数据中心安全规划方案.docx
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数据中心安全规划方案
XX数据中心信息系统安全建设项目
技术方案
1.项目概述
1.1.目标与范围
本次数据中心的安全建设主要依据《信息安全技术信息安全等级保护基本要求》中的技术部分，从网络安全，主机安全，应用安全，来对网络与服务器进行设计。
根据用户需求，在本次建设完毕后XX数据中心网络将达到等保三级的技术要求。
因用户网络为新建网络，所以本次建设将完全按照《信息安全技术信息安全等级保护基本要求》中技术部分要求进行。
1.2.参照标准
GB/T22239-2008《信息安全技术信息安全等级保护基本要求》
GB/T22239-2008《信息安全技术信息安全等级保护基本要求》
GB/T22240-2008《信息安全技术信息系统安全等级保护定级指南》
GB/T20270-2006《信息安全技术网络基础安全技术要求》
GB/T25058-2010《信息安全技术信息系统安全等级保护实施指南》
GB/T20271-2006《信息安全技术信息系统安全通用技术要求》
GB/T25070-2010《信息安全技术信息系统等级保护安全设计技术要求》
GB17859-1999《计算机信息系统安全保护等级划分准则》
GB/Z20986-2007《信息安全技术信息安全事件分类分级指南》
1.3.系统描述
XX数据中心平台共有三个信息系统：
能源应用，环保应用，市节能减排应用。
企业节点通过企业信息前置机抓取企业节点数据，并把这些数据上传到XX数据中心的数据库中，数据库对这些企业数据进行汇总与分析，同时企业节点也可以通过VPN去访问XX数据中心的相关应用。
XX数据中心平台也可通过政务外网，环保专网与相关部分进行信息交互。
提供信息访问。
2.安全风险分析
2.1.系统脆弱性分析
人的脆弱性：
人的安全意识不足导致的各种被攻击可能，如接受未知数据，设置弱口令等。
安全技术的脆弱性：
操作系统和数据库的安全脆弱性，系统配置的安全脆弱性，访问控制机制的安全脆弱性，测评和认证的脆弱性。
运行的脆弱性：
监控系统的脆弱性，无入侵检测设备，响应和恢复机制的不完善。
2.2.安全威胁分析
2.2.1.被动攻击产生的威胁
（1）网络和基础设施的被动攻击威胁
局域网/骨干网线路的窃听；监视没被保护的通信线路；破译弱保护的通信线路信息；信息流量分析；利用被动攻击为主动攻击创造条件以便对网络基础设施设备进行破坏，如截获用户的账号或密码以便对网络设备进行破坏；机房和处理信息终端的电磁泄露。
（2）区域边界/外部连接的被动攻击威胁
截取末受保护的网络信息；流量分析攻击；远程接入连接。
（3）计算环境的被动攻击威胁
获取鉴别信息和控制信息；获取明文或解密弱密文实施重放攻击。
2.2.2.主动攻击产生的威胁
（1）对网络和基础设施的主动攻击威胁
一是可用带宽的损失攻击，如网络阻塞攻击、扩散攻击等。
二是网络管理通讯混乱使网络基础设施失去控制的攻击。
最严重的网络攻击是使网络基础设施运行控制失灵。
如对网络运行和设备之间通信的直接攻击，它企图切断网管人员与基础设施的设备之间的通信，比如切断网管人员与交换机、路由器之间的通信，使网管人员失去对它们的控制。
三是网络管理通信的中断攻击，它是通过攻击网络底层设备的控制信号来干扰网络传输的用户信息；引入病毒攻击；引入恶意代码攻击。
（2）对信息系统及数据主动攻击威胁
试图阻断或攻破保护机制（内网或外网）；偷窃或篡改信息；利用社会工程攻击欺骗合法用户（如匿名询问合法用户账号）；伪装成合法用户和服务器进行攻击；IP地址欺骗攻击；拒绝服务攻击；利用协议和基础设施的安全漏洞进行攻击；利用远程接入用户对内网进行攻击；建立非授权的网络连接；监测远程用户链路、修改传输数据；解读未加密或弱加密的传输信息；恶意代码和病毒攻击。
（3）计算环境的主动攻击威胁
引入病毒攻击；引入恶意代码攻击；冒充超级用户或其他合法用户；拒绝服务和数据的篡改；伪装成合法用户和服务器进行攻击；利用配置漏洞进行攻击；利用系统脆弱性（操作系统安全脆弱性、数据库安全脆弱性）实施攻击；利用服务器的安全脆弱性进行攻击；利用应用系统安全脆弱性进行攻击。
（4）支持性基础设施的主动攻击威胁
对未加密或弱加密的通信线路的搭线窃听；用获取包含错误信息的证书进行伪装攻击；拒绝服务攻击（如攻击目录服务等）；中间攻击；攻击PIN获取对用户私钥的访问、在支持性基础设施的组件中引入恶意代码攻击、在密钥分发期间对密钥实施攻击、对PKI私钥实施密码攻击、对密钥恢复后的密钥进行末授权访问、在用户认证期间使用户不能生成失效信息；利用备份信息进行攻击。
3.安全需求分析
3.1.等级保护要求分析
3.1.1.网络安全
类别
控制点
重点要求项
对应措施
网络安全
结构安全
交换设备的冗余、网络划分与隔离
安全域划分，通过安全管理平台进行网络拓扑管理
访问控制
网络边界部署访问控制设备，启用访问控制功能
安全域边界增加部署防火墙设备
安全审计
对网络系统中的网络设备运行状况、网络流量、用户行为等进行日志记录
部署网络安全审计系统
边界完整性检查
对内部用户未通过准许私自联到外部网络的行为进行检查
采用技术手段进行违规外联
入侵防范
网络边界入侵行为监视
网络出口的边界处部署入侵检测，重要服务器区前面采取入侵防护措施
3.1.2.主机安全
类别
控制点
重点要求项
对应措施
主机安全
身份鉴别
对登录操作系统和数据库系统的用户进行身份标识和鉴别
部署身份鉴别系统。
访问控制
启用访问控制功能，实现操作系统和数据库系统特权用户的权限分离
对系统安全加固，限制默认帐户、时删除多余的、过期的帐户等
安全审计
用户行为、系统资源、系统安全事件审计
采用主机审计措施，通过安全管理平台对操作系统、数据库进行监控管理
入侵防范
操作系统最小安装的原则、及时更新系统补丁
对主机进行漏洞检查，并部署入侵防范设备。
恶意代码防范
能够集中管理的恶意代码防护系统
部署网络版防病毒软件
资源控制
设定终端接入方式、网络地址范围等条件限制终端登录
利用访问控制策略与堡垒机产品结合的方式进行控制。
3.1.3.应用安全
类别
控制点
重点要求项
对应措施
应用安全
身份鉴别
提供专用的登录控制模块对登录用户进行身份标识和鉴别
部署身份鉴别服务器并与应用进行联动
访问控制
账户访问权限管理
部署堡垒机对访问进行权限管理
安全审计
应用系统重要安全事件进行审计
部署堡垒机对应用访问进行记录
通信保密性
采用密码技术进行会话初始化验证，对通信过程中的敏感信息字段进行加密
应用软件安全改造，对敏感字段进行加密
资源控制
会话超时、会话并发管理、多重并发会话限制
部署堡垒机设备进行限制
3.2.安全需求总结
类别
安全需求
网络安全
划分安全域、明确安全边界
网络出口边界、新的安全边界部署防火墙设备
网络出口边界部署入侵检测设备
关键业务前段部署入侵防御系统
网页应用系统边界部署WEB应用安全网关
重要数据库部署网络安全审计系统
主机安全
部署身份认证系统对访问进行身份认证
部署堡垒机设备对主机访问进行控制与审计
采用网络版杀毒软件
部署漏洞扫描设备对主机的漏洞进行检测并及时修补
应用安全
应用系统与身份认证系统相结合进行身份鉴别
应用系统与堡垒机相结合来进行审计与访问控制
部署安全管理平台对网络，主机，应用的日志进行审计与分析。
4.整体安全设计
4.1.安全域
4.1.1.安全域划分原则
（1）业务保障原则
安全域方法的根本目标是能够更好的保障网络上承载的业务。
在保证安全的同时，还要保障业务的正常运行和运行效率。
信息安全服务所强调的核心思想是应该从客户（业务）而不是IT服务提供方（技术）的角度理解IT服务需求。
也就是说，在提供IT服务的时候，我们首先应该考虑业务需求，根据业务需求来确定IT需求包括安全需求。
在安全域划分时会面临有些业务紧密相连，但是根据安全要求（信息密级要求，访问应用要求等）又要将其划分到不同安全域的矛盾。
是将业务按安全域的要求强性划分，还是合并安全域以满足业务要求？
必须综合考虑业务隔离的难度和合并安全域的风险（会出现有些资产保护级别不够），从而给出合适的安全域划分。
（2）等级保护原则
根据安全域在业务支撑系统中的重要程度以及考虑风险威胁、安全需求、安全成本等因素，将其划为不同的安全保护等级并采取相应的安全保护技术、管理措施，以保障业务支撑的网络和信息安全。
安全域的划分要做到每个安全域的信息资产价值相近，具有相同或相近的安全等级、安全环境、安全策略等。
安全域所涉及应用和资产的价值越高，面临的威胁越大，那么它的安全保护等级也就越高。
（3）深度防御原则
根据网络应用访问的顺序，逐层进行防御，保护核心应用的安全。
安全域的主要对象是网络，但是围绕安全域的防护需要考虑在各个层次上立体防守，包括在物理链路、网络、主机系统、应用等层次；同时，在部署安全域防护体系的时候，要综合运用身份鉴别、访问控制、检测审计、链路冗余、内容检测等各种安全功能实现协防。
（4）结构简化原则
安全域划分的直接目的和效果是要将整个网络变得更加简单，简单的网络结构便于设计防护体系。
安全域划分不宜过于复杂。
（5）生命周期原则
对于安全域的划分和布防不仅仅要考虑静态设计，还要考虑不断的变化；另外，在安全域的建设和调整过程中要考虑工程化的管理。
（6）安全最大化原则
针对业务系统可能跨越多个安全域的情况，对该业务系统的安全防护必须要使该系统在全局上达到要求的安全等级，即实现安全的最大化防护，同时满足多个安全域的保护策略。
（7）可扩展性原则
当有新的业务系统需要接入业务支撑网时，按照等级保护、对端可信度等原则将其分别划分至不同安全等级域的各个子域。
4.1.2.安全域划分设计
根据XX数据中心的情况，把网络分为三个安全域：
应用安全域，数据库安全域，安全管理安全域。
安全域之间利用防火墙进行隔离。
安全域划分拓扑如下：
4.2.安全设备部署
（1）网络边界
考虑到网络的高可用性，网络出口设备均双机部署。
在网络出口部署两台防止DDOS产品，对DDOS攻击进行过滤。
在网络出口部署两台防火墙设备，对进出XX数据中心网络的流量进行策略控制。
在网络出口部署两台入侵防御设备对进行XX数据中心网络的流量进行检测，从而判断数据中是否含有恶意攻击与恶意代码。
（2）核心交换区
在核心交换区旁路部署一台IDS与一台安全审计产品，对核心交换机上面的流量进行安全的检测与审计，包括来往核心交换机上面的流量是否有恶意威胁。
是否有针对于后台数据库的威胁等。
（3）应用区安全域
在应用区边界部署web应用防火墙设备，因应用区部署的应用均为B/S架构，而web应用防火墙恰恰是针对于HTTP协议进行安全过滤的设备，很好的满足了三级等保中针对于应用安全的规定。
（4）数据库安全域
数据库安全域边界部署一台安全域防火墙，采取有效的访问控制策略；同时在安全域交换机旁路部署一台安全审计系统，对网络运维管理和数据库操作进行全面审计。
（5）安全管理区安全域
在安全管理区部署漏洞扫描设备，对网络中的主机进行安全自查，降低主机的脆弱性。
在安全管理区部署堡垒机设备，结合部署的身份认证系统对主机与应用进行身份鉴别，访问控制与安全审计。
在安全管理区部署安全管理平台，对网络中的主机与安全设备进行统一的监控与统一的日志分析。
在网络中各个主机上部署网络版防病毒软件，并且在安全管理区部署网络防病毒主控端。
5.详细安全设计
5.1.网络安全设计
5.1.1.抗DOS设备
5.1.1.1.部署目的
随着僵尸网络的泛滥，DDoS攻击等恶意流量的规模也在迅速增大。
据估计，中国的黑客产业链条规模已达上百亿，而在这中间有很大一部分就是和DDoS攻击相关的。
实际上，DDoS攻击也像网络带宽一样，已经成为可以售卖的资源。
利益驱使DDoS的规模进一步扩大。
2011年3月，全球网络安全和管理解决方案提供商ArborNetworks发布第六期全球互联网基础设施安全年报称，2010年是DDoS攻击在互联网上活动规模和频率激增的一年；DDoS攻击规模首次突破100Gbps，服务提供商因此受到巨大的冲击。
2012年3月，CNCERT发布了《2011年中国互联网网络安全态势报告》称DDoS的频率和规模都在迅速增大。
根据CNCERT抽样监测发现，我国境内日均发生攻击总流量超过1G的较大规模的DDoS攻击事件365起。
其中，TCPSYNFLOOD和UDPFLOOD等常见虚假源IP地址攻击事件约占70%，对其溯源和处臵难度较大。
DDoS攻击最让人头疼的是攻击和防御的不对等性。
现在的DDoS攻击技术门槛越来越低，非常容易发起，但检测和防御则需要强大的技术支撑。
由于黑客地下产业链的发展，各种攻击工具在网上随处可见，甚至公然打包售卖。
即使是对于初级网络水平的人来说，使用这些攻击也是很简单的事情。
而对于有经验的黑客来说，使用这些工具可以组织起复杂的攻击，令防范变得困难。
例如2011年针对某游戏网站的攻击持续了数月，综合采用了DNS请求攻击、UDPFLOOD、TCPSYNFLOOD、HTTP请求攻击等多种方式，攻击峰值流量达数十个Gbps，令人防不胜防。
5.1.1.2.部署方式及说明
防DOS设备串行在网络出口，对流量进行清洗，过滤含有DOS或DDOS特征的流量，保证网络安全。
由于防DOS串行在网络出口，所以选择双机部署。
5.1.2.防火墙
5.1.2.1.部署目的
防火墙是一种部署在安全边界上的高级访问控制设备，是不同区域之间信息流的唯一通道，能根据制定好的安全策略控制（允许、拒绝、监视、记录）不同区域之间的访问行为。
作为一个专业化的访问控制产品，防火墙不仅提供非常灵活的访问控制功能（基于IP地址、端口、协议、用户名、应用命令等）和强大的审计鉴别功能，还提供了多种辅助功能，比如地址转换、端口映射、IP与MAC地址绑定等等。
安全边界采用防火墙设备，根据ip五元组（源/目的ip，源/目的端口，协议），对网络边界进行访问控制，隔离不同的安全域，只有经过许可的ip、端口、协议才被容许访问防火墙内的网络和系统资源，保障了网络的逻辑隔离。
5.1.2.2.部署方式及说明
防火墙串行部署在网络主干链路上，用于网络安全边界的访问控制，可以采用透明工作模式，工作口不需要配置ip，不影响网络路由结构。
每台防火墙，均另外需1个ip用来作为管理设备，管理方式为B/S。
由于防火墙作为网络出口和安全域边界的安全网关，一旦出现故障对网络数据传输、网络安全策略有很大的影响，因此在网络出口部署两台防火墙。
在数据库区边界部署一台防火墙。
5.1.3.WEB应用安全网关
5.1.3.1.部署目的
Web应用安全网关（WebApplicationGateway，简称WAG）是新一代Web安全防护与应用交付类应用安全产品，主要针对Web服务器进行HTTP/HTTPS流量分析，防护以Web应用程序漏洞为目标的攻击，并针对Web应用访问各方面进行优化，以提高Web或网络协议应用的可用性、性能和安全性，确保Web业务应用能够快速、安全、可靠地交付。
WAG应用了一套HTTP会话规则集，这些规则涵盖诸如SQL注入、以及XSS等常见的Web攻击。
网页防篡改模块会事先将被保护Web服务器的主要页面拷贝到设备存储器内，一旦检测出被保护URL页面有被篡改的情况，遇到用户有针对该页面的访问请求时，会将事先备份的正常页面返回给用户，屏蔽被篡改的页面不被访问，维护用户的声誉，此种方法的优点是不用在被保护Web服务器上安装Agent，对Web应用系统不会造成额外影响。
5.1.3.2.部署方式及说明
在应用区和核心交换机之间串行部署Web应用安全网关，可采取透明工作模式，不影响网络路由结构，针对Web服务器进行第7层流量分析，确保业务应用能够快速、安全、可靠地交付。
5.1.4.入侵防御
5.1.4.1.部署目的
虽然访问控制系统（如防火墙）可以静态的实施访问控制策略，防止一些非法的访问等，但对利用合法的访问手段或其它的攻击手段（比如，利用内部系统的漏洞等）对系统入侵和内部用户的入侵等是没有办法控制的；因此，系统内需要建设统一的符合国家规定的安全检测机制，实现对网络系统进行自动的入侵检测和分析，对非法信息予以过滤，提高系统整体安全性。
入侵防御技术高度融合高性能、高安全性、高可靠性和易操作性等特性，带来了深度攻击防御和应用带宽保护的完美价值体验。
通过入侵防护系统可以实时、主动拦截黑客攻击、网络病毒等恶意流量，保护信息系统和网络架构免受侵害，防止操作系统和应用程序损坏或宕机，IPS可以深入到路由、防火墙模块和应用层，快速扫描流量，它可以利用其上千种攻击特征数据库，识别和分析外部的攻击，并实时报警和记录，同时可以对上百种入侵和攻击进行主动防护。
此外，还可以对MSN、Skype、YahooMessage等即时消息进行阻断，允许用户对BT、kazza等P2P多点共享协议软件进行阻断。
5.1.4.2.部署方式及说明
IPS串行部署在网络主干链路上，用于安全域边界的入侵防护，可以采用透明工作模式，工作口不需要配置ip，不影响网络路由结构。
管理中心安装在专用管理服务器中，实现IPS设备统一的控制管理、监控告警、日志收集和定制报表等功能。
由于IPS串行于主干线上所以双机部署。
5.1.5.入侵检测
5.1.5.1.部署目的
互联网当前正处于高速的发展态势，随之而来的攻击、病毒、威胁也是日新月异，面对日益加剧的安全形式需要一套能够实时检测攻击、预警、响应的工具。
通过部署入侵检测系统可以起到以下目的：
（1）入侵检测
网络入侵检测系统（IDS）可以实现对黑客攻击（缓冲区溢出、SQL注入、暴力猜测、拒绝服务、扫描探测、非授权访问等）、蠕虫病毒、木马后门、间谍软件、僵尸网络等进行实时检测及报警。
（2）流量分析
网络入侵检测系统（IDS）对网络进行流量分析，实时统计出当前网络中的各种报文流量；IDS能够帮助管理员对付网络攻击，最大限度地减少攻击可能给用户造成的损失，从而进一步提高了单位信息安全基础结构的完整性。
（3）行为监控
IDS系统会对网络流量进行监控，对严重滥用网络资源的事件提供告警和记录。
5.1.5.2.部署方式及说明
网络入侵检测系统（IDS）由于涉及到数据的存储和处理，所以，多采用C/S的部署方式，一般分为“引擎”和“控制台（兼数据中心）”两部分：
（1）IDS引擎：
IDS引擎接入核心交换机的镜像端口，以监听相应网络的网络流量，IDS引擎工作口无需配置ip，另需配置一个管理ip地址；
（2）IDS控制台（兼数据中心）：
在与引擎管理IP地址联通的安全管理安全域，部署1台服务器，安装IDS控制台软件，以便存储、分析IDS引擎的检测数据，并管控IDS引擎。
控制台可挂接存储设备（如NAS存储）。
5.1.6.安全审计
5.1.6.1.部署目的
安全审计系统综合了网络安全审计和数据库安全审计2大功能。
网络审计系统针对业务环境下的网络操作行为进行细粒度审计的合规性管理系统。
通过对业务人员访问系统的行为进行解析、分析、记录、汇报，以帮助用户事前规划预防、事中实时监视、违规行为响应、事后合规报告、事故追踪溯源，加强内外部网络行为监管、促进核心资产（数据库、服务器、网络设备等）的正常运营。
数据库安全审计系统是通过网络数据的采集、分析、识别，实时监控网络中数据库的所有访问操作，同时支持自定义内容关键字库，实现数据库操作的内容监测识别，发现各种违规数据库操作行为，及时报警响应、全过程操作还原，从而实现安全事件的准确全程跟踪定位，全面保障数据库系统安全。
5.1.6.2.部署方式及说明
数据库安全域接入交换机旁路，部署1台安全审计系统，审计引擎需要接入交换机的镜像端口，工作口不需要配置ip，不影响网络路由结构，更不影响网络性能；管理口接入安全管理域交换机，需配置1个ip用来进行管理。
5.1.7.防病毒
5.1.7.1.部署目的
目前计算机病毒的发展日益猖獗，防病毒发展更趋向于集中式管理、分布式杀毒的架构，对局域网进行远程集中式安全管理，可通过账号和口令设置控制移动控制台的使用，并且先进的分布技术，利用本地资源和本地杀毒引擎，对本地节点的所有文件进行全面、及时、高效的查杀病毒，同时保障用户的隐私，减少了网络传输的负载，避免因大量传输文件而引起的网络拥塞。
部署上以服务器为中心，进行网络杀毒的管理，这种方式与网络拓扑结构融合，管理更加方便。
5.1.7.2.部署方式及说明
在安全管理区部署杀毒软件管控中心服务器，在网内终端部署杀毒软件客户端，通过服务器端对终端的全面管理、制定病毒查杀策略。
5.2.安全运维管理
5.2.1.漏洞扫描
漏洞扫描系统主要用来定期检查系统内网络设备、终端系统、服务器系统、安全设备以及数据库等系统重要资产的脆弱性情况，针对主干系统的特点，建议将漏洞扫描部署在标清和高清业务支撑平台各自的安全管理区内，实现对各自业务支撑平台定期的漏洞扫描，同时，漏洞扫描的结果将提交给安全管理与综合审计平台，成为风险分析的重要数据来源。
漏洞扫描系统是基于网络的脆弱性分析、评估和综合管理系统，漏洞扫描系统能够快速发现网络资产，准确识别资产属性、全面扫描安全漏洞，清晰定性安全风险，给出修复建议和预防措施，并对风险控制策略进行有效审核，从而在弱点全面评估的基础上实现安全自主掌控。
5.2.2.安全管理平台
安全管理平台系统是一个面向全网IT资源的集中安全管理平台。
通过对网络中各类IT资源的安全域划分，以及海量异构网络与安全事件的采集、处理和分析，面向业务信息系统建立一套可度量的风险模型，使得各级管理员能够实现全网的资产运行监控、事件分析与审计、风险评估与度量、预警与响应、态势分析，并借助标准化的流程管理实现持续的安全运营。
系统的主要功能包括：
（1）网络运行监控
系统能够对全网的各类网络设备、安全设备、主机、数据库、应用系统等实时、细粒度的运行监控，及时发现网络中的可用性故障，并进行故障定位和告警响应，确保重要业务信息系统的可用性和业务连续性。
系统能够形象地展示出用户的网络拓扑，并动态展示拓扑节点的运行状态，还能够根据用户管理的组织和部门结构在地图上展示出设备或者设备组的地理位置。
（2）事件及流量管理
系统能够采集全网中各类网络设备、安全设备、主机、数据库、应用系统等的日志、告警和事件，并对这些信息进行范式化、过滤、归并，形成统一的事件格式，包括统一事件严重等级、统一事件类型和名称等，使得管理员能够在系统的管理控制台上方便地浏览所有安全事件，并确保信息的一致性。
针对所有安全事件，系统能够通过事件关联分析引擎进行多种事件关联分析，包括规则关联、漏洞管理、统计关联，等等。
（3）脆弱性管理
系统支持将各类第三方漏洞扫描、应用扫描和人工评估的漏洞信息整合到一起，形成基于资产和业务的漏洞信息库，并计算资产和业务的脆弱性。
系统能够对新发现的漏洞信息进行预警通告。
（4）响应管理
系统具备完善的响应管理功能，能够根据用户设定的各种触发条件，通过多种方式（例如邮件、声音、SNMPTrap等）通知用户，并触发可以自定义的响应处理流程，直至跟踪到问题处理完毕，从而实现安全事件的闭环管理。
系统支持设备控制脚本，允许管理员自动对设备进行操作控制，及时阻断攻击源。
系统内
升级会员 