企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入技術(shù)研究

王 欣， 張昕偉

(1.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070;2.華北計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程研究所,北京 100083)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)也逐步向移動(dòng)終端方向發(fā)展，移動(dòng)用戶希望能夠依托移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接入到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的復(fù)雜性，原有的移動(dòng)安全接入方案己不適合新的應(yīng)用環(huán)境。隨著企業(yè)辦公網(wǎng)與外部交流業(yè)務(wù)的日益頻繁，越來(lái)越多的移動(dòng)終端接入到企業(yè)辦公網(wǎng)中，管理人員難以控制外部用戶用來(lái)登錄到企業(yè)辦公網(wǎng)的終端設(shè)備；而如果允許用戶隨意使用移動(dòng)終端接入網(wǎng)絡(luò)，極有可能在管理人員和系統(tǒng)維護(hù)人員毫不知情的情況下，某些不懷好意者通過(guò)無(wú)線移動(dòng)終端設(shè)備侵入企業(yè)辦公網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，從而造成數(shù)據(jù)泄露、病毒傳播、數(shù)據(jù)攻擊等嚴(yán)重問(wèn)題；同樣，如果合法用戶不及時(shí)升級(jí)系統(tǒng)補(bǔ)丁和病毒庫(kù)，或者安裝了不明來(lái)源的移動(dòng)應(yīng)用，都可能成為企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)的安全隱患,給整個(gè)企業(yè)辦公的網(wǎng)絡(luò)安全造成沉重的打擊。

企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端接入面臨的安全威脅主要集中在數(shù)據(jù)傳輸鏈路、移動(dòng)終端、應(yīng)用系統(tǒng)等方面。如移動(dòng)終端通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的各種攻擊、入侵或病毒植入等威脅；如果移動(dòng)終端安裝不明來(lái)源的應(yīng)用中植入的后門、漏洞等被不法分子啟用，將造成企業(yè)信息失控、終端設(shè)備故障，或者通過(guò)移動(dòng)通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)內(nèi)外勾結(jié)，泄露企業(yè)內(nèi)部重要信息等。因此，如何保證在使用移動(dòng)終端設(shè)備的條件下，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端和企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)共享和交換的安全性,成為當(dāng)前亟待解決的重要問(wèn)題。

目前，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備安全接入的主要思路是：移動(dòng)終端設(shè)備在接入網(wǎng)絡(luò)之前，由接入控制系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)預(yù)先設(shè)置的安全策略對(duì)其進(jìn)行檢查，符合安全策略的允許接入，不符合的則不允許接入，這樣就實(shí)現(xiàn)了部分防護(hù)功能，及對(duì)非法接入設(shè)備的攔截，除非設(shè)備提供合法的安全策略，否則不允許接入。

目前針對(duì)移動(dòng)終端安全接入的研究主要包括以下3種:微軟的網(wǎng)絡(luò)接入保護(hù) NAP(Network Access Protection)技術(shù)、思科的網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制NAC(Network Admission Control)技術(shù)以及可信計(jì)算組織TCG (Trusted Computing Group)的可信網(wǎng)絡(luò)連接 TNC(Trusted Network Connect)技術(shù)。上述終端安全接入技術(shù)都會(huì)在終端接入網(wǎng)絡(luò)之前對(duì)其進(jìn)行身份認(rèn)證和完整性度量，只有終端可信并且遵循訪問(wèn)策略時(shí)才允許其接入網(wǎng)絡(luò)。

本文將結(jié)合無(wú)線公開(kāi)密鑰體系(WPKI)認(rèn)證技術(shù)和可信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建設(shè)企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入系統(tǒng)，著重描述安全接入系統(tǒng)的總體架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方案。

1 安全接入系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入系統(tǒng)是企業(yè)辦公網(wǎng)安全保障體系的重要組成部分，通過(guò)制定移動(dòng)終端安全接入模式、方法和技術(shù)，建立企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入系統(tǒng)，為企業(yè)辦公網(wǎng)安全保障體系的建立提供技術(shù)支撐,從而確保訪問(wèn)企業(yè)資源的所有設(shè)備都是有效可控的，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種安全威脅的抵御，有效地阻止這些威脅對(duì)企業(yè)信息資源的影響。終端設(shè)備通過(guò)3G等移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，必須達(dá)到系統(tǒng)規(guī)定的安全策略和規(guī)則條件，所有的接入設(shè)備通過(guò)安全的接入點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、預(yù)防和消除由移動(dòng)終端設(shè)備帶來(lái)的安全威脅，從而大大減少木馬和病毒等對(duì)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)造成的威脅和影響。

1.1 企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端接入工作模式

根據(jù)移動(dòng)終端請(qǐng)求所訪問(wèn)的數(shù)據(jù)位置的不同，企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)接入的工作模式可分為以下兩類：

(1)將移動(dòng)終端設(shè)備應(yīng)用所訪問(wèn)的數(shù)據(jù)和資源放在移動(dòng)接入安全應(yīng)用服務(wù)器上，這些接入服務(wù)器在企業(yè)辦公網(wǎng)信息資源之外，只用于移動(dòng)終端訪問(wèn)，然后通過(guò)使用數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)交換機(jī)制實(shí)現(xiàn)接入服務(wù)器和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息資源服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步。該模式下，系統(tǒng)的響應(yīng)性能很好，但是數(shù)據(jù)時(shí)效性差，會(huì)造成資源過(guò)時(shí)，影響辦公的正常進(jìn)行。

(2)通過(guò)代理的方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端數(shù)據(jù)和資源的訪問(wèn)，這種模式的實(shí)現(xiàn)方法是：將數(shù)據(jù)和資源統(tǒng)一放在企業(yè)辦公網(wǎng)內(nèi)，移動(dòng)終端向安全移動(dòng)接入平臺(tái)的代理服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，由代理向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，并返回?cái)?shù)據(jù)給移動(dòng)終端設(shè)備。該模式下數(shù)據(jù)的更新和同步及時(shí)，不影響正常的辦公流程，但是移動(dòng)終端辦公所需的資源和請(qǐng)求都要通過(guò)代理中轉(zhuǎn)。

根據(jù)企業(yè)辦公網(wǎng)的需求，采用代理的方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端設(shè)備接入的工作模式。

1.2 基于可信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端安全接入

采用可信網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端安全接入，形成網(wǎng)絡(luò)信任鏈模型M-TNC,使用可信網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)TNC(Trusted Network Connection),通過(guò)采用可信主機(jī)提供的終端技術(shù)，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端訪問(wèn)控制。

M-TNC的權(quán)限控制規(guī)則采用終端的完整性校驗(yàn)來(lái)檢查終端的“可信度”。M-TNC的架構(gòu)分為3類實(shí)體：終端訪問(wèn)者AP(Access Point)、規(guī)則判定者 RJP(Rule Judgement Point)、規(guī)則定義者 RDP(Rule Defination Point)。終端訪問(wèn)者就是移動(dòng)終端訪問(wèn)設(shè)備，請(qǐng)求服務(wù)器的資源；規(guī)則判定者和規(guī)則定義者就是移動(dòng)終端安全接入控制系統(tǒng)。M-TNC將傳統(tǒng)的接入方式“先連接，后安全評(píng)估”變?yōu)椤跋劝踩u(píng)估，后連接”，能大大增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)接入的安全性。

(1)元素定義

定義1資源集R={ri|i=1…N}，企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)的資源集合。

定義 2資源服務(wù)域 RS={R,SDP,AP,ISP}，R是企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供的資源集，RJP是絕對(duì)可信的規(guī)則判定者，RDP管理整個(gè)域的AP及協(xié)助網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者ISP(Internet Service Provider)驗(yàn)證M-TNC的可信性，同時(shí)受理其他域M-TNC的跨域服務(wù)請(qǐng)求消息。

(2)移動(dòng)終端可信接入算法

算法1移動(dòng)終端可信接入算法

移動(dòng)終端可信接入機(jī)制如圖1所示。

圖1 移動(dòng)終端可信接入機(jī)制

①//RDP根據(jù)AP的可信度制定相應(yīng)的ACL規(guī)則：

②//AP請(qǐng)求接入：發(fā)出訪問(wèn)請(qǐng)求，收集該終端的可信度評(píng)估值并發(fā)送給RJP，等待RJP對(duì)終端設(shè)備的可信度判定：

③//RDP完成對(duì)MTAM(Mobile Terminal Access Module)模塊的完整性及真實(shí)性驗(yàn)證，負(fù)責(zé)為MTAM中的移動(dòng)終端設(shè)備頒發(fā)可信證書：

④//RDP負(fù)責(zé)制定和分發(fā)AP的可信度判定規(guī)則，并對(duì)其證書進(jìn)行驗(yàn)證，以評(píng)估該接入設(shè)備的可信性：

對(duì)MTAM的身份進(jìn)行鑒別，驗(yàn)證AP證書的有效性，校驗(yàn)AP設(shè)備的可信性：

(3)接入機(jī)制分析

MTAM向RDP注冊(cè)服務(wù)，申請(qǐng)RDP頒發(fā)的可信評(píng)估證書，獲得該證書后，MTAM即可與ISP進(jìn)行交互，ISP通過(guò)驗(yàn)證可信評(píng)估證書的合法性完成對(duì)MTAM的可信度評(píng)估[2]。

RDP獲得由移動(dòng)終端可信判定中心CMJC簽發(fā)的可信證書，證書包含RDP的公鑰及CMJC簽名等信息，并通過(guò)安全途徑向移動(dòng)終端等外部設(shè)備公布公鑰，每個(gè)移動(dòng)終端的實(shí)體身份證書格式如下。

其中KPubA是移動(dòng)終端A的公鑰，EKSCA是CMJC的私鑰，DateA是證書的頒發(fā)日期，LFA是證書的有效期。

圖2所示為MTAM與RDP建立連接，申請(qǐng)由RDP頒發(fā)的可信證書。連接建立前MTAM基于RDP進(jìn)行完整性度量，MTAM與RDP協(xié)商完成MTAM與RDP間身份認(rèn)證，該身份認(rèn)證是雙向的，認(rèn)證完成后RDP實(shí)現(xiàn)對(duì)MTAM平臺(tái)的可信度判定。通過(guò)身份認(rèn)證和可信度判定的MTAM可以獲得RDP為其頒發(fā)的可信證書，在證書的有效時(shí)間內(nèi)，終端用戶持該證書就可以與ISP建立服務(wù)連接。

圖2 MTAM向RDP注冊(cè)

通過(guò)請(qǐng)求Message消息MTAM與RDP進(jìn)行Session會(huì)話建立前的協(xié)商，Nonce包含隨機(jī)數(shù)和時(shí)間戳，用來(lái)驗(yàn)證發(fā)送的消息是否得到相應(yīng)的回復(fù)，ID是MTAM的身份 ID號(hào)，MTAMPK是 MTAM的公鑰；RDPPK是 RDP的公鑰，RRDP是RDP產(chǎn)生的用于MTAM簽名的隨機(jī)數(shù)。

MTAM首先對(duì)隨機(jī)數(shù)RRDP進(jìn)行簽名,并用RDP的公鑰對(duì)Certattr和其完整性度量值加密。加密后的數(shù)據(jù)和簽名值一起發(fā)送給RDP,其中RMTAM是MTAM產(chǎn)生的用于RDP簽名的隨機(jī)數(shù),SIG(RSDP)是 MTAM對(duì)隨機(jī)數(shù) RRDP的簽名值,Certattr是屬性證書,PCRSMTAM是MTAM的完整性度量信息。

RDP首先驗(yàn)證MTAM簽名的真實(shí)和可靠性。RDP對(duì)消息進(jìn)行解密，得到MTAM的相關(guān)信息,然后實(shí)現(xiàn)對(duì)MTAM的可信度判定，即驗(yàn)證MTAM持有的屬性證書的合法性。判定通過(guò)后，RDP為MTAM頒發(fā)可信證書Certcredibility。其中SIG(RMTAM)是 RDP對(duì)隨機(jī)數(shù) RMTAM的簽名值，Certcredibility是RDP頒發(fā)的可信證書。MTAM驗(yàn)證RDP的證書及簽名，從而確定RDP的身份合法性。MTAM獲得可信證書后，就可以使用該證書向ISP申請(qǐng)服務(wù)，ISP通過(guò)驗(yàn)證證書的合法性，完成對(duì)MTAM的可信性評(píng)估，為可信的MTAM提供服務(wù)。

2 安全接入系統(tǒng)架構(gòu)

企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入系統(tǒng)主要由WPKI系統(tǒng)模塊、身份認(rèn)證控制系統(tǒng)、可信安全接入控制系統(tǒng)和可信判定系統(tǒng)四部分組成,如圖3所示。

圖3 企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入系統(tǒng)架構(gòu)

(1)WPKI系統(tǒng)模塊

WPKI是企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入系統(tǒng)，提供安全服務(wù)的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)所有移動(dòng)終端訪問(wèn)提供加密、證書頒發(fā)、證書管理等功能服務(wù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的證書管理體系,及移動(dòng)終端安全接入的可信證書的產(chǎn)生、管理、存儲(chǔ)、分發(fā)和撤銷等功能。

WPKI系統(tǒng)是企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入系統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)，其組成部件如圖4所示。

圖4 WPKI組成

其中WPKI各組成部件的主要功能分別為:

①M(fèi)obile Device:WPKI中的移動(dòng)終端設(shè)備，移動(dòng)終端設(shè)備上安裝的應(yīng)用提交接入請(qǐng)求，提供數(shù)字簽名和可信證書，并可以提交證書更新以及撤銷等請(qǐng)求。

②WAP/3G網(wǎng)關(guān):用于連接無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)，此部分由公共通信提供商來(lái)完成。

③WPKI Portal:提供用戶和CA之間的一個(gè)接口。

④CA(Certificate Authority)是 WPKI的信任基礎(chǔ)，是認(rèn)證授權(quán)機(jī)構(gòu)(即認(rèn)證中心)，負(fù)責(zé)發(fā)放和管理數(shù)字證書的權(quán)威機(jī)構(gòu)，承擔(dān)公鑰體系中公鑰的合法性檢驗(yàn)的責(zé)任。

⑤證書數(shù)據(jù)庫(kù)：存放證書和證書失效清單 以便證書的存取和查詢[4]。

(2)身份認(rèn)證控制模塊

采用MTAM的可信度判定規(guī)則，驗(yàn)證終端的完整性校驗(yàn)，檢查終端的可信度，并通過(guò)對(duì)接入的移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行身份認(rèn)證，并按照預(yù)先制定的ACL策略，保證只有合法的移動(dòng)終端設(shè)備和終端應(yīng)用才可以接入系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

(3)可信安全接入控制系統(tǒng)

安全接入控制系統(tǒng)主要研究基于可信接口的安全接入機(jī)制。按照接入點(diǎn)位置和功能，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的可信接口包括：終端可信接口、網(wǎng)關(guān)可信接口和網(wǎng)絡(luò)可信接口。

終端可信接口：終端可信接口是在移動(dòng)終端設(shè)備上，采集終端設(shè)備的屬性信息，向RDP提供證書等相關(guān)信息。

網(wǎng)關(guān)可信接口：完成設(shè)備定位，終端設(shè)備監(jiān)控以及規(guī)則下發(fā)，與設(shè)備安全通信、安全應(yīng)用信息交互等功能。

網(wǎng)絡(luò)可信接口：完成數(shù)據(jù)的安全傳輸。

(4)可信判定系統(tǒng)

對(duì)接入系統(tǒng)的移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行可信度判定，并在終端設(shè)備訪問(wèn)期間，根據(jù)設(shè)備認(rèn)證信息及屬性信息，對(duì)設(shè)備進(jìn)行周期輪詢，對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行可信度重新判定，確保移動(dòng)終端訪問(wèn)的安全性和可信性。

本文主要針對(duì)企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端設(shè)備安全接入問(wèn)題,研究了移動(dòng)終端的安全接入技術(shù)，并構(gòu)建了終端安全接入系統(tǒng)的總體架構(gòu)。企業(yè)辦公網(wǎng)移動(dòng)終端安全接入系統(tǒng)由WPKI系統(tǒng)模塊、身份認(rèn)證控制模塊、可信安全接入控制系統(tǒng)和可信判定系統(tǒng)四部分組成。通過(guò)該系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端接入企業(yè)辦公網(wǎng)的安全性，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)辦公網(wǎng)向移動(dòng)終端設(shè)備延伸提供安全保障，為開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動(dòng)辦公提供安全支撐。

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