網(wǎng)絡安全自動化巡檢及其在網(wǎng)絡安全領域中的應用

原毅 顏峰 倪金輝

摘要：網(wǎng)絡安全自動化巡檢在網(wǎng)絡安全領域中扮演著重要的角色。本文以煙臺市中心血站為例，探討了網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)功能設計開發(fā)的具體步驟，并研究了網(wǎng)絡安全自動化巡檢在網(wǎng)絡安全領域中的應用，提出了通過開展自動化漏洞掃描、進行自動化網(wǎng)絡流量監(jiān)控、實施自動化日志審計和分析、進行自動化安全漏洞修復等路徑，來構筑實踐化的網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)，以促進網(wǎng)絡安全自動化巡檢在安全領域的高效利用。

關鍵詞：網(wǎng)絡安全；自動化巡檢；應用

引言

網(wǎng)絡安全自動化巡檢在網(wǎng)絡安全領域中起著重要的作用。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大和網(wǎng)絡攻擊的不斷增多，傳統(tǒng)的巡檢方式已經(jīng)無法滿足安全管理的需求。網(wǎng)絡安全自動化巡檢通過利用自動化工具和腳本，可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡設備、系統(tǒng)和應用的自動巡檢，有效提高安全管理的效率和準確性。

1. 網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)功能設計開發(fā)

煙臺市中心血站是集采供血、科研、臨床輸血技術指導于一體的公益性衛(wèi)生事業(yè)單位。目前，煙臺市中心血站設置6座固定獻血屋（或房車）、4輛流動智能采血車，配備血細胞分離智能機、全自動酶免分析系統(tǒng)、全自動血型儀、全自動生化儀、基因智能測序儀、電化學發(fā)光儀等大型、精密、貴重儀器設備，有大型儲血冷庫1座。全站配備208臺電腦，其中205臺電腦主要用來進行專業(yè)業(yè)務運行，確保血站采血過程中的數(shù)據(jù)采集、智能指令操作等。

2020年以來，煙臺市中心血站在第三方開發(fā)機構的協(xié)助下，開發(fā)了網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠利用自動化技術對中心血站網(wǎng)絡設備和系統(tǒng)進行定期檢測、監(jiān)控和分析，以發(fā)現(xiàn)和修復潛在的安全威脅，提高煙臺市中心血站網(wǎng)絡安全性和可靠性。

該系統(tǒng)主要設計架構包括系統(tǒng)管理模塊、事務管理模塊、自動化設置管理模塊、記錄管理模塊。這些模塊共同構成了煙臺市中心血站網(wǎng)絡安全自動化巡檢體系，如圖1所示。

1.1 系統(tǒng)管理模塊的設計

系統(tǒng)管理模塊是煙臺市中心血站網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)中的一個重要模塊，負責管理系統(tǒng)的用戶、群組角色、密碼修改功能[1]。

首先，在用戶管理功能方面，主要包括用戶的添加、刪除、修改和查詢等。在設計時，充分考慮系統(tǒng)的安全性和易用性。對于用戶的添加和刪除，需要進行身份驗證，只有具有管理員權限的用戶才能進行操作；在用戶的修改和查詢功能中，可以確保用戶修改自己的個人信息，并可以查詢其他用戶的基本信息。

其次，在群組角色管理功能方面，在功能設計時，考慮了群組和角色的關系，在系統(tǒng)中設計時，創(chuàng)建了多個群組，并為每個群組分配相應的角色。系統(tǒng)設定管理員可以根據(jù)需要對群組和角色進行添加、刪除和修改等操作。

最后，在密碼修改功能方面，在設計時，采用短信驗證、郵箱驗證、密保問題等方式來驗證用戶身份，確保只有合法的用戶才能修改密碼[2]。

1.2 事務管理模塊設計

事務管理模塊主要用于煙臺市中心血站網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)中的待辦事務管理、待閱協(xié)查事務、協(xié)查事務查看等。

待辦事務管理功能用于記錄和管理待辦的任務和事項。在設計時，提供了一個清晰的界面，讓用戶可以查看自己的待辦事務列表。管理員設計可以根據(jù)權限將待辦事務分配給具體的用戶，并可以設置優(yōu)先級和截止日期等屬性。用戶可以在完成任務后將其標記為“已辦”，以便系統(tǒng)能夠實時更新待辦事務列表[3]。

待閱協(xié)查事務功能用于記錄和管理需要用戶查閱的協(xié)查事務。設計中，考慮將相關的協(xié)查事務發(fā)送給用戶，并提供一個待閱事務列表，使用戶可以根據(jù)自己的需求查看待閱事務，并標記為“已閱”。

協(xié)查事務查看功能用于查看和瀏覽系統(tǒng)中的所有協(xié)查事務。設計時，考慮提供搜索和過濾的功能，讓用戶可以根據(jù)關鍵詞、時間范圍或其他條件來查找和瀏覽相關的協(xié)查事務。系統(tǒng)還設定了權限控制，限制用戶只能查看自己相關的協(xié)查事務。

1.3 自動化設置管理模塊設計

網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)的自動化設置管理模塊是中心血站網(wǎng)絡安全自動巡檢系統(tǒng)的核心功能模塊之一，該模塊包括設備管理、自動巡檢設置、自動備份設置。

設備管理功能設計時允許管理員對網(wǎng)絡設備進行管理，包括添加、刪除和編輯設備信息。在設計時，采用表格形式展示設備列表，每一行代表一個設備，包含設備名稱、IP地址、登錄賬號、密碼等信息。管理員設定可通過手動添加或導入文件的方式批量添加設備。

自動巡檢設置中，設計管理員可以選擇巡檢的時間間隔，如每天、每周或每月，并可以設定具體的時間點。在巡檢內(nèi)容方面，提供多種選項，如系統(tǒng)狀態(tài)、安全配置、日志記錄等。此外，還賦予管理員設置巡檢結果的處理方式，如發(fā)送告警郵件、生成巡檢報告等。為方便管理，本設計中提供了預覽和編輯功能，方便管理員進行安全查看和修改巡檢策略。

自動備份設置中允許管理員根據(jù)需要進行自動化安全備份的設置。設計時，允許管理員選擇備份的時間間隔，如每天、每周或每月，并可以設定具體的時間點。備份內(nèi)容包括設備配置、日志記錄等。管理員可以設置備份結果的處理方式，如保存到本地或遠程服務器、生成安全備份報告等[4]。

1.4 記錄管理模塊設計

網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)的記錄管理模塊是中心血站為了方便管理員進行安全巡檢、備份、統(tǒng)計、查詢而設計的。

在巡檢情況統(tǒng)計功能中，設計時，系統(tǒng)設計記錄每次巡檢結果，并統(tǒng)計巡檢情況。設計采用圖表的方式展示巡檢數(shù)據(jù)，如柱狀圖、餅圖等。此設計中管理員被允許可以選擇統(tǒng)計的時間范圍，如按天、按周、按月統(tǒng)計，系統(tǒng)自動計算出每個時間段內(nèi)的巡檢情況。統(tǒng)計結果包括巡檢通過的設備數(shù)量、巡檢失敗的設備數(shù)量、巡檢警告的設備數(shù)量等。為方便管理員對巡檢情況進行分析，該模塊還設計了圖表的導出功能，管理員可以將統(tǒng)計結果導出為Excel或PDF格式。

在備份情況統(tǒng)計功能中，設計系統(tǒng)記錄每次備份的結果，并統(tǒng)計備份情況。此設計中管理員被允許可以采用圖表的方式展示備份數(shù)據(jù)。管理員可以選擇統(tǒng)計的時間范圍，如按天、按周、按月統(tǒng)計，系統(tǒng)將自動計算出每個時間段內(nèi)的備份情況。統(tǒng)計結果可以包括備份成功的設備數(shù)量、備份失敗的設備數(shù)量、備份警告的設備數(shù)量等。

巡檢情況查詢功能設計中，允許管理員根據(jù)需要查詢特定時間段內(nèi)的巡檢情況。管理員可以選擇時間范圍，并可以根據(jù)設備名稱、巡檢結果等條件進行查詢。查詢結果以列表形式展示，每一行代表一次巡檢記錄，包含設備名稱、巡檢時間、巡檢結果等信息。為方便管理，可以提供排序和篩選功能，管理員可以根據(jù)需要對查詢結果進行排序和篩選。

2. 網(wǎng)絡安全自動化巡檢在網(wǎng)絡安全領域中的應用

為確保網(wǎng)絡安全，煙臺市中心血站通過運用網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)，構筑一系列網(wǎng)絡安全自動化巡檢措施，多維度提高血站網(wǎng)絡安全巡檢能力。

2.1 對血站網(wǎng)絡開展自動化漏洞掃描

煙臺市中心血站作為大型醫(yī)療機構，涉及大量的患者信息和醫(yī)療數(shù)據(jù)，為確保信息安全，煙臺市中心血站使用設計好的網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)的自動化管理模塊，激活自動巡檢功能，進行自動化網(wǎng)絡漏洞掃描。每月針對智能采血車中的網(wǎng)絡系統(tǒng)、血細胞智能分離機、全自動酶免分析系統(tǒng)、全自動血型儀、基因智能測序儀、電化學發(fā)光儀等大型儀器設備和系統(tǒng)進行全面的漏洞掃描。漏洞掃描前，通過預先配置的規(guī)則和策略，確定漏洞掃描的對象范圍，所有與血站網(wǎng)絡相關的設備、系統(tǒng)和應用程序，包括智能采血車上的各種儀器設備以及與之相關聯(lián)的服務器、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡設備等都會納入漏洞掃描中。隨后調用自動化漏洞掃描功能，對指定范圍內(nèi)的設備和系統(tǒng)進行漏洞掃描，包括端口掃描、服務漏洞掃描、系統(tǒng)漏洞掃描等。在漏洞掃描后，掃描工具的運行會生成大量的掃描結果，此時血站網(wǎng)絡安全運維人員對這些結果進行詳細分析，特別是對智能采血車上的大型儀器設備進行重點關注，同時如果發(fā)現(xiàn)安全問題，會及時與儀器設備廠商合作，了解最新的安全補丁，及時對設備進行更新升級，以消除潛在的漏洞隱患。

2.2 對血站網(wǎng)絡進行自動化網(wǎng)絡流量監(jiān)控

煙臺市中心血站網(wǎng)絡安全運維人員為確保血站網(wǎng)絡運行安全，在網(wǎng)絡安全自動化巡檢中采取自動化網(wǎng)絡流量監(jiān)控措施，以加強中心血站網(wǎng)絡巡檢監(jiān)測能力。

煙臺市中心血站安全運維中選擇的網(wǎng)絡流量監(jiān)控工具是SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer。該工具集成于自動化網(wǎng)絡巡檢系統(tǒng)內(nèi)部，是自動化巡檢系統(tǒng)的重要功能工具，能夠實時監(jiān)控血站網(wǎng)絡中的所有數(shù)據(jù)流量，包括入站流量和出站流量，并具備對大型醫(yī)療儀器設備產(chǎn)生的特殊數(shù)據(jù)流量進行監(jiān)控的能力。煙臺市中心血站利用該自動化巡檢系統(tǒng)工具，進行入站流量和出站流量監(jiān)測，即監(jiān)測網(wǎng)絡中所有數(shù)據(jù)流量包的進出情況，包括流量數(shù)量和流量類型（TCP、UDP、ICMP）等。同時，監(jiān)測協(xié)議流量如HTTP、FTP、SMTP等。對特殊醫(yī)療儀器設備產(chǎn)生的流量，如智能采血車、血細胞分離智能機、全自動酶免分析系統(tǒng)等進行特殊數(shù)據(jù)流量監(jiān)測。針對血站內(nèi)部網(wǎng)絡系統(tǒng)及智能采血車、基因智能測序儀、血細胞分離智能機等設備，設置流量異常規(guī)則，當流量超過預設的閾值時，觸發(fā)告警，迅速識別可能的網(wǎng)絡攻擊、惡意軟件或異常行為，確保中心血站網(wǎng)絡安全。

2.3 對血站網(wǎng)絡實施自動化日志審計和分析

煙臺市中心血站網(wǎng)絡中的各種設備和系統(tǒng)每天都會生成大量的日志信息，包括登錄日志、操作日志、事件日志等。為促進網(wǎng)絡安全自動化巡檢的完善，中心血站還上線了自動化日志審計和分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對血站內(nèi)部網(wǎng)絡的日志信息進行實時收集、存儲和分析，及時發(fā)現(xiàn)異常的日志行為，識別潛在的安全威脅，并自動進行告警和處理。自動化日志審計和分析系統(tǒng)的實施步驟和自動分析過程主要如下：

（1）系統(tǒng)部署和配置。中心血站會首先部署日志審計和分析系統(tǒng)ELK Stack，確保其能夠對血站網(wǎng)絡內(nèi)各種設備和系統(tǒng)的日志信息進行實時收集和存儲。同時，對系統(tǒng)進行配置，設定日志收集的范圍和規(guī)則，確定需要收集和分析的日志類型、來源等內(nèi)容。

（2）日志信息收集。命令系統(tǒng)通過各種手段如日志代理、遠程日志收集器等，實時收集血站網(wǎng)絡內(nèi)各種設備和系統(tǒng)產(chǎn)生的日志信息，包括登錄日志、操作日志、事件日志等，并進行統(tǒng)一存儲和管理。

（3）自動化分析過程。對收集到的日志信息進行自動化分析，通過事先設置的規(guī)則和算法，識別可能的安全威脅和異常行為。具體的自動分析過程是對收集到的日志信息進行預處理，包括去重、格式化、時間戳標準化等操作，以便后續(xù)分析處理。

（4）異常行為識別。系統(tǒng)根據(jù)設定的規(guī)則和模型，對日志信息進行實時分析，識別可能的異常行為，如異常的登錄嘗試、特定操作的頻繁性等。

通過以上自動化分析過程，煙臺市中心血站網(wǎng)絡的自動化日志審計和分析系統(tǒng)實現(xiàn)了實時發(fā)現(xiàn)異常日志行為和安全威脅的功能，提高了網(wǎng)絡安全的自動化巡檢和處理效率，保障了網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定運行。

結語

綜上所述，網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)功能設計開發(fā)需要注重系統(tǒng)管理模塊、事務管理模塊、自動化設置管理模塊、記錄管理模塊的設計。在具體的網(wǎng)絡安全自動化巡檢應用中，主要通過開展自動化漏洞掃描、進行自動化網(wǎng)絡流量監(jiān)控、實施自動化日志審計和分析、進行自動化安全漏洞修復，來構筑實踐化的網(wǎng)絡安全自動化巡檢系統(tǒng)。

參考文獻：

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作者簡介：原毅，本科，網(wǎng)絡規(guī)劃設計師，研究方向：網(wǎng)絡安全。