面向安全漏洞管理的高校備案系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

◆江曉蓮 鄭海山

（廈門大學(xué) 福建 361005）

面向安全漏洞管理的高校備案系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

◆江曉蓮 鄭海山

（廈門大學(xué) 福建 361005）

隨著高校網(wǎng)絡(luò)安全的復(fù)雜化和校內(nèi)站點類型的多樣化，高校在網(wǎng)站管理方面面臨更大的挑戰(zhàn)。強化網(wǎng)站備案、提高備案信息的準(zhǔn)確性，完善問題網(wǎng)站處置應(yīng)急響應(yīng)機制，成為一件刻不容緩的工作。為了方便校內(nèi)站點的備案管理和對站點安全漏洞進行及時響應(yīng)，廈門大學(xué)開發(fā)了新的備案系統(tǒng)。在傳統(tǒng)備案系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入年審機制，及時更新備案信息；為各個備案網(wǎng)站建立漏洞庫，以便能更好跟蹤網(wǎng)站漏洞處理進度，建立長效機制。本文結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全日益嚴(yán)峻的背景，對備案系統(tǒng)進行設(shè)計，并給出了具體實現(xiàn)細節(jié)。關(guān)鍵詞：備案系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)安全；信息化

0 引言

高校的網(wǎng)站類型可分為以下幾種：門戶網(wǎng)站、各部處學(xué)院網(wǎng)站、研究所和科研機構(gòu)網(wǎng)站、會議網(wǎng)站、校內(nèi)信息化應(yīng)用、教師個人主頁、學(xué)生社團網(wǎng)站、圖書館資源、新媒體平臺等[2]。日益增長和種類繁多的校園網(wǎng)站，給網(wǎng)站的管理提出了更高的要求[3]。

此外，隨著高校網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)模的擴大及復(fù)雜化，高校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開放特性，使得高校在網(wǎng)絡(luò)安全方面面臨著各種攻擊和威脅，網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出[3]。針對網(wǎng)絡(luò)安全問題，除了從源頭做好防范工作，更需要在發(fā)現(xiàn)問題的第一時間聯(lián)系相關(guān)管理員進行及時處理。

根據(jù)中華人民共和國國務(wù)院令第292號《互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)管理辦法》、中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部令第33號《非經(jīng)營性互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)備案管理辦法 》、工信部發(fā)布的《互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)管理專項行動工作方案》等，強化網(wǎng)站備案、著力提高網(wǎng)站備案聯(lián)系方式信息的準(zhǔn)確性、完善違法違規(guī)網(wǎng)站處置應(yīng)急響應(yīng)機制，是一件刻不容緩的工作。備案系統(tǒng)的核心功能是進行網(wǎng)站信息和相應(yīng)管理員信息的備案工作，備案信息的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。高校傳統(tǒng)的備案系統(tǒng)主要是線上與線下結(jié)合的形式[3]，新增站點向高校備案管理部門履行登記備案手續(xù)。后期網(wǎng)站廢棄或管理員更換，相關(guān)站點并不一定對備案管理部門報備。這種單向備案，不利于后期備案信息維護工作的開展。由于備案信息未能及時更新，當(dāng)發(fā)生網(wǎng)站漏洞等緊急情況，無法及時聯(lián)系到相關(guān)負責(zé)人。針對當(dāng)前網(wǎng)站種類繁多，網(wǎng)絡(luò)安全日益嚴(yán)峻的現(xiàn)狀，為了更好地進行校內(nèi)站點的管理工作，廈門大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)中心通過充分調(diào)研，在原有較為簡陋的備案系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)了新的備案系統(tǒng)?；谠袀浒腹δ埽肽陮彊C制和漏洞管理機制，在備案的實施過程中取得了良好的效果。本論文將介紹本備案系統(tǒng)的功能模塊和具體的實現(xiàn)細節(jié)。

1 備案系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

廈門大學(xué)備案系統(tǒng)大量采用了開源軟件。為方便和其它系統(tǒng)集成，操作系統(tǒng)基于 Linux環(huán)境。開發(fā)語言采用 Python，使用Django框架。開發(fā)環(huán)境采用Vagrant和VirtualBox搭建，系統(tǒng)部署采用Puppet自動化部署工具。Web服務(wù)器選擇Apache2，數(shù)據(jù)庫使用MySQL，緩存采用Redis。

為兼容移動客戶端，提供更好的用戶體驗，網(wǎng)站前端采用Bootstrap響應(yīng)式布局，后臺管理員界面使用 Gentelella模板，JavaScript框架使用jQuery，文件上載采用Dropzone組件。從易用性及安全性考慮，系統(tǒng)對接學(xué)校統(tǒng)一身份認證，包括廈門大學(xué)教職員工、學(xué)生等在內(nèi)的網(wǎng)站管理員無需注冊即可使用統(tǒng)一身份認證登錄備案系統(tǒng)。此外，新的備案系統(tǒng)使用Chart.js、D3.js展示備案信息的各種統(tǒng)計圖表。

1.2 功能模塊設(shè)計

新版?zhèn)浒赶到y(tǒng)的目標(biāo)是對廈門大學(xué)各類站點進行網(wǎng)站備案，并結(jié)合年審機制督促管理員及時更新備案信息；對已通過備案的站點通過程序自動打開校外IP可訪問權(quán)限；對接DNS系統(tǒng)，自動關(guān)閉未備案的僵尸和過期站點；為各個備案站點建立漏洞庫，及時聯(lián)系站點管理員處理相關(guān)漏洞，并對漏洞的生命周期進行跟蹤；基于備案數(shù)據(jù)，生成校內(nèi)站點數(shù)據(jù)的統(tǒng)計報表，為校內(nèi)站點的管理決策提供數(shù)據(jù)支持[3]。

新備案系統(tǒng)用戶分為三類：普通用戶、院級管理員、系統(tǒng)管理員。

（1）普通用戶功能

普通用戶即各網(wǎng)站管理員，主要進行站點備案、站點相關(guān)設(shè)置、站點漏洞跟蹤管理等工作。普通用戶主要功能包括：

控制臺：進行當(dāng)前用戶所有備案站點信息的匯總展示、站點所有安全漏洞匯總展示、待辦事項提醒等。

我的個人信息：為防止備案站點聯(lián)系人信息缺失，首次登錄備案系統(tǒng)需要先進行個人聯(lián)系信息的填寫。個人信息填寫的每一步均嵌入齊全的幫助信息。

備案：提交備案站點的相關(guān)信息及分管領(lǐng)導(dǎo)信息。備案過程嵌入齊全的幫助信息，提供當(dāng)前可用域名查詢，并進行是否開放校外 IP可訪問權(quán)限的設(shè)置；分管領(lǐng)導(dǎo)信息填寫方面，用戶可以直接選擇之前已備案站點的分管領(lǐng)導(dǎo)信息，不需要重復(fù)填寫，提高備案效率。備案成功后，普通用戶會收到由系統(tǒng)自動發(fā)送的備案成功郵件。

備案項目列表：用戶可查看所有備案條目，包括每條備案的當(dāng)前認證狀態(tài)、是否開放校外 IP可訪問權(quán)限、該備案的安全漏洞列表鏈接、查看該備案詳情的鏈接等。

安全漏洞列表：通過安全漏洞列表，用戶可以查看所維護站點的漏洞，包括每條漏洞的當(dāng)前狀態(tài)、漏洞等級、漏洞類別、漏洞來源、漏洞處理截止時間；點擊相應(yīng)的漏洞可進行漏洞詳情查看及漏洞處理。這樣，就為各個站點建立了漏洞庫，實現(xiàn)網(wǎng)站安全漏洞的通知、確認和處理均在備案系統(tǒng)進行，方便站點漏洞的跟蹤及歷史信息的保存。此外，系統(tǒng)會將漏洞的進展對用戶進行郵件推送，以提醒用戶及時處理漏洞。

提交管理員權(quán)限移交申請。

（2）院級管理員功能

院級管理員除了擁有普通用戶的功能外，還增加以下權(quán)限：

查看學(xué)院內(nèi)所有站點備案列表。

查看學(xué)院內(nèi)所有安全漏洞項目列表。

審核學(xué)院站點中管理員權(quán)限移交申請。

查看學(xué)院內(nèi)所有備案站點統(tǒng)計報表：按月新增站點、活躍站點、學(xué)院站點開放校外訪問權(quán)限的比例、漏洞類型分布、漏洞處理情況統(tǒng)計等，且統(tǒng)計數(shù)據(jù)以圖表形式進行直觀展示。

（3）系統(tǒng)管理員功能

系統(tǒng)管理員通過備案系統(tǒng)對新增備案站點進行審核，對舊站點進行年審工作，并定期清理僵尸站點。

備案搜索管理和用戶搜索管理：方便系統(tǒng)管理員進行相關(guān)站點或相關(guān)管理員信息的定位。

系統(tǒng)管理員使用備案系統(tǒng)進行漏洞錄入、通知、跟蹤、及修復(fù)驗證。

檢查DNS和備案系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對備案站點進行梳理，發(fā)現(xiàn)已備案的僵尸站點，為備案站點的年審工作提供依據(jù)。

查看普通用戶和院級管理員操作日志。

通過控制臺查看全校備案站點的統(tǒng)計：包括校內(nèi)已認證備案的站點數(shù)目、未認證備案的站點數(shù)目、需年審站點數(shù)目、按月新增站點統(tǒng)計、按學(xué)院網(wǎng)站個數(shù)分析、開放校外 IP訪問權(quán)限的站點統(tǒng)計等。查看全校站點漏洞數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析：根據(jù)漏洞類型、漏洞等級、漏洞狀態(tài)等提供全校安全漏洞統(tǒng)計圖表；按網(wǎng)站、學(xué)院統(tǒng)計漏洞數(shù)最多的網(wǎng)站。通過統(tǒng)計報表，使系統(tǒng)管理員對校內(nèi)站點情況有更直觀的了解，方便系統(tǒng)管理員更好地進行全校站點管理。

1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

備案系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)表定義如表1和表2。

表1 備案站點信息表

表2 漏洞信息表

1.4 網(wǎng)站流程設(shè)計

（1）備案流程如圖1所示。

圖1 備案流程

（2）安全漏洞生命周期管理流程如圖2所示。

圖2 安全漏洞生命周期管理流程

2 部分技術(shù)實現(xiàn)細節(jié)

2.1 PDF文檔下載

為方便用戶打印出備案信息交由領(lǐng)導(dǎo)蓋章和單位簽字，備案系統(tǒng)提供給用戶預(yù)覽打印效果和下載 PDF打印功能。為了方便開發(fā)人員修改打印樣式和重用代碼，通過Django的模板機制，把需要預(yù)覽的HTML和PDF統(tǒng)一成一個模板文件，在模板內(nèi)編輯樣式，通過模板引擎替換字符串，并渲染為 HTML文本，最終根據(jù)用戶是預(yù)覽或者下載輸出不同的格式。

# 構(gòu)建HTML和PDF統(tǒng)一的樣式

beian_detail_content = render_to_string('licenses/detail.html', {'license': license})

# 如果不是下載PDF，則直接輸出HTML

if not download:

return HttpResponse(beian_detail_content)

# 如果是下載PDF，通過weasyprint模塊把HTML輸出成PDF

response = HttpResponse(content_type='application/pdf')

response['Content-Disposition']= 'attachment; filename="xmu_beian.pdf"'

from weasyprint import HTML

response.write(HTML(string=beian_detail_content).write_pdf() )

return response

2.2 與DNS、防火墻聯(lián)動

為了使得全校盡快地實現(xiàn)所有站點的備案，我們在實踐中通過宣傳、郵件群發(fā)、技術(shù)處理等多種手段促進備案進程。在一定時間過后，通過跟DNS和防火墻系統(tǒng)聯(lián)動，自動封禁未備案站點。任何人訪問未備案站點任何頁面均會得到該站點未備案的通知，并引導(dǎo)用戶到備案頁面進行備案。具體實現(xiàn)為修改 DNS BIND9系統(tǒng)的配置文件。BIND9的配置文件為文本文件，每一行對應(yīng)一條DNS記錄。對每一條DNS記錄，均查詢是否通過備案，如果通過備案，則寫入已備案配置文件，否則寫入未備案配置文件。通過修改DNS配置，不再引用原先的記錄文件而是引用新的拆封過的2個文件，達到封禁未備案站點的目的。同時繼續(xù)保留原先記錄文件，每天定時更新解封新備案站點。具體Python代碼為：

with open('db.xmu.edu.cn.all_sites') as f:

content = f.readlines()

for l in content:

rec = l.rstrip(' ').split()

if is_beianed(rec[0]):

write_to_file(‘db.xmu.edu.cn.beianed’, rec[0])

else:

write_to_file(‘db.xmu.edu.cn.not_beian’, ‘%-20s CNAME ban_server' % rec[0])

BIND配置文件修改為：

;注釋掉原先記錄文件，更改為引入新的拆封過的文件

;$INCLUDE /etc/bind/db.xmu.edu.cn.all_sites

$INCLUDE /etc/bind/db.xmu.edu.cn.beianed

$INCLUDE /etc/bind/db.xmu.edu.cn.not_beian

經(jīng)過以上修改，極大加快了全校備案的進程。

3 結(jié)束語

廈門大學(xué)新備案系統(tǒng)在傳統(tǒng)備案功能的基礎(chǔ)上，引入年審機制，著力提高備案站點信息的準(zhǔn)確性，為及時應(yīng)對站點安全問題提供基礎(chǔ)；建立備案站點漏洞庫，有效對站點安全漏洞進行跟蹤、處理，建立長效機制。通過在全校開展備案工作，截止到 2017年2月，廈門大學(xué)新備案系統(tǒng)通過和DNS、防火墻系統(tǒng)聯(lián)動，封禁未備案站點的域名解析，實現(xiàn)短時間內(nèi)將500多個站點登記了管理員和分管領(lǐng)導(dǎo)信息，識別出100多個僵尸和過期域名，為下一步的網(wǎng)站漏洞掃描和安全管理提供了堅實的基礎(chǔ)。通過引入的新的漏洞管理功能，使得漏洞整改過程清晰可查，漏洞響應(yīng)時間加快，漏洞平均處理時長也較以往有所減少。今后備案系統(tǒng)的開發(fā)方向可整合更多安全設(shè)備信息，例如與漏洞掃描設(shè)備和WAF、IPS等安全設(shè)備聯(lián)動，為站點管理員和學(xué)校提供各個站點和全校更加清晰的安全態(tài)勢分析。

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