)及認(rèn)證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了用戶移動設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)訪問的安全接入，同時通過對原有有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入認(rèn)證和邊界控制，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)網(wǎng)用戶的安全接入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)訪問的安全有效隔離，而且結(jié)構(gòu)簡單，管理便捷。

4.2實(shí)現(xiàn)員工、訪客個人移動設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)訪問安全接入

新建成的無線網(wǎng)絡(luò)除了通過用戶名密碼+MAC認(rèn)證方式實(shí)現(xiàn)員工通過筆記本電腦訪問互聯(lián)網(wǎng)的同時，還可以通過Portal認(rèn)證、訪客管理等方式實(shí)現(xiàn)辦公區(qū)域內(nèi)用戶及訪客個人手機(jī)、平板電腦的安全接入，有效滿足后PC時代用戶的網(wǎng)絡(luò)接入需求。同時通過VLAN隔離及訪問帶寬限制，配合上網(wǎng)行為管理設(shè)備，采取疏解和封堵相結(jié)合的方式，方便用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)的同時避免了用戶私接無線AP導(dǎo)致的安全隱患。

4.3多技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)接入安全認(rèn)證

1）通過部署終端安全管控及網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入服務(wù)器，對內(nèi)部終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中的安全保護(hù)、監(jiān)控、審計(jì)和管理，自動向終端計(jì)算機(jī)分發(fā)系統(tǒng)補(bǔ)丁，控制計(jì)算機(jī)終端的并口、串口、移動存儲設(shè)備、Modem撥號、藍(lán)牙、USB等外設(shè)的使用情況，實(shí)現(xiàn)對未知和新增設(shè)備的有效控制和管理。

2）升級原有交換機(jī)IOS版本到最新版本，開啟Radus認(rèn)證并將認(rèn)證服務(wù)器指向新部署的準(zhǔn)入服務(wù)器，在用戶終端（服務(wù)器）安裝準(zhǔn)入程序，對用戶進(jìn)行實(shí)名管理（將用戶名、工號、計(jì)算機(jī)MAC地址進(jìn)行綁定），統(tǒng)一部署用戶外設(shè)管理策略及網(wǎng)絡(luò)訪問策略。

3）實(shí)現(xiàn)對用戶內(nèi)網(wǎng)計(jì)算機(jī)軟件的標(biāo)準(zhǔn)化安裝，統(tǒng)一部署安全認(rèn)證程序，實(shí)現(xiàn)客戶端軟件標(biāo)準(zhǔn)化。通過多種安全手段的綜合應(yīng)用，確保企業(yè)員工與外界的數(shù)據(jù)交換可控，防范非授權(quán)設(shè)備接入內(nèi)網(wǎng)，防止通過內(nèi)部終端非法外聯(lián)行為，確保內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全。

5結(jié)語

本文圍繞保障信息安全、加強(qiáng)辦公網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)訪問控制的目標(biāo)，結(jié)合后PC時代移動設(shè)備無線接入需求，創(chuàng)新性地采取無線+有線方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)隔離，避免采取傳統(tǒng)雙網(wǎng)隔離手段對辦公樓墻面、地面重新開槽挖溝布線的改造，可節(jié)省大量實(shí)施成本并縮短實(shí)施工期，避免對現(xiàn)有辦公環(huán)境的破壞及正常辦公秩序的影響，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡化和管理方式的優(yōu)化。同時無線網(wǎng)絡(luò)還實(shí)現(xiàn)了用戶及訪客個人手機(jī)、平板電腦的安全接入，有效滿足后PC時代用戶網(wǎng)絡(luò)接入需求，通過疏解和封堵相結(jié)合的手段避免用戶私接無線AP導(dǎo)致的安全隱患。通過升級交換機(jī)IOS版本、開啟端口Radus認(rèn)證，部署終端安全管控及網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入服務(wù)器，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)邊界安全管控、標(biāo)準(zhǔn)化用戶終端軟件等多技術(shù)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)網(wǎng)接入及訪問安全的有效管控，確保內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全。通過本文方案可實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)部辦公網(wǎng)與外部互聯(lián)網(wǎng)的安全隔離，實(shí)現(xiàn)對互聯(lián)網(wǎng)攻擊行為的有效防范和內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)的有效保護(hù)，提升企業(yè)信息安全的整體水平。

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作者:何寧 石磊 王長周 晉世仲 單位:神華國華（北京）電力研究院有限公司 北京大學(xué)