分布式防火墻在數(shù)字化校園信息安全中的部署

楊年中

摘要：隨著國家大力推進數(shù)字校園建設發(fā)展，校園網(wǎng)絡環(huán)境中的信息安全問題日益凸顯，如果不能解決信息安全問題，會嚴重制約互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計算機技術(shù)的應用發(fā)展。目前，在各種網(wǎng)絡環(huán)境中，防火墻技術(shù)作為安全屏障可以有效實現(xiàn)網(wǎng)絡信息安全，在網(wǎng)絡安全防護中的應用越來越廣泛。防火墻技術(shù)屬于基于傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全技術(shù)的一種新型安全防護手段，由于運行安全穩(wěn)定、防護性能良好，已經(jīng)普遍應用于私人網(wǎng)絡與公共網(wǎng)絡之間。本文在分析了傳統(tǒng)防火墻技術(shù)存在的安全漏洞問題基礎上，提出了分布式代理防火墻在校園網(wǎng)絡中的部署設計方案，具有一定的理論指導意義。

關鍵詞：分布式防火墻 數(shù)字校園 信息安全

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

1引言

隨著我國各大高校數(shù)字校園的發(fā)展建設，網(wǎng)絡信息安全問題已經(jīng)成為了校園信息化建設中不可忽視的重點問題。為了解決校園網(wǎng)絡信息安全問題，越來越多的現(xiàn)代信息安全技術(shù)被廣泛應用于數(shù)字校園建設中，防火墻技術(shù)在網(wǎng)絡安全防護建設中應用得最為普遍。但是，傳統(tǒng)的邊界防火墻技術(shù)存在性能較差和單點失效等明顯弊端，更需要基于網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)防火墻安全策略。因此，分布式防火墻技術(shù)在這種背景下應運而生，分布式防火墻技術(shù)通過在某些受保護的主機上進行部署，以解決傳統(tǒng)防火墻技術(shù)的瓶頸問題。本文主要對分布式代理防火墻在數(shù)字校園中的部署進行了方案設計。

2傳統(tǒng)防火墻中存在的問題

（1）內(nèi)部安全問題。傳統(tǒng)的防火墻技術(shù)無法對內(nèi)部數(shù)據(jù)進行安全監(jiān)控，更無法實現(xiàn)出現(xiàn)在網(wǎng)絡內(nèi)部攻擊的安全防護。（2）性能瓶頸問題。傳統(tǒng)防火墻技術(shù)的性能較差，數(shù)據(jù)處理速度較慢，防護惡意攻擊的安全功能不夠完善。（3）單點失效問題。整個網(wǎng)絡的安全防護全部依賴防火墻技術(shù)，一旦惡意攻擊者翻越防火墻，或者防火墻配置出現(xiàn)問題，內(nèi)部網(wǎng)絡將完全暴露于攻擊人員面前。（4）授權(quán)訪問問題。由于網(wǎng)絡環(huán)境非常復雜，很容易造成惡意攻擊人員繞過防火墻設置直接與內(nèi)部網(wǎng)絡進行連接，給網(wǎng)絡安全防護帶來極大威脅。（5）端對端加密威脅。當基于新型網(wǎng)絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)加密時，傳統(tǒng)防火墻技術(shù)經(jīng)常會由于沒有密鑰而無法識別合計檢查通過的數(shù)據(jù)包內(nèi)容。（6）安全模式簡單。傳統(tǒng)防火墻技術(shù)的安全防護策略主要針對的是內(nèi)部網(wǎng)絡，內(nèi)部網(wǎng)絡中部署的主機全部采用相同的安全模式，很容易造成信息安全威脅。

3分布式代理防火墻的部署設計

3.1體系結(jié)構(gòu)設計

本文主要基于Linux系統(tǒng)環(huán)境下，通過代理服務器部署防火墻策略，在代理防火墻基礎上進行安全策略協(xié)商，以確保各個代理防火墻可以協(xié)同工作，對整個網(wǎng)絡系統(tǒng)進行安全防護，構(gòu)建分布式防火墻系統(tǒng)的原型。分布式代理防火墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用對話控制方式的協(xié)調(diào)機制，具有典型分散型防火墻系統(tǒng)的部署結(jié)構(gòu)。

3.2控制中心結(jié)構(gòu)設計

控制中心主要負責實現(xiàn)資料收集、相互對話、日志管理和證書簽發(fā)功能。控制中心的各個節(jié)點處都配置了防火墻的安全策略庫、數(shù)字密鑰庫和數(shù)字證書等內(nèi)容?？刂浦行牡谋举|(zhì)是CA認證中心，CA認證中心是分布式防火墻系統(tǒng)唯一授權(quán)和承認的數(shù)字證書簽發(fā)機構(gòu)?？刂浦行慕Y(jié)構(gòu)主要包括策略模塊、日志模塊、策略分析模塊和策略協(xié)商模塊。

3.3代理防火墻結(jié)構(gòu)設計

代理防火墻的設計主要采用了分布式結(jié)構(gòu)，以分擔網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的方法減少每個網(wǎng)絡節(jié)點承擔的數(shù)據(jù)處理量。分布式防火墻的部署能夠有效避免某個網(wǎng)絡節(jié)點感染木馬病毒而導致整個網(wǎng)絡受到嚴重的安全威脅，每個網(wǎng)絡節(jié)點必須針對需要經(jīng)過的數(shù)據(jù)進行識別和檢查。代理防火墻系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)包括通用層接口、IP過濾模塊、代理服務程序、聯(lián)動接口、沖突檢測、網(wǎng)絡解析、策略協(xié)商和日志管理等。接口層主要為用戶使用管理進行支持，IP過濾模塊負責對生成的日志信息進行保存，以記錄網(wǎng)絡訪問地址。沖突檢測模塊負責檢查各個數(shù)據(jù)輸入接口與防火墻連接的位置是否存在異常情況。安全解析模塊負責解析安全版圖，將其轉(zhuǎn)換成為系統(tǒng)可以識別和執(zhí)行的形式。策略協(xié)商模塊負責利用控制中心實現(xiàn)其他代理防火墻的安全防護策略的協(xié)同運行。

4結(jié)語

綜上所述，由于各大高校校園網(wǎng)絡建設規(guī)模非常龐大，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)也十分復雜，本文提出了代理防火墻的部署方案，主要利用控制中心對安全防護策略進行協(xié)商，但這也可能會造成系統(tǒng)性能降低等問題，在下一步的設計研究中應該增加多個控制中心，由每個控制中心負責承擔部分代理防火墻安全策略的協(xié)商任務，再通過完善的數(shù)據(jù)通信機制使各個控制中心之間實現(xiàn)協(xié)商策略的交換。同時，還可以將控制中心的各項功能與代理防火墻功能結(jié)合，防止由于過于依賴策略中心給系統(tǒng)代理安全漏洞和威脅。

參考文獻

[1]楊帆.防火墻技術(shù)及其在校園網(wǎng)絡安全中的應用研究[J].科技展望，2015，35：10.

[2]向征.基于WEB防火墻的校園網(wǎng)絡安全解決策略[J].科技展望，2015，11：7.