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安全體系結構與模型

		點擊數：	更新時間： 2021年06月17日
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安全體系結構與模型
張偉
南京郵電大學
計算機學院信息安全系
Email:1999zhangwei@163.com
四個概念
安全體系結構：定義了最一般的關于安全體系結構的概念,如安全服務、安全機制
安全框架：定義了提供安全服務的最一般的方法，如數據源、操作方法以及它們之間的數據流向等
安全模型：指在特定的環境里，為保證提供一定級別的安全保護所奉行的基本思想
安全技術：一些基本模塊，它們構成了安全服務的基礎，同時可以相互任意組合，以提供更強大的安全服務
1.5  安全體系1.6  安全模型
IOS/OSI安全體系結構
ISO：International Organization for Standardization
OSI: Open System Interconnect/RM
安全服務
安全機制
安全管理
其它,如安全威脅
ISO-7498-2安全架構
1982 ISO JTC1/JCT21
1988 ISO 7498-2
1990  ITU-T  X.800
《信息處理系統開發系統互聯基本參考模型-第二部分：安全體系結構》GB/T9387.2-1985
《Internet安全體系結構》RFC2401

安 全 服 務（x.800）
安全服務
X.800定義：為了保證系統或者數據傳輸有足夠的安全性，開發系統通信協議所提供的服務。
RFC 2828：安全服務是一種由系統提供的對資源進行特殊保護的進程或通信服務。
安全服務通過安全機制來實現安全策略。

安全服務(五類十四個服務)
對象認證安全服務
訪問控制安全服務
數據保密安全服務
數據完整性安全服務
防抵賴性安全服務
匿名性安全服務（可選）
1 對象認證安全服務
   用于識別對象的身份和對身份的證實。OSI環境可提供對等實體認證和信源認證等安全服務。
   對等實體認證是用來驗證在某一關聯的實體中，對等實體的聲稱是一致的，它可以確認對等實體沒有假冒；
   信源認證是用于無連接時驗證所收到的數據來源與所聲稱的來源是一致的，但不提供防止數據中途被修改的功能。
對象認證安全服務實例
 
   A
   A‘
服務器
Internet
討論：假如A和A‘用戶名是一樣的，且都是合法用戶，服務器是否能分別認怔A和A’？
2 訪問控制安全服務
   
   提供對越權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。實現機制可以是基于訪問控制屬性的訪問控制表，基于安全標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 數據保密性安全服務
   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 數據完整性安全服務
   防止非法纂改信息，如修改、復制、插入和刪除等。它有五種形式：
   可恢復功能連接完整性、無恢復連接完整性、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
  是針對對方抵賴的防范措施，用來證實發生過的操作，它可分為對發送防抵賴、對遞交防抵賴和進行公證。
	源點的不可否認性
    信宿的不可否認性
   
ISO 安全服務的不足
缺少防止DoS攻擊的定義
對入侵檢測，幾乎沒有涉及
大多數安全服務是對同級實體的，缺少多級或分層實體的內涵
本質上是一個被動安全服務定義
其它，如授權
            安 全 機 制
兩類安全機制
特殊安全機制：在特定協議層實現，8種

普遍安全機制：不屬于任何協議層或安全服務，5種

1 加密機制
使用各種加密算法對存放的數據和流通的信息進行加密
RSA
DES
RC2/RC4/RC5
VPN
2 數字簽名
采用非對稱密鑰體制，使用私鑰進行數字簽名，使用公鑰對簽名信息進行驗證
RSA
MD4/MD5
SHA/SHA-1
數字簽名模型
3 訪問(存取)控制機制
根據訪問者的身份和其它信息，來決定實體的訪問權限
ATM卡
安全令牌Token
Windows NT 實例
4 數據完整性機制
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 認證交換機制
用來實現同級之間的身份認證
ATM卡
口令
討論：怎樣防止中繼重放攻擊？
6 防業務流量分析機制
通過填充冗余的業務流量，防止攻擊者對流量進行分析，填充過的流量需通過加密進行保護

討論：為什么？
7 路由控制機制
防止不利、不良信息通過路由，進入子網或利用子網作為中繼攻擊平臺
選擇特殊的物理安全線路，允許路由變化
網絡層防火墻

8 公證機制
有公證人（第三方）參與數字簽名，它基于通信雙方對第三方的絕對信任
CA（Certificate Authority)
Hotmail/yahoo 郵件服務登陸認證
另外5種普遍安全機制
可信功能度
安全標志
事件檢測
安全審計跟蹤
安全恢復
           安 全 管 理
安全管理
  為了更有效地運用安全服務，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和安全機制進行管理，把管理信息分配到有關的安全服務和安全機制中去，并收集與它們的操作有關的信息

OSI安全服務和安全機制的關系
    機制
服務	加密	數字簽名	訪問控制	數據完整	認證交換	防流量分析	路由控制	公證
對象認證	▲	▲			▲			
訪問控制		▲	▲					
數據保密	▲					▲	▲	
數據完整	▲	▲		▲				
防抵賴性		▲		▲				▲
在OSI層中的服務配置
OSI安全體系最重要的貢獻是總結了各種安全服務在OSI參考模型的七層中的適當配置。
主要集中在3/4層和6/7層
1.6 動態的自適應網絡安全模型
單純的防護技術不能解決網絡安全問題
不了解安全威脅和安全現狀
靜態、被動的防御，而安全威脅、安全漏洞都具有動態的特性
安全的概念局限于信息的保護
不能正確評價網絡安全的風險，導致安全系統過高或過低的建設

PDR模型的背景
對于網絡系統的攻擊日趨頻繁，安全的概念已經不僅僅局限于靜態的、被動的信息防護，人們需要的是對整個信息和網絡系統的保護和防御，以確保它們的安全性，包括對系統的保護、檢測和反應能力等。安全模型已經從以前的被動轉到了現在的主動防御，強調整個生命周期的防御和恢復
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
根據安全風險分析產生的安全策略描述了系統中哪些資源要得到保護，以及如何實現對它們的保護等。安全策略是P2DR安全模型的核心，所有的防護、檢測、響應都是依據安全策略實施的，企業安全策略為安全管理提供管理方向和支持手段
防護--Protection
通過修復系統漏洞、正確設計開發和安裝系統來預防安全事件的發生；通過定期檢測來發現可能存在的系統脆弱性；通過教育等手段，是用戶和操作員正確使用系統，防止意外威脅；通過訪問控制、監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節，檢測是動態響應和加強防護的依據，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控網絡和系統，來發現新的威脅和弱點，通過循環反饋來及時作出有效的響應
響應--Response
緊急響應在安全系統中占有重要的地位，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和異常處理問題。
響應的時間
攻擊時間Pt：從入侵開始到侵入系統的時間
檢測時間Dt：檢測新的安全脆弱性或網絡安全攻擊的時間。
響應時間Rt：包括檢測到系統漏洞或監控到非法攻擊到系統啟動處理措施的時間
系統暴露時間Et：系統處于不安全狀態的時間,可定義為Et = Dt + Rt - Pt
PPDRR模型
Policy
Protection
Detection
Response
Recovery
討論 &amp;amp; 作業
OSI安全體系包括哪些安全機制和安全服務?它們之間有何對應關系？

動態的自適應網絡安全模型的思想是什么？請介紹一下P2DR模型。

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