數(shù)字化校園信息安全立體防御體系的探索與實踐

◆肖 弋

（達州職業(yè)技術(shù)學院 四川635001）

數(shù)字化校園信息安全立體防御體系的探索與實踐

◆肖 弋

（達州職業(yè)技術(shù)學院 四川635001）

隨著信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，我國高校已經(jīng)進入數(shù)字化時代，在互聯(lián)網(wǎng)普及的條件下，校園中面對的網(wǎng)絡攻擊也變得日益復雜，使得教育信息化受到嚴重的影響。在這樣的情況下，傳統(tǒng)的信息安全防御體系已經(jīng)無法阻擋來自網(wǎng)絡的強烈攻擊，需要建立信息安全立體防御體系，才能有效阻擋網(wǎng)絡的攻擊，從而確保數(shù)字化校園的信息安全。

數(shù)字化；校園；信息安全；立體防御體系

0 引言

在數(shù)字化校園的發(fā)展過程中，各項教育資源在應用工程中發(fā)生安全事故的頻率比較高，阻礙著教育信息化的應用。而傳統(tǒng)的防火墻、防病毒軟件等防御措施屬于靜態(tài)防御措施，防御形式也比較被動，防御的效果并不理想。因此，需要建立動態(tài)的立體防御體系，主動防御網(wǎng)絡的攻擊。

1 防御模型

1.1 物理安全層

在構(gòu)建數(shù)字化校園信息安全防御體系的過程中，首先要整理出傳統(tǒng)防御方式中的不足，改變其靜態(tài)和片面的防御模式，并與高校網(wǎng)絡應用現(xiàn)狀結(jié)合起來，構(gòu)建具有層次的立體防御體系。由于數(shù)字化校園的面對的網(wǎng)絡安全威脅越來越多，程度越來越深，因此在模型中的網(wǎng)絡安全層中設計了 APPDRRRCC模型，此模型能夠?qū)π畔⑼{進行主動防護。數(shù)字化校園信息安全立體防御體系由四個層次組成：第一，物理安全層；第二，網(wǎng)絡安全層；第三，數(shù)據(jù)安全層；第四，內(nèi)容安全層。數(shù)字化校園離不開信息技術(shù)的支撐，而信息技術(shù)的運用則需要建立在信息網(wǎng)絡基礎設施上，物理安全層的的主要功能是確保這些設施的安全。這里的安全包括的范圍比較廣，包含電磁、截止、設備、環(huán)境等的安全，而確保安全的措施則主要是電磁屏蔽，如防雷擊和防輻射等。此外，包括數(shù)據(jù)雙機熱備份和遠程備份等在內(nèi)的容災備份，也是重要的防御手段，利用 UPS可提高供電的可靠性，通過設備防護的方式能夠?qū)υO備進行保護。

1.2 網(wǎng)絡安全層

在數(shù)字化校園進行信息教育的過程中，其基礎網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)的運行，都可能受到網(wǎng)絡的攻擊，網(wǎng)絡安全層的主要功能就是對其運行過程和運行狀態(tài)進行保護。隨著數(shù)字化校園普及率的提高，校園內(nèi)發(fā)生的網(wǎng)絡安全事故也越來越多，對高校與網(wǎng)絡有關(guān)的業(yè)務都造成了嚴重的影響，阻礙著高校教育信息化的進程。因此，相關(guān)研究者為將立體防御體系構(gòu)建成為一個動態(tài)的防御體系，并實現(xiàn)對信息教育全過程的主動防御，設計了 APPDRRCC主動防護安全模型，如圖1所示：

圖1 APPDRRCC主動防護安全模型

從圖中可以看出，此安全模型主要涉及到7個環(huán)節(jié)，此模型能夠形成集成化的安全防護，并對安全防護體系進行一體化管理，從而有效應對越來越復雜并逐漸智能化的網(wǎng)絡攻擊。并且，針對每個環(huán)節(jié)還設計了相應的策略，由數(shù)字化校園網(wǎng)絡安全中心對每個環(huán)節(jié)進行更加深入、全面的管理，并實現(xiàn)管理的動態(tài)化。比如，在風險評估這一環(huán)節(jié)中，就主要對數(shù)字化校園的信息進行安全測試，并對其中可能存在的漏洞進行掃描，再根據(jù)掃描結(jié)果對風險等級進行測評。而在安全策略這一環(huán)節(jié)中，則建立了對應的安全模型，并制定相應的安全指標體系，對安全進行定級和保護。通過這樣的策略管理，能夠?qū)崿F(xiàn)立體防御體系的主動防御，從而彌補原有防御系統(tǒng)的缺陷。并且，APPDRRCC主動防護安全模型，能夠隨時掌握數(shù)字校園的網(wǎng)絡運行狀況，通過對各系統(tǒng)進行布置，能夠在發(fā)現(xiàn)異常安全事件的第一時間消除異常，并及時恢復被破壞的數(shù)據(jù)。在消除異常后，系統(tǒng)還能追蹤到攻擊源，從而對其進行反擊。數(shù)字化校園信息安全主動防御策略。

1.3 數(shù)據(jù)安全層

數(shù)據(jù)安全層主要對數(shù)字化校園的數(shù)據(jù)信息進行保護，確保其在存儲、傳輸和處理過程中的安全，從而避免其被竊取和篡改。通過數(shù)據(jù)安全層的保護，數(shù)據(jù)信息的真實性和完整性才能有所保障，并使這些數(shù)據(jù)信息具有不可抵賴性，在傳輸和處理過程中還具備可鑒別性，在這些安全屬性的保護下，數(shù)據(jù)信息的安全更有保障。目前，數(shù)據(jù)安全層采取的防護措施主要有兩種，一種是數(shù)據(jù)加密，另一種是數(shù)字簽名。

1.4 內(nèi)容安全層

內(nèi)容安全層的作用主要表現(xiàn)在四方面，一是隱藏數(shù)字化校園信息的內(nèi)容；二是發(fā)現(xiàn)數(shù)字化校園信息的內(nèi)容；三是對這些內(nèi)容進行分析；最后是對這些內(nèi)容進行管理。具體來說，發(fā)現(xiàn)內(nèi)容是指發(fā)現(xiàn)隱藏內(nèi)容的真實性，并對其中特定的信息進行過濾，然后再通過分析，將其中存在的大量潛在信息挖掘出來。內(nèi)容安全層比較常用的措施有以下幾種：其一，通過信息檢索獲取有用的信息；其二，對數(shù)據(jù)進行挖掘，提取出有用的信息；其三，對暴力、色情等一些不良的網(wǎng)絡信息進行過濾；最后，對網(wǎng)絡中存在的輿情信息進行分析，再根據(jù)分析結(jié)果對這些信息進行處理。

2 應用實例

2.1 校園網(wǎng)的使用情況

以我國某高職院校為例，該院校通過路由器的作用，總共形成三個出口，一是教育網(wǎng)出口，二是中國移動出口，三是中國電信出口。現(xiàn)階段，此高職院校校園網(wǎng)的節(jié)點有很多個，對教學樓、學生區(qū)、教職工區(qū)等進行全方位的覆蓋，并為網(wǎng)絡系統(tǒng)中的用戶提供多種多樣的服務，符合數(shù)字化校園的應用要求。但是，在教育信息化應用越來越復雜的情況下，加上校園網(wǎng)中的用戶數(shù)量越來越多，校園網(wǎng)絡安全問題越來越嚴峻，發(fā)生的安全事故越來越多。尤其是在每年三四月份以及六月份，單招考試和高考前后一段時間，網(wǎng)頁掛馬的情況非常嚴重，網(wǎng)絡系統(tǒng)中出現(xiàn)的惡意代碼非常多。隨著近幾年校園網(wǎng)規(guī)模的增加，加上P2P軟件處于無序的使用狀態(tài)，使得校園網(wǎng)本身就不充裕的寬帶資源被占用。于是，在校園網(wǎng)使用的高峰期，常常出現(xiàn)無法打開網(wǎng)頁的情況，導致學校的關(guān)鍵業(yè)務難以正常的開展。此外，校園網(wǎng)用戶的網(wǎng)購賬號、QQ和MSN等聊天賬號，以及網(wǎng)絡游戲賬號等也經(jīng)常被盜，給師生造成不同程度的損失。出現(xiàn)這些情況的很大部分原因，在于該院校的二級單位沒有管理好二級網(wǎng)站，二級網(wǎng)站的防御功能太差，就會受到黑客、病毒等的入侵。并且，在網(wǎng)絡中還存在許多不良信息，如色情、暴力信息等，這些都會危害高職院校學生的身心健康，如何將此類信息隔離在校園網(wǎng)以外，是值得研究的問題。

2.2 網(wǎng)絡安全層的應用及效果

在數(shù)字化校園信息安全立體防御體系中，網(wǎng)絡安全層的作用是最關(guān)鍵的，其主要對校園中的基礎網(wǎng)絡，以及信息系統(tǒng)的運行過程進行全方位的保護，并對運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。所以，在信息化技術(shù)全面推廣和不斷更新的情況下，高職院校必須對網(wǎng)絡信息安全加強監(jiān)管，才能進一步優(yōu)化校園網(wǎng)絡環(huán)境，從而降低意外事件發(fā)生的幾率。而針對APPDRRCC主動防護模型中的風險評估，需要對校園網(wǎng)中的三種不同要素進行風險評估，即資產(chǎn)、威脅和脆弱性，這樣才能對網(wǎng)絡安全中所面臨的威脅進行全面的掌控。其中，對脆弱性的風險評估結(jié)果如表1所示：

表1 數(shù)字化校園信息系統(tǒng)脆弱性評估

根據(jù)在脆弱性評估中發(fā)現(xiàn)的漏洞，立即采取措施對其進行修復，避免漏洞對校園網(wǎng)形成攻擊，從而提高職院校園網(wǎng)的安全防御能力。在漏洞修復完成后，校園網(wǎng)路由器中的掛馬幾率得到明顯的控制，系統(tǒng)的安全防護水平也有很大程度的提升。在系統(tǒng)的防護環(huán)節(jié)中，為進一步提高職院校外網(wǎng)絡系統(tǒng)的防御能力，高職院校在系統(tǒng)中安裝了防病毒軟件，實現(xiàn)對校園網(wǎng)絡中計算機病毒的實時防護。從而有效的提高職院校園網(wǎng)絡的安全性。而在監(jiān)測環(huán)節(jié)，能夠?qū)π@網(wǎng)的運行狀態(tài)進行全方位的監(jiān)督，一旦發(fā)生系統(tǒng)異常，就能及時采取措施排除異常，從而確保校園網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行。

2.3 內(nèi)容安全層的應用及效果

內(nèi)容安全層的合理設置，直接決定著校園網(wǎng)絡文化氛圍是否有利于學生的健康成長，也會影響高職院校的和諧穩(wěn)定發(fā)展。為保障校園網(wǎng)絡信息的安全，通過“人工+技能”的方式對信息進行過濾，從而為在校學生提供健康的上網(wǎng)環(huán)境，創(chuàng)造積極的校園網(wǎng)絡文化氛圍。并且，該高職院校在技術(shù)上，利用專業(yè)的內(nèi)容監(jiān)控設備，對網(wǎng)路內(nèi)容進行過濾，避免不良網(wǎng)絡信息進入校園網(wǎng)中，從而為學生提供正面、積極的校園網(wǎng)絡信息。

此高職院校利用“人工+技術(shù)”的方式，在高考的網(wǎng)上錄取階段、全國英語等級考試前后，以及每年的政治敏感時期，都能將各種不利于學生成長的網(wǎng)絡信息過濾掉，從而為學生提供健康的上網(wǎng)環(huán)境，形成優(yōu)良的校園網(wǎng)絡文化。在網(wǎng)絡濫用行為中，垃圾郵件所占用的寬帶資源是比較多的，其不僅會損害用戶的利益，還可能在郵件中包含一些具有危險性的信息，如釣魚鏈接、病毒鏈接等。因此，高職院校在校園網(wǎng)系統(tǒng)中設置了垃圾郵件過濾系統(tǒng)，將含有不良網(wǎng)絡信息的垃圾郵件過濾掉，從而釋放更多的寬帶空間。根據(jù)垃圾郵件過濾系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在1年內(nèi)攔截的垃圾郵件數(shù)量超過總郵件數(shù)量的83%，有效的提高了校園網(wǎng)系統(tǒng)的安全。

3 結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的數(shù)字化校園信息安全防御體系是靜態(tài)的，且防御過程比較被動。隨著先進信息技術(shù)的全面應用，立體防御體系的構(gòu)建，則是以動態(tài)形式運行的，能夠主動對校園網(wǎng)絡的攻擊者進行防御。同時，在物理安全層、網(wǎng)絡安全層、數(shù)據(jù)安全層，以及內(nèi)容安全層的共同作用下，數(shù)字化信息安全防御體系的有效利用，能夠提升校園網(wǎng)絡系統(tǒng)的防御水平，過濾網(wǎng)絡中的不良信息，從而為學生提供健康的網(wǎng)絡環(huán)境。

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