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安全體系結(jié)構(gòu)與模型

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安全體系結(jié)構(gòu)與模型
張偉
南京郵電大學(xué)
計算機學(xué)院信息安全系
Email:1999zhangwei@163.com
四個概念
安全體系結(jié)構(gòu)：定義了最一般的關(guān)于安全體系結(jié)構(gòu)的概念,如安全服務(wù)、安全機制
安全框架：定義了提供安全服務(wù)的最一般的方法，如數(shù)據(jù)源、操作方法以及它們之間的數(shù)據(jù)流向等
安全模型：指在特定的環(huán)境里，為保證提供一定級別的安全保護(hù)所奉行的基本思想
安全技術(shù)：一些基本模塊，它們構(gòu)成了安全服務(wù)的基礎(chǔ)，同時可以相互任意組合，以提供更強大的安全服務(wù)
1.5  安全體系1.6  安全模型
IOS/OSI安全體系結(jié)構(gòu)
ISO：International Organization for Standardization
OSI: Open System Interconnect/RM
安全服務(wù)
安全機制
安全管理
其它,如安全威脅
ISO-7498-2安全架構(gòu)
1982 ISO JTC1/JCT21
1988 ISO 7498-2
1990  ITU-T  X.800
《信息處理系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型-第二部分：安全體系結(jié)構(gòu)》GB/T9387.2-1985
《Internet安全體系結(jié)構(gòu)》RFC2401

安 全 服 務(wù)（x.800）
安全服務(wù)
X.800定義：為了保證系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)傳輸有足夠的安全性，開發(fā)系統(tǒng)通信協(xié)議所提供的服務(wù)。
RFC 2828：安全服務(wù)是一種由系統(tǒng)提供的對資源進(jìn)行特殊保護(hù)的進(jìn)程或通信服務(wù)。
安全服務(wù)通過安全機制來實現(xiàn)安全策略。

安全服務(wù)(五類十四個服務(wù))
對象認(rèn)證安全服務(wù)
訪問控制安全服務(wù)
數(shù)據(jù)保密安全服務(wù)
數(shù)據(jù)完整性安全服務(wù)
防抵賴性安全服務(wù)
匿名性安全服務(wù)（可選）
1 對象認(rèn)證安全服務(wù)
   用于識別對象的身份和對身份的證實。OSI環(huán)境可提供對等實體認(rèn)證和信源認(rèn)證等安全服務(wù)。
   對等實體認(rèn)證是用來驗證在某一關(guān)聯(lián)的實體中，對等實體的聲稱是一致的，它可以確認(rèn)對等實體沒有假冒；
   信源認(rèn)證是用于無連接時驗證所收到的數(shù)據(jù)來源與所聲稱的來源是一致的，但不提供防止數(shù)據(jù)中途被修改的功能。
對象認(rèn)證安全服務(wù)實例
 
   A
   A‘
服務(wù)器
Internet
討論：假如A和A‘用戶名是一樣的，且都是合法用戶，服務(wù)器是否能分別認(rèn)怔A和A’？
2 訪問控制安全服務(wù)
   
   提供對越權(quán)使用資源的防御措施。訪問控制策略可分為自主訪問控制、強制訪問控制、基于角色的訪問控制。實現(xiàn)機制可以是基于訪問控制屬性的訪問控制表，基于安全標(biāo)簽或用戶和資源分檔的多級訪問控制等
Windows NT 文件訪問控制
3 數(shù)據(jù)保密性安全服務(wù)
   針對信息泄漏而采取的防御措施,可分為

連接保密性
   無連接保密性
   選擇域保密性
   流量保密性
    
   
4 數(shù)據(jù)完整性安全服務(wù)
   防止非法纂改信息，如修改、復(fù)制、插入和刪除等。它有五種形式：
   可恢復(fù)功能連接完整性、無恢復(fù)連接完整性、選擇字段連接完整性、無連接完整性和選擇字段無連接完整性
5 防抵賴性安全服務(wù)
  是針對對方抵賴的防范措施，用來證實發(fā)生過的操作，它可分為對發(fā)送防抵賴、對遞交防抵賴和進(jìn)行公證。
	源點的不可否認(rèn)性
    信宿的不可否認(rèn)性
   
ISO 安全服務(wù)的不足
缺少防止DoS攻擊的定義
對入侵檢測，幾乎沒有涉及
大多數(shù)安全服務(wù)是對同級實體的，缺少多級或分層實體的內(nèi)涵
本質(zhì)上是一個被動安全服務(wù)定義
其它，如授權(quán)
            安 全 機 制
兩類安全機制
特殊安全機制：在特定協(xié)議層實現(xiàn)，8種

普遍安全機制：不屬于任何協(xié)議層或安全服務(wù)，5種

1 加密機制
使用各種加密算法對存放的數(shù)據(jù)和流通的信息進(jìn)行加密
RSA
DES
RC2/RC4/RC5
VPN
2 數(shù)字簽名
采用非對稱密鑰體制，使用私鑰進(jìn)行數(shù)字簽名，使用公鑰對簽名信息進(jìn)行驗證
RSA
MD4/MD5
SHA/SHA-1
數(shù)字簽名模型
3 訪問(存取)控制機制
根據(jù)訪問者的身份和其它信息，來決定實體的訪問權(quán)限
ATM卡
安全令牌Token
Windows NT 實例
4 數(shù)據(jù)完整性機制
判斷信息在傳輸過程中是否被篡改、增加、刪除過，確保信息的完整
MD4/MD5
SHA/SHA-1
5 認(rèn)證交換機制
用來實現(xiàn)同級之間的身份認(rèn)證
ATM卡
口令
討論：怎樣防止中繼重放攻擊？
6 防業(yè)務(wù)流量分析機制
通過填充冗余的業(yè)務(wù)流量，防止攻擊者對流量進(jìn)行分析，填充過的流量需通過加密進(jìn)行保護(hù)

討論：為什么？
7 路由控制機制
防止不利、不良信息通過路由，進(jìn)入子網(wǎng)或利用子網(wǎng)作為中繼攻擊平臺
選擇特殊的物理安全線路，允許路由變化
網(wǎng)絡(luò)層防火墻

8 公證機制
有公證人（第三方）參與數(shù)字簽名，它基于通信雙方對第三方的絕對信任
CA（Certificate Authority)
Hotmail/yahoo 郵件服務(wù)登陸認(rèn)證
另外5種普遍安全機制
可信功能度
安全標(biāo)志
事件檢測
安全審計跟蹤
安全恢復(fù)
           安 全 管 理
安全管理
  為了更有效地運用安全服務(wù)，需要有其它措施來支持它們的操作，這些措施即為安全管理。安全管理是對安全服務(wù)和安全機制進(jìn)行管理，把管理信息分配到有關(guān)的安全服務(wù)和安全機制中去，并收集與它們的操作有關(guān)的信息

OSI安全服務(wù)和安全機制的關(guān)系
    機制
服務(wù)	加密	數(shù)字簽名	訪問控制	數(shù)據(jù)完整	認(rèn)證交換	防流量分析	路由控制	公證
對象認(rèn)證	▲	▲			▲			
訪問控制		▲	▲					
數(shù)據(jù)保密	▲					▲	▲	
數(shù)據(jù)完整	▲	▲		▲				
防抵賴性		▲		▲				▲
在OSI層中的服務(wù)配置
OSI安全體系最重要的貢獻(xiàn)是總結(jié)了各種安全服務(wù)在OSI參考模型的七層中的適當(dāng)配置。
主要集中在3/4層和6/7層
1.6 動態(tài)的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)安全模型
單純的防護(hù)技術(shù)不能解決網(wǎng)絡(luò)安全問題
不了解安全威脅和安全現(xiàn)狀
靜態(tài)、被動的防御，而安全威脅、安全漏洞都具有動態(tài)的特性
安全的概念局限于信息的保護(hù)
不能正確評價網(wǎng)絡(luò)安全的風(fēng)險，導(dǎo)致安全系統(tǒng)過高或過低的建設(shè)

PDR模型的背景
對于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的攻擊日趨頻繁，安全的概念已經(jīng)不僅僅局限于靜態(tài)的、被動的信息防護(hù)，人們需要的是對整個信息和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的保護(hù)和防御，以確保它們的安全性，包括對系統(tǒng)的保護(hù)、檢測和反應(yīng)能力等。安全模型已經(jīng)從以前的被動轉(zhuǎn)到了現(xiàn)在的主動防御，強調(diào)整個生命周期的防御和恢復(fù)
PDR模型
Protection
Detection
Reaction/Response
P2DR模型
Policy
Protection
Detection
Response

ISS公司的P2DR模型
Policy
Response
Protection
Detection
安全策略--Policy
根據(jù)安全風(fēng)險分析產(chǎn)生的安全策略描述了系統(tǒng)中哪些資源要得到保護(hù)，以及如何實現(xiàn)對它們的保護(hù)等。安全策略是P2DR安全模型的核心，所有的防護(hù)、檢測、響應(yīng)都是依據(jù)安全策略實施的，企業(yè)安全策略為安全管理提供管理方向和支持手段
防護(hù)--Protection
通過修復(fù)系統(tǒng)漏洞、正確設(shè)計開發(fā)和安裝系統(tǒng)來預(yù)防安全事件的發(fā)生；通過定期檢測來發(fā)現(xiàn)可能存在的系統(tǒng)脆弱性；通過教育等手段，是用戶和操作員正確使用系統(tǒng)，防止意外威脅；通過訪問控制、監(jiān)視等手段來防止惡意威脅
檢測--Detection
在P2DR模型中，檢測是一個非常重要的環(huán)節(jié)，檢測是動態(tài)響應(yīng)和加強防護(hù)的依據(jù)，它也是強制落實安全策略的有力工具，通過不斷地檢測和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，來發(fā)現(xiàn)新的威脅和弱點，通過循環(huán)反饋來及時作出有效的響應(yīng)
響應(yīng)--Response
緊急響應(yīng)在安全系統(tǒng)中占有重要的地位，是解決安全潛在問題最有效的辦法。從某種意義上來說，安全問題就是要解決緊急響應(yīng)和異常處理問題。
響應(yīng)的時間
攻擊時間Pt：從入侵開始到侵入系統(tǒng)的時間
檢測時間Dt：檢測新的安全脆弱性或網(wǎng)絡(luò)安全攻擊的時間。
響應(yīng)時間Rt：包括檢測到系統(tǒng)漏洞或監(jiān)控到非法攻擊到系統(tǒng)啟動處理措施的時間
系統(tǒng)暴露時間Et：系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)的時間,可定義為Et = Dt + Rt - Pt
PPDRR模型
Policy
Protection
Detection
Response
Recovery
討論 &amp;amp; 作業(yè)
OSI安全體系包括哪些安全機制和安全服務(wù)?它們之間有何對應(yīng)關(guān)系？

動態(tài)的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)安全模型的思想是什么？請介紹一下P2DR模型。

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