大數(shù)據(jù)應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)安全保障分析

◆王榮漢 彭添煥 毛鉑明 周億城

（湖南省科學(xué)技術(shù)信息研究所科技信息中心 湖南 410000）

網(wǎng)絡(luò)信息安全關(guān)系到使用者和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)安全，嚴(yán)重的情況下還會(huì)威脅到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在信息網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)生安全問題的概率增大，加上在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息分析也開始變得更加復(fù)雜，多樣化的數(shù)據(jù)信息加大了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)漏洞發(fā)生的概率，如何保障數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的運(yùn)行安全，做好計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全防護(hù)成為相關(guān)人員需要思考和解決的問題。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的深入發(fā)展下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行過程中所面臨的安全問題也開始擁有更多的解決方案，通過使用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效減少計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全運(yùn)行保護(hù)的難度和資金投入，保障數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用安全。為此，本文結(jié)合信息環(huán)境背景下網(wǎng)絡(luò)安全的基本表現(xiàn)，就如何借助大數(shù)據(jù)來保障網(wǎng)絡(luò)信息安全進(jìn)行探究，現(xiàn)將具體情況匯報(bào)如下。

1 大數(shù)據(jù)概述

在2011年5月的時(shí)候，全球有名的咨詢公司麥肯錫公司發(fā)布的《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個(gè)前沿領(lǐng)域》報(bào)告中第一次提出了大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵概念，并在報(bào)告中指出大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活、生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。人們在高效率使用海量數(shù)據(jù)信息的情況下將會(huì)進(jìn)一步帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)消費(fèi)[1]。

經(jīng)過一系列的應(yīng)用分析我們總結(jié)出，大數(shù)據(jù)不是對(duì)數(shù)據(jù)量大小的定量描述，是一種在種類繁多、數(shù)量龐大的多樣化數(shù)據(jù)信息中來快速獲取數(shù)據(jù)信息，在信息獲取之后根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要來選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ邅硖幚?、管理、整理?shù)據(jù)信息的信息處理技術(shù)。

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)的深入發(fā)展下，人類社會(huì)范圍內(nèi)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息以指數(shù)級(jí)發(fā)展，在這些數(shù)據(jù)信息中有一些信息十分敏感，甚至還會(huì)牽扯到國家機(jī)密，這些信息在傳遞和使用的過程中很容易遭受攻擊，攻擊形式多樣，包括竊取、泄露、篡改、病毒等。大數(shù)據(jù)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的獲得，如何在大數(shù)據(jù)環(huán)境下保障網(wǎng)絡(luò)信息的安全得到了相關(guān)人員的關(guān)注[2]。

2 大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下的網(wǎng)絡(luò)安全

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大量的敏感信息，具體如圖一所示，根據(jù)圖一發(fā)現(xiàn)在社會(huì)信息數(shù)量增多的背景下網(wǎng)絡(luò)信息安全的保障工作面臨更多的挑戰(zhàn)，需要人們加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)信息使用安全的分析。

（1）物理安全分析

在大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)物理層面的安全是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的重要技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)信息工程建設(shè)的過程中需要注重因地制宜地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。同時(shí)，考慮到溫度、濕度對(duì)機(jī)房的影響，安放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)房還需要做好防潮防塵工作；考慮到各個(gè)線路之間的間隔距離，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中需要做好防電磁干擾的工作；考慮到對(duì)各個(gè)設(shè)備的應(yīng)用保護(hù)，還需要做好線路保護(hù)工作；考慮到報(bào)警的及時(shí)有效，要對(duì)報(bào)警裝置和報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施必要的備份管理[3]。

（2）信息內(nèi)容安全分析

在大數(shù)據(jù)信息環(huán)境下，信息內(nèi)容的安全性具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是防范信息的泄露，一方面是防范信息的破壞。信息泄露主要是指在沒有經(jīng)過合法用戶授權(quán)的情況下被非法用戶偵破、獲取或者破解目標(biāo)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息。在這個(gè)過程中一旦信息被泄露會(huì)遭受破就會(huì)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用用戶帶來困擾。信息破壞是系統(tǒng)出現(xiàn)故障、非法使用、病毒入侵而導(dǎo)致的內(nèi)容被刪減、修改、破壞，在遭受到肆意的破壞、刪減和篡改之后數(shù)據(jù)信息的完整性就會(huì)遭受破壞，甚至還會(huì)威脅到整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

（3）信息傳播安全分析

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)幕据d體是各個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，比如HTTP、XMPP、IP、TCP等，但是這些協(xié)議并不是專門針對(duì)數(shù)據(jù)信息安全所設(shè)計(jì)的，在實(shí)際應(yīng)用中存在一系列的安全漏洞，在缺乏數(shù)據(jù)信息安全保護(hù)機(jī)制的保護(hù)下會(huì)使得一些非法信息入侵到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，最終泄露和破壞用戶的信息[4]。

（4）管理安全分析

管理是確保信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和安全使用的關(guān)鍵，信息安全管理制度不完善、實(shí)踐操作性較差等都有可能誘發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)，比如在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的過程中如果無法對(duì)違規(guī)操作網(wǎng)絡(luò)的人員予以實(shí)時(shí)性的監(jiān)督控制，就會(huì)在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)使用的過程中誘發(fā)信息安全問題。

圖1 大數(shù)據(jù)背景下的網(wǎng)絡(luò)信息安全

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全分析中的應(yīng)用意義

從當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全事業(yè)發(fā)展實(shí)際情況來看，大數(shù)據(jù)技術(shù)在其中的應(yīng)用作用日益凸顯出來。從發(fā)展實(shí)際情況來看，信息化、網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)展的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)信息安全不僅關(guān)系到民眾的生活隱私，而且也關(guān)系到國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)的進(jìn)步。在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)日益復(fù)雜的背景下，數(shù)據(jù)信息的來源也更加廣泛，數(shù)據(jù)信息開始以指數(shù)的形式，按照曲線的速度快速增長。在當(dāng)前信息時(shí)代背景下，數(shù)據(jù)信息的安全分析數(shù)量級(jí)開始從TB級(jí)升級(jí)到PB級(jí)別，快速增長的數(shù)據(jù)一方面說明網(wǎng)絡(luò)信息的管理更加精細(xì)化，一方面也對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的應(yīng)用性能以及配備的設(shè)備提出更好的要求。如何完善數(shù)據(jù)信息設(shè)備的性能、實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的升級(jí)管理、解決系統(tǒng)信息漏洞問題開始成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)人員需要思考和解決的重要問題[5]。

4 現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)存在的安全問題

4.1 信息被竊取的問題

在現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益發(fā)達(dá)的社會(huì)，網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)所應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍不斷增加。不管是企業(yè)還是學(xué)校以及各個(gè)社會(huì)場所，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的需求量都呈現(xiàn)出快速增長的狀態(tài)。比如在現(xiàn)代醫(yī)院可以借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)患者的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，從而更好診斷患者病情；學(xué)校可以借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來對(duì)學(xué)生的學(xué)籍成績以及檔案信息進(jìn)行全面記錄。在這個(gè)過程中，如果有不法分子利用非法手段竊取經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)信息，則是會(huì)對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生十分不利的影響，加重網(wǎng)絡(luò)信息安全威脅。

4.2 身份被偽造的問題

近幾年，伴隨互聯(lián)網(wǎng)在我國社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的布局發(fā)展，身份偽造的案例也日益增多，從發(fā)展實(shí)際情況來看，偽造身份主要是通過信息漏洞來竊取數(shù)據(jù)信息，是一種嚴(yán)重的違法行為。從實(shí)際操作情況來看，計(jì)算機(jī)黑客會(huì)通過嫻熟先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來攻克計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)漏洞，從而進(jìn)入到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)資料信息內(nèi)容的竊取。在此期間，由于一些被偽造的身份在網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)中很難被定位且偽造身份的行為很難被發(fā)現(xiàn)，由此也會(huì)加重?cái)?shù)據(jù)庫信息應(yīng)用的混亂[6]。

4.3 信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全管理不到位所誘發(fā)的問題

在我國當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)過程中，信息安全管理問題一直沒有得到足夠的重視，經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前社會(huì)中有很多工作人員對(duì)自己所在單位的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)用不夠熟練，甚至一些單位沒有組織工作人員對(duì)安全信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以及相關(guān)問題的處理開展培訓(xùn)，由此滋生出比較多的企業(yè)信息系統(tǒng)安全漏洞問題，這些漏洞問題一旦被不法分子發(fā)現(xiàn)并加以利用，就有可能引發(fā)比較嚴(yán)重的信息丟失和網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)安全問題。

5 大數(shù)據(jù)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全分析中的具體應(yīng)用

針對(duì)各個(gè)形式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞問題，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠因地制宜選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)來解決這些網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全漏洞問題，由此來保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用安全。在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全的過程中，工作人員可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)將比較分散的日?；罩竞托畔?shù)據(jù)流量整合在一起，而后進(jìn)行集中化的處理，在此期間還可以借助信息采集處理技術(shù)來對(duì)一些數(shù)據(jù)信息實(shí)施檢索和分類管理，提升數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用成效，節(jié)省數(shù)據(jù)信息分析所需要消耗的時(shí)間。

同時(shí)，借助大數(shù)技術(shù)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和整合應(yīng)用還能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的信息實(shí)施整體性的分析，在發(fā)現(xiàn)信息使用安全問題的時(shí)候及時(shí)采取必要的手段來保護(hù)和維護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息安全[7]。

5.1 借助大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的采集、存儲(chǔ)、檢索和分析

（1）數(shù)據(jù)信息的采集工作

依托大數(shù)據(jù)技術(shù)下的Chukwa工具能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行全面收集整理，通過分布采集處理數(shù)據(jù)信息來更好提升數(shù)據(jù)信息的利用率，提高數(shù)據(jù)信息的處理效率，打破傳統(tǒng)意義上數(shù)據(jù)信息的整理應(yīng)用局限。

（2）數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展下，社會(huì)范圍內(nèi)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息也在不斷增多，在這樣的背景下，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行整體化歸類管理和存儲(chǔ)應(yīng)用，根據(jù)使用者的需要來為其提供能夠滿足其使用需求的數(shù)據(jù)信息，提高數(shù)據(jù)信息的檢索速率。在數(shù)據(jù)信息完成檢索之后還能夠?qū)@些信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)管理，定期維護(hù)和保障數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用安全。對(duì)于滿足使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息來說，可以通過分布式的方式來對(duì)數(shù)據(jù)信息的架構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，即將需要分析的數(shù)據(jù)先放置在對(duì)應(yīng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，使用Hive技術(shù)來對(duì)數(shù)據(jù)信息腳本實(shí)施宏觀分析，挖掘安全的數(shù)據(jù)信息，從而提升數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用整理成效。對(duì)于一些需要實(shí)時(shí)分析處理的數(shù)據(jù)信息來說可以使用Strom、Spark的計(jì)算方法來將各類數(shù)據(jù)信息整合到計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)中，從而實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)信息流經(jīng)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)化分析，提高數(shù)據(jù)信息的檢索應(yīng)用成效，保障數(shù)據(jù)新的應(yīng)用安全。[8]

（3）數(shù)據(jù)信息的檢索

借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來完成對(duì)安全數(shù)據(jù)的查詢和檢索應(yīng)用，根據(jù)需要找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息樣本?？紤]到數(shù)據(jù)信息的多樣性以及數(shù)據(jù)樣本中存在不需要的冗余數(shù)據(jù)，為此，在檢索和整理利用數(shù)據(jù)信息的過程中可以使用Map Reduce等工具來打造出更為完善的數(shù)據(jù)信息檢索框架，對(duì)數(shù)據(jù)中的請(qǐng)求主語實(shí)施分析，將分析結(jié)果放置在分析節(jié)點(diǎn)上，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一化分析處理。

（4）數(shù)據(jù)信息的分析工作

可以使用Strom、Spark計(jì)算方法來將數(shù)據(jù)信息融合在計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)中，而后使用流式計(jì)算方法來對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行簡便化處理，并結(jié)合實(shí)際情況制定出數(shù)據(jù)信息的電聯(lián)處理和分析方法。通過使用以上的方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)提取數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)定位和實(shí)時(shí)分析，并實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息應(yīng)用的監(jiān)督控制，在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中一旦發(fā)現(xiàn)異常行為，相關(guān)人員會(huì)在第一時(shí)間處理數(shù)據(jù)信息。

5.2 多元數(shù)據(jù)和多階段數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析

在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下能夠?qū)?fù)雜的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行簡便化處理，由此將原本復(fù)雜化的信息處理行為變得簡單，并以最短的時(shí)間、最快的速度來完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的深度挖掘，分析出數(shù)據(jù)信息傳遞過程中的多元異構(gòu)現(xiàn)象，針對(duì)問題制定出對(duì)應(yīng)的解決措施。另外，在對(duì)數(shù)據(jù)信息分析的過程中還會(huì)找到和它產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的異構(gòu)信息，為數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的安全化運(yùn)行提供重要信息支持。比如在數(shù)據(jù)信息運(yùn)行的過程中發(fā)現(xiàn)了主機(jī)遭受攻擊的現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)候借助大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的預(yù)防處理，在真正意義上做到防患于未然。

5.3 打造出基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全平臺(tái)

在細(xì)化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，按照從上到下的順序來將數(shù)據(jù)系統(tǒng)分階段、分層次的展示出來，從而為數(shù)據(jù)信息的使用者更為全面地展現(xiàn)出數(shù)據(jù)信息的波動(dòng)和變化，在這些層面上還需要對(duì)影響數(shù)據(jù)信息應(yīng)用的客戶層的情報(bào)信息進(jìn)行多元異構(gòu)處理，從而提升數(shù)據(jù)信息的處理速率，確保系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)信息能夠被長期、有效的存儲(chǔ)。另外，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)信息的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)整合處理還能夠提升數(shù)據(jù)信息應(yīng)用的可視化水平，確保數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用能夠始終處于安全的狀態(tài)。

在打造大數(shù)據(jù)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全平臺(tái)的過程中還需要注重使用Strom、Spark等計(jì)算方法來將數(shù)據(jù)信息融合到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，按照HNase、GBase 的列式來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的高效率檢索和整合化應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)信息的檢索應(yīng)用成效。在此期間，對(duì)于非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息還可以使用Hive技術(shù)來進(jìn)行封裝處理，提高數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用成效。

6 結(jié)束語

綜上所述，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的深入發(fā)展下，數(shù)據(jù)信息的來源更加廣泛，網(wǎng)絡(luò)信息安全問題被提到了前所未有重視的層面。網(wǎng)絡(luò)安全問題不僅關(guān)系到人們的日常生活隱私，而且也關(guān)系到國家、社會(huì)的網(wǎng)絡(luò)信息安全。文章在闡述網(wǎng)絡(luò)信息安全問題的基礎(chǔ)上，提出借助大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化信息網(wǎng)絡(luò)的思想主張，旨在能夠在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下來更好的完善信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行安全。