余波 孫詩瑤 陶瑜 韓星 四川省成都市公安局
隨著新一代信息技術(shù)在公安系統(tǒng)中快速部署應(yīng)用,新的應(yīng)用架構(gòu)隨技術(shù)發(fā)展不斷演進(jìn),打破了傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心部署的單體架構(gòu)模式,應(yīng)用業(yè)務(wù)由數(shù)據(jù)中心向云端、邊端和終端等各個(gè)環(huán)節(jié)不斷下沉和延伸。
零信任架構(gòu)就是基于該背景提出的,被認(rèn)為是面向云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等場(chǎng)景的新一代安全技術(shù)架構(gòu)。最初的零信任概念思想是由咨詢機(jī)構(gòu)Forrester的分析師提出[1],后來,谷歌基于這一概念在公司內(nèi)部進(jìn)行了Beyond Corp項(xiàng)目實(shí)踐[2],并最終取得成功,此后,零信任技術(shù)概念被大研究機(jī)構(gòu)廣泛接受,并進(jìn)行了大量系統(tǒng)的研究工作,其中,云安全聯(lián)盟(CSA)進(jìn)一步發(fā)展了零信任技術(shù)概念[3],提出了軟件定義邊界(Software Defined Perimeter)網(wǎng)絡(luò)安全模型;美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)研究制定了《零信任架構(gòu)》[4],大大推動(dòng)零信任技術(shù)落地和應(yīng)用,并成為業(yè)界落地實(shí)施的指南,各大企業(yè)也紛紛提出自己的零信任技術(shù)架構(gòu)和行業(yè)解決方案[5,6]。
在這種背景下,本文將零信任理念引入到公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全防護(hù)體系建設(shè)中,提出了以可信數(shù)字身份為中心的零信任安全接入架構(gòu)模式,并給出了零信任安全接入訪問流程、核心組件及主要功能。該模型依據(jù)環(huán)境安全感知對(duì)各類客體的訪問行為進(jìn)行持續(xù)的信任評(píng)估,在訪問主體和資源之間建立安全可靠的連接通道,實(shí)現(xiàn)訪問動(dòng)態(tài)安全可控,從而保證公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接入安全,對(duì)零信任技術(shù)在公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)的落地具有參考借鑒意義。
當(dāng)前,公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)面臨著多種類型的終端用戶設(shè)備接入,應(yīng)用場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境愈發(fā)多樣,系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)升級(jí)不斷演進(jìn),內(nèi)外部威脅顯著增多,業(yè)務(wù)資源攻擊暴露面不斷增加,主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn):(1)非黑即白的一次性授權(quán)問題,用戶權(quán)限采用一次性授權(quán)方式,隨著用戶使用時(shí)間累積,由于人事崗位和業(yè)務(wù)需要等開通的新權(quán)限得不到及時(shí)有效治理,造成用戶累積的資源訪問權(quán)限越來越大,造成系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn);(2)粗放的權(quán)限控制,用戶權(quán)限管理采用粗粒度管控,沒有結(jié)合業(yè)務(wù)、崗位、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等進(jìn)行精細(xì)化分類分級(jí)管控;(3)威脅響應(yīng)不及時(shí),當(dāng)發(fā)現(xiàn)用戶出現(xiàn)不安全的用戶訪問行為或者非法的操作后,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)接入終端的異常行為,并且不能及時(shí)做出對(duì)風(fēng)險(xiǎn)終端的處置,無法應(yīng)對(duì)社工等攻擊行為,風(fēng)險(xiǎn)終端的接入可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)網(wǎng)業(yè)務(wù)遭到攻擊和掃描,并且無法對(duì)這類終端進(jìn)行有效處置;(4)數(shù)據(jù)安全防護(hù)存在短板,從近年發(fā)生的多起數(shù)據(jù)泄露事件來看,迫切需要在頻繁變動(dòng)的人員、組織架構(gòu)和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)過程中加強(qiáng)對(duì)用戶權(quán)限的管理。
零信任安全模型是一種安全設(shè)計(jì)理念,最早在2010年由Forrester首席分析師John Kindervag提出[1],其核心思想為“Never Trust,Always Verify”,即“永不信任、持續(xù)驗(yàn)證”,零信任安全模型打破物理邊界防護(hù)的局限性,不再默認(rèn)信任物理安全邊界內(nèi)部的任何用戶、設(shè)備、系統(tǒng)或應(yīng)用,而是構(gòu)建以身份認(rèn)證作為核心,將認(rèn)證和授權(quán)作為訪問控制基礎(chǔ)的新安全模型,零信任安全模型核心概念包括:(1)所有的網(wǎng)絡(luò)流量都是不可信的;(2)不以物理位置作為安全的依據(jù),為所有訪問采取必要的安全措施;(3)對(duì)用戶采用最小授權(quán)策略和嚴(yán)格訪問控制;(4)持續(xù)驗(yàn)證每個(gè)訪問請(qǐng)求的身份和安全狀態(tài);(5)對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)流量都需要進(jìn)行可視化和分析檢查;(6)持續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,持續(xù)的動(dòng)態(tài)策略調(diào)整。
零信任安全的概念推出后,引起了產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注,進(jìn)行了大量的技術(shù)實(shí)踐,并逐步開始在模型架構(gòu)方面形成了一些共識(shí),其中,典型零信任架構(gòu)模型由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)研究制定[4],如圖1所示,主要組件包括權(quán)限分析數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)、安全策略引擎(PE)、安全策略管理器(PA)和安全策略執(zhí)行器(PEP)構(gòu)成。
策略引擎組件是零信任模型的決策中心,根據(jù)組織內(nèi)部信息以及來自外部各類情報(bào)來源的輸入(例如IP黑名單、威脅情報(bào)服務(wù))作為“零信信任決策算法”的輸入?yún)?shù),為給定的客戶端或訪問行為計(jì)算出信任結(jié)果,并授予對(duì)資源的訪問權(quán)限的最終決定,策略引擎與策略管理器一起配合使用,策略引擎分析計(jì)算結(jié)果(并進(jìn)行審計(jì)記錄),策略管理器根據(jù)計(jì)算結(jié)果執(zhí)行決策(批準(zhǔn)或拒絕),并生成相應(yīng)的訪問憑證。
策略管理器組件負(fù)責(zé)建立客戶端和資源之間的連接,一方面接收策略引擎的計(jì)算分析結(jié)果,并做出最終訪問控制決定(允許或拒絕連接);另一方面生成客戶機(jī)用于訪問企業(yè)資源的身份驗(yàn)證令牌或認(rèn)證憑據(jù),并下發(fā)給PEP控制器。
策略執(zhí)行點(diǎn)組件主要負(fù)責(zé)啟用、監(jiān)視并最終終止客體和企業(yè)資源之間的連接,是零信任架構(gòu)模型中的一個(gè)單獨(dú)的邏輯組件,在具體實(shí)施過程中可分解為零信任客戶端和零信任網(wǎng)關(guān)兩個(gè)組件。
實(shí)現(xiàn)零信任安全模型的核心在于權(quán)限實(shí)時(shí)計(jì)算分析,因此,除了上述實(shí)現(xiàn)零信任架構(gòu)模型的核心組件之外,還有大量數(shù)據(jù)源提供給策略引擎,支撐其進(jìn)行權(quán)限實(shí)時(shí)計(jì)算分析,這些數(shù)據(jù)源既有自身的數(shù)據(jù)信息,也有來自外部的數(shù)據(jù)信息,主要包括:
1.企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用環(huán)境信息
該部分信息主要包括企業(yè)各層級(jí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等當(dāng)前的一些狀態(tài)信息,涵蓋系統(tǒng)版本、補(bǔ)丁、漏洞等信息。
2.行業(yè)合規(guī)策略信息
該部分信息是確保企業(yè)遵守其可能遵循的任何監(jiān)管制度,包括企業(yè)為確保遵從性而開發(fā)的特有的安全策略規(guī)則信息。
3.威脅情報(bào)信息
該部分信息提供來自外部的威脅情報(bào)信息,幫助策略引擎做出訪問決策。這些威脅情報(bào)信息可以來自多個(gè)外部來源的情報(bào)數(shù)據(jù),提供最新發(fā)現(xiàn)的攻擊或漏洞的信息,主要包括DNS黑名單、惡意軟件、病毒、惡意URL等威脅情報(bào)信息。
4.數(shù)據(jù)訪問策略信息
該部分信息是企業(yè)圍繞企業(yè)資源創(chuàng)建的數(shù)據(jù)訪問屬性、規(guī)則和策略的集合。這些規(guī)則可以在策略引擎中編碼,也可以動(dòng)態(tài)生成。這些安全策略是授予資源訪問權(quán)的起始點(diǎn),一般是基于用戶角色和資源控制需求制定,為企業(yè)中的訪問客體和應(yīng)用程序提供基本訪問權(quán)限。
5.企業(yè)公鑰基礎(chǔ)設(shè)施信息(PKI)
6.身份管理系統(tǒng)用戶信息
該部分信息負(fù)責(zé)創(chuàng)建、存儲(chǔ)和管理企業(yè)用戶賬號(hào)和身份記錄信息。該系統(tǒng)包含必要的用戶信息(如姓名、電子郵件地址、證書等)和其他的企業(yè)特征,如角色、訪問屬性或分配的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通常利用其他系統(tǒng)(如上面的PKI)來處理與用戶賬戶相關(guān)的構(gòu)件。
7.安全事件分析和管理平臺(tái)(SIEM)
收集組織的日志信息、采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)流量等對(duì)安全事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。
基于國(guó)內(nèi)外場(chǎng)景需求、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等方面的差異,需要在上述零信任架構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)的特點(diǎn)和場(chǎng)景,研究適合公安系統(tǒng)的零信任安全接入架構(gòu)模型,圍繞打造安全可信的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境,構(gòu)建健康有序的網(wǎng)絡(luò)秩序,提升用戶業(yè)務(wù)訪問體驗(yàn)和增強(qiáng)運(yùn)維效能,構(gòu)建以數(shù)字身份為中心的、基于密碼和信任的安全支撐系統(tǒng),提供統(tǒng)一和便捷的安全接入方式;面向人、機(jī)、物的安全防護(hù)體系,滿足公安系統(tǒng)信息化建設(shè)提升要求,滿足等級(jí)保護(hù)三級(jí)系統(tǒng)及關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全管理要求。
本文提出的面向公安系統(tǒng)的零信任安全接入技術(shù)架構(gòu)如圖2所示,主要包括可信接入代理設(shè)備、可信代理控制服務(wù)平臺(tái)、認(rèn)證管理平臺(tái)、權(quán)限管理平臺(tái)、環(huán)境感知代理設(shè)備和環(huán)境感知分析平臺(tái)。用戶通過各類終端訪問應(yīng)用服務(wù)資源時(shí),經(jīng)可信接入代理設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證授權(quán),在二次鑒權(quán)后才能夠訪問應(yīng)用服務(wù)資源,可信接入代理設(shè)備由可信代理控制服務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一管理和控制,進(jìn)行動(dòng)態(tài)安全策略的下發(fā),使得各可信接入代理設(shè)備成為一個(gè)協(xié)同動(dòng)態(tài)防御的整體,接收環(huán)境感知分析平臺(tái)對(duì)用戶信任度的分析評(píng)估結(jié)果,對(duì)接認(rèn)證管理平臺(tái)和權(quán)限管理平臺(tái)用戶認(rèn)證和權(quán)限信息,進(jìn)行用戶權(quán)限的動(dòng)態(tài)調(diào)整,與可信接入代理設(shè)備對(duì)接,實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限的動(dòng)態(tài)控制。
本文提出的面向公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)的零信任安全接入技術(shù)架構(gòu)主要工作流程如下:(1)用戶訪問業(yè)務(wù),首先通過環(huán)境感知代理進(jìn)行終端認(rèn)證,認(rèn)證通過后接入中心下發(fā)控制策略到網(wǎng)關(guān)交換機(jī),業(yè)務(wù)才可以通過交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)到可信接入代理;(2)可信接入代理接收到不帶token的用戶請(qǐng)求,將請(qǐng)求重定向到認(rèn)證頁面,認(rèn)證管理平臺(tái)對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證,認(rèn)證通過后發(fā)送令牌到用戶;(3)前置業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過可信代理控制服務(wù)對(duì)用戶進(jìn)行二次應(yīng)用鑒權(quán),確認(rèn)用戶是否可以訪問該應(yīng)用,如果該用戶有權(quán)限,則可信代理服務(wù)為前置應(yīng)用發(fā)放針對(duì)該用戶的應(yīng)用token,并將請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送至可信API代理;(4)可信API代理收到請(qǐng)求報(bào)文后,通過可信代理控制服務(wù)對(duì)用戶請(qǐng)求進(jìn)行鑒權(quán),鑒權(quán)通過后,才可以把報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到后置業(yè)務(wù)系統(tǒng);(5)環(huán)境感知代理對(duì)用戶終端、服務(wù)器上的業(yè)務(wù)持續(xù)進(jìn)行環(huán)境感知,環(huán)境感知服務(wù)匯總環(huán)境感知代理的感知信息;(6)環(huán)境感知服務(wù)接收環(huán)境感知代理的風(fēng)險(xiǎn)信息、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備的日志信息,對(duì)用戶風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估,將用戶可信度發(fā)送到可信代理控制服務(wù);(7)用戶訪問業(yè)務(wù)時(shí),可信代理控制服務(wù)對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證,認(rèn)證通過后將用戶token提供給用戶,用戶帶用戶token繼續(xù)訪問應(yīng)用,可信接入代理對(duì)用戶訪問該應(yīng)用的權(quán)限發(fā)送到可信代理控制服務(wù)鑒權(quán),如果鑒權(quán)成功,則將用戶請(qǐng)求發(fā)送到應(yīng)用;(8)可信代理控制服務(wù)根據(jù)接收到的用戶風(fēng)險(xiǎn)信息,實(shí)時(shí)對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行計(jì)算評(píng)估,當(dāng)用戶權(quán)限有變更時(shí),發(fā)送變更信息到可信接入代理和可信API代理。
該平臺(tái)是整個(gè)架構(gòu)模型的策略控制器中心,對(duì)接可信接入代理設(shè)備,將用戶認(rèn)證請(qǐng)求上傳到認(rèn)證管理平臺(tái)和權(quán)限管理平臺(tái),對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證和鑒權(quán);并在用戶認(rèn)證請(qǐng)求匹配其風(fēng)險(xiǎn)情況后,將權(quán)限下發(fā)到可信接入代理,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)安全控制策略的下發(fā);對(duì)接環(huán)境感知系統(tǒng),對(duì)用戶的每一次訪問行為進(jìn)行綜合信任風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;對(duì)接認(rèn)證管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的認(rèn)證;對(duì)接權(quán)限管理平臺(tái),結(jié)合用戶的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的權(quán)限動(dòng)態(tài)控制,實(shí)現(xiàn)權(quán)限最小化。
在本研究中HAE患者血清IgM抗體較正常對(duì)照組降低,而IgG和IgA則較正常對(duì)照組明顯升高,考慮包蟲在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期寄生的過程中刺激機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)弱不等的免疫應(yīng)答反應(yīng),隨著包蟲囊增大和包蟲寄生數(shù)量的增多,抗體陽性率也隨之變化[16]。在人體感染包蟲后發(fā)生的免疫反應(yīng)與疾病的性質(zhì)和特點(diǎn)相關(guān),這個(gè)特性提供了一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì),使得免疫系統(tǒng)針對(duì)特定群體的傳染病病原體能夠調(diào)整其防御策略。
提供統(tǒng)一用戶可信權(quán)限管理,實(shí)現(xiàn)用戶信息與賬號(hào)的集中存儲(chǔ)、全生命周期閉環(huán)管理,用戶賬號(hào)自動(dòng)開通、變更和回收,同時(shí)對(duì)下游應(yīng)用系統(tǒng)提供用戶主數(shù)據(jù)服務(wù)供給,可信權(quán)限管理平臺(tái)可以根據(jù)用戶的安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),調(diào)整用戶的訪問權(quán)限。可信權(quán)限管理平臺(tái)分為接口層、服務(wù)層和業(yè)務(wù)層,其中,接口層主要用于與外部服務(wù)的接口,主要的外部服務(wù)有可信代理控制服務(wù)平臺(tái)、認(rèn)證管理平臺(tái)、其他用戶源和應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng);服務(wù)層主要用于對(duì)業(yè)務(wù)主體、業(yè)務(wù)客體提供服務(wù),業(yè)務(wù)主體主要指用戶,業(yè)務(wù)客體主要指業(yè)務(wù)應(yīng)用;業(yè)務(wù)層主要進(jìn)行實(shí)際的業(yè)務(wù)處理,如用戶、機(jī)構(gòu)和應(yīng)用業(yè)務(wù)的管理,業(yè)務(wù)主體和客體之間的授權(quán)關(guān)系管理、用戶訪問權(quán)限的鑒權(quán)管理、權(quán)限審批、日志審計(jì)等。
為用戶提供認(rèn)證服務(wù),與可信代理控制服務(wù)進(jìn)行交互,對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證;通過和權(quán)限管理平臺(tái)對(duì)接交互,實(shí)現(xiàn)信息的共享;通過接口和應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用的單點(diǎn)登錄、應(yīng)用的多級(jí)認(rèn)證??尚耪J(rèn)證管理平臺(tái)分接口層和業(yè)務(wù)層,接口層主要用于與外部服務(wù)的接口,主要的外部服務(wù)有可信代理控制服務(wù)、用戶認(rèn)證終端、權(quán)限管理平臺(tái)、應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng);業(yè)務(wù)層主要進(jìn)行實(shí)際的業(yè)務(wù)處理,主要包含應(yīng)用管理、認(rèn)證因子管理、認(rèn)證鏈、認(rèn)證策略、單點(diǎn)登錄、認(rèn)證管理、日志審計(jì)。
主要是采集各類主體環(huán)境感知數(shù)據(jù)(包括系統(tǒng)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟件環(huán)境、物理環(huán)境、用戶行為、上下文信息等),將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類處理,進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,構(gòu)建各類AI模型,對(duì)用戶/設(shè)備實(shí)體的資源訪問行為進(jìn)行分析,進(jìn)行人物和資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)畫像,建立環(huán)境、用戶和資產(chǎn)信任風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),據(jù)此對(duì)每次用戶和設(shè)備的實(shí)體訪問行為進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整安全策略。
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是零信任架構(gòu)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的能力很大程度上決定著零信任安全解決方案的有效性,也是業(yè)界各廠商重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。如上所述,一方面,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與場(chǎng)景環(huán)境密切相關(guān),安全風(fēng)險(xiǎn)在不同場(chǎng)景下存在較大差異性。同一個(gè)方法在不同場(chǎng)景下分析效果不同,在不同的客戶環(huán)境下存在不一致性,需要針對(duì)公安系統(tǒng)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等依賴要素進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì),才能夠取得比較好的效果。另一方面,借助人工智能來解決日益復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估也是當(dāng)前技術(shù)演進(jìn)發(fā)展的趨勢(shì),業(yè)界普遍期待使用更多、更實(shí)用的人工智能評(píng)估方法來提升風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的能力。鑒于機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)據(jù)的高要求以及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的低樣本、低檢出率,如何尋求更加適合的智能算法成為了一大挑戰(zhàn)。
零信任安全技術(shù)經(jīng)過十多年的發(fā)展,已經(jīng)逐步走向成熟。近年來,隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等場(chǎng)景應(yīng)用廣泛普及,傳統(tǒng)的以物理網(wǎng)絡(luò)邊界構(gòu)建的安全架構(gòu)模型逐漸被新的軟件定義邊界的零信任模型所取代。本文基于零信任理念,結(jié)合公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和未來技術(shù)發(fā)展演進(jìn)趨勢(shì),提出了以可信數(shù)字身份為中心的零信任安全接入架構(gòu)模型,詳細(xì)設(shè)計(jì)了零信任安全接入訪問流程,分析了零信任安全接入架構(gòu)模型涉及的核心組件及主要功能,更好地滿足當(dāng)前環(huán)境下公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問控制的安全性要求,后續(xù)將結(jié)合具體實(shí)踐效果,進(jìn)一步完善整個(gè)技術(shù)架構(gòu)模型,不斷優(yōu)化提高效率及安全性。