原子标签索引:[概念×12 | 机制×5 | 流程×4 | 决策×1 | 分类×8 | 判据×5 | 案例×2 | 数据×3] 上游:第4章(信息安全技术基础) 下游:第14章(云原生安全)、第20章(论文写作,WPDRRC/安全模型为高频素材)
标准表述
- 安全架构是架构面向安全性方向上的细分;产品安全架构、安全技术体系架构、审计架构组成三道安全防线。
- 产品安全架构目标:不依赖外部防御系统,从源头打造自身安全的产品。
- 安全技术体系架构任务:构建通用安全技术基础设施(安全基础设施、安全工具和技术、安全组件与支持系统)。
- 安全架构应具备可用性(防数据和资源丢失)、完整性(防未授权修改)、机密性(防未授权披露)三特性。
- 信息系统安全目标:控制和管理主体(用户和进程)对客体(数据和程序)的访问。
- 状态机模型:用状态变量描述系统状态、转换规则描述变化;系统从安全状态启动并在所有迁移中保持安全。
- BLP 模型(1973,Bell & LaPadula):第一个正式安全模型,属强制访问控制,以敏感度划分安全级别的多级安全系统,专注机密性;核心口诀"下读上写"——No Read Up、No Write Down。
- Biba 模型:专注完整性,访问控制建立在完整性级别上;与 BLP 方向相反——No Write Up、No Read Down,另有调用属性规则。
- Clark-Wilson 模型(1987):完整性模型,实现成型的事务处理机制,常用于银行系统;核心概念 CDI/UDI、TP(转换过程)、IVP(完整性验证过程)、职责隔离。
- Chinese Wall 模型(Brewer & Nash):多边安全模型,最初为投资银行设计,防止利益冲突;同时含 DAC 和 MAC 属性——可选为谁工作(DAC),选定后只能为该客户工作(MAC)。
- WPDRRC 模型是我国"八六三"信息安全专家组提出,在 PDRR 基础上前后增加预警和反击;6 环节=预警/保护/检测/响应/恢复/反击,3 要素=人员(核心)、策略(桥梁)、技术(保证)。
- PDRR:保护、检测、反应、恢复的有机结合,强调自动故障恢复能力。
- OSI 安全体系(ISO 7498-2,对应 GB/T 9387.2—1995)定义 5 大类安全服务(鉴别、访问控制、数据机密性、数据完整性、抗抵赖)和 8 类安全机制。
- OSI 7 层中除会话层外均可提供安全服务,最适合配置安全服务的是物理层、网络层、运输层、应用层。
- 分层多点安全技术体系架构(深度防御)三种方式:多点技术防御、分层技术防御、支撑性基础设施(PKI + 检测响应基础设施)。
- 鉴别 5 种方式:已知的(口令)、拥有的(IC 卡、令牌)、不改变的特性(生物特征)、可信第三方建立的(递推)、环境(主机地址)。
- 鉴别服务 9 阶段:安装、修改鉴别信息、分发、获取、传送、验证、停活、重新激活、取消安装。
- 访问控制四要素:发起者、AEF(访问控制实施功能)、ADF(访问控制判决功能)、目标;关键概念 ACI(访问控制信息)、ADI(访问控制判决信息)。
- 机密性机制两类途径:禁止访问(访问控制、物理媒体保护、路由选择控制)和加密(对称/非对称);辅助手段有数据填充、虚假事件、保护 PDU 头、时间可变域。
- 抗抵赖服务 4 阶段:证据生成;证据传输、存储及恢复;证据验证;解决纠纷。
- TCSEC(橘皮书,1985 美国国防部)将安全系统分为 4 大类 7 个等级;TDI 是 TCSEC 在数据库管理系统方面的扩充解释;B1 以上才是真正意义上的安全产品。
- 数据库完整性 = 数据的正确性和相容性;完整性约束可分 6 类(列级/元组级/关系级 × 静态/动态)。
- 软件脆弱性:软件缺陷客观存在形成的可被攻击者利用的实例;每个脆弱性至少由一个缺陷引起,但一个缺陷可能不产生任何脆弱性,不同缺陷可导致相同脆弱性。
- 信息系统安全"木桶理论":安全性由系统自身最薄弱之处(漏洞)决定。
- 软件脆弱性生命周期 4 阶段:引入、产生破坏效果、被修补、消失。
蒸馏笔记
概念
- 安全架构:架构在安全性方向上的细分领域。
- 信息泄露:信息被泄露给非授权实体;假冒:非法用户冒充合法用户(黑客多用此法);旁路控制:利用系统缺陷绕过防线获得非授权特权。
- 授权侵犯(内部攻击):被授权者将权限用于非授权目的;抵赖:否认发布过消息或伪造对方来信;重放:截获的合法通信数据被再次发送。
- 特洛伊木马:程序中藏有察觉不出的破坏性程序段;陷阱门:特定输入数据时允许违反安全策略的"机关"。
- 安全策略 vs 安全模型:策略是宽泛、模糊、抽象的目标;模型给出实现目标该做什么/不该什么,具有实践指导意义。
- CDI/UDI:需要/不需要完整性保护的客体;TP:把数据从一种有效状态变到另一种有效状态;IVP:验证 CDI 处于有效状态。
- AAA:认证(能否获得访问权)、授权(可用哪些服务)、审计(记录使用网络资源情况)。
- RADIUS:宽带运营支撑的认证计费协议,BAS 与 RADIUS 服务器间验证信息传递由密钥参与完成。
- 软件脆弱性:软件缺陷形成的可被利用实例;Krsul 定义基于访问控制,Bishop 定义基于状态(授权迁移可达非授权状态→脆弱状态)。
- AEF/ADF:实施功能确保只有允许的访问被执行;判决功能依访问请求+ADI+策略规则作判决。
- ACI/ADI:访问控制信息/判决时可用的部分或全部 ACI。
- 深度防御:分层多点安全技术体系架构,将防御能力分布至整个信息系统。
机制
- CWM 职责隔离链:TP 分为多个子过程 → 授权给不同 User → 防止合法用户非法操作 → 但子过程授权者间存在利益同盟时仍可能欺骗。
- Chinese Wall 判定:与主体曾访问信息同属一个公司数据集(墙内)可访问 → 属完全不同利益冲突组可访问 → 写的前提是未访问过其他公司数据集。
- 层间防御实例:外部和内部边界同时使用嵌套防火墙并配合入侵检测。
- 木桶机制:任一漏洞被发现 → 系统即可能成为攻击牺牲品 → 安全取决于最薄弱处。
- 扫描器机制:基于特征(知识/违规)扫描 → 依据特征库判断 → 关键在特征库规模与完善程度。
流程
- 状态机模型工作 6 步:变量默认值安全 → 用户使用默认值 → 系统验证主体身份 → 确保变更不破坏安全 → 允许变更(STATE CHANGE)→ 循环重复。
- 抗抵赖 4 阶段:证据生成(证据实体/可信第三方)→ 证据传输、存储及恢复 → 证据验证(证据使用者请求验证者验证)→ 解决纠纷(仲裁者裁定)。
- 访问控制判决流:发起者发访问请求 → AEF 通知 ADF 需判决 → ADF 依据发起者/目标/访问请求三类 ADI + 策略规则 + 上下文 → 判决交 AEF 执行。
- 软件脆弱性生命周期:引入(输入验证错误、权限检查错误、操作序列化错误、边界检出错误、设计缺陷等)→ 产生破坏效果(非法执行代码、非法修改目标、访问数据对象、拒绝服务)→ 修补 → 消失。
决策
| 选项 | 适用条件 | 代价 |
|---|---|---|
| BLP 模型 | 需要机密性分级保护(军事/多级安全) | 不保障完整性 |
| Biba 模型 | 应用程序数据完整性保护 | 不管机密性 |
| CWM | 银行等事务处理系统 | 需审计能力支撑 |
| Chinese Wall | 存在利益冲突的多客户服务(投资银行等) | 需行政规定+监控配套 |
分类体系
- 安全威胁针对对象 6 方面:物理环境、通信链路、网络系统、操作系统、应用系统、管理系统。
- 常见安全威胁 19 种:信息泄露、破坏信息完整性、拒绝服务、非法使用(非授权访问)、窃听、业务流分析、假冒、旁路控制、授权侵犯、特洛伊木马、陷阱门、抵赖、重放、计算机病毒、人员渎职、媒体废弃、物理侵入、窃取、业务欺骗。
- 安全模型分类:访问控制类(HRU 基本模型、MAC 强制、Chinese Wall、RBAC 角色)、机密性类(BLP)、完整性类(Biba、Clark-Wilson)、信息流类(非干扰性、非观察性)。
- 公认安全模型:状态机、BLP、Biba、Clark-Wilson、Chinese Wall、信息流、非干涉、格子、Brewer and Nash、Graham-Denning。
- OSI 五大类安全服务:鉴别、访问控制、数据机密性、数据完整性、抗抵赖。
- 信息系统安全体系三部分:技术体系(物理安全技术+系统安全技术)、组织机构体系(机构/岗位/人事)、管理体系(法律管理/制度管理/培训管理)。
- 信息系统安全体系分析模型 5 层实体:应用、存储、主机、网络、物理。
- 软件脆弱性 6 种分类法:ISOS(面向安全隐私)、PA(操作系统安全缺陷)、Landwehr(起因/时间/位置三维度)、Aslam(Unix 编码故障/突发故障+决策树)、Bishop(6 轴线:性质、引入时间、利用率、影响域、最小数量、来源)、IBM(Landwehr 框架扩充、面向检测工具开发者)。
判据
- BLP 四条规则:简单安全规则(低主体不可读高客体,No Read Up);星属性(高主体不可写低客体,No Write Down);强星属性(不允许对另一级别读写);自主安全规则(访问控制矩阵定义自由存取)。
- Biba 三条规则:星完整性(低完整性主体不能写高完整性客体);简单完整性(高完整性主体不能读低完整性客体);调用属性(低完整性主体不能调用高级别客体的程序或服务)。
- Chinese Wall 两定理:定理 1——主体一旦访问过某客体,则只能访问同一公司数据集或不同利益组的客体;定理 2——一个利益冲突组中主体最多访问一个公司数据集。C/CD/COI 关系:每个 C 唯一对应一个 CD,每个 CD 唯一对应一个 COI,一个 COI 可含多个 CD。
- 数据库完整性设计 7 原则要点:静态约束入数据库模式、动态约束由应用实现;实体/引用完整性尽量应用;慎用触发器(非用不可用 Before 型语句级);需求分析阶段定命名规范;细致测试防冲突;专职设计小组全程负责;用 CASE 工具。
- 安全管理三原则(人员制度):多人负责、任期有限、职责分离。
案例
- 电子商务 RADIUS 系统安全设计:AAA 框架 + 三层架构(协议逻辑层/业务逻辑层/数据逻辑层),负载均衡解决大量并发丢包,代理转发实现 RADIUS 服务器间负载均衡。(18.8.1)
- 基于混合云的工业安全架构:智能工厂私有云+总部公有云;四层(设备/控制/设计管理/应用);重点考虑设备、网络、控制、应用、数据 5 方面安全。(18.8.2)
数据
- 年份:TCSEC 橘皮书 1985(美国国防部);BLP 1973;CWM 1987;Chinese Wall 由 Brewer 和 Nash 提出;CC 1993 编制,ISO/IEC 15408-1999 替代;IATF 1999(NSA);IEC 61508-2010;WPDRRC 由"八六三"专家组提出。
- TCSEC 4 大类 7 等级;D 类基本无安全保护,C 类仅有安全保护措施,B 类以上实行强制存取控制,B1 以上才算安全产品。
- Landwehr 分类基于 50 余个软件安全缺陷样本。
易错点 / 边界情况
- BLP 与 Biba 口诀方向极易混:BLP 保机密性"下读上写"(No Read Up + No Write Down);Biba 保完整性"上写下读禁止"(No Write Up + No Read Down)——恰好相反。
- Biba 主体访问低完整性客体是"可写不可读",不是"既不可读也不可写"。
- Chinese Wall 是 MAC 的一种混合策略模型,但同时具有 DAC 属性(可选为谁工作),不要答成纯 MAC。
- WPDRRC 是中国提出的模型;PDRR/P2DR 是美国提出的经典模型——案例题常考"哪个是我国提出"。
- WPDRRC 三大要素中"人员是核心、策略是桥梁、技术是保证",三者的角色定位不能互换。
- 安全模型对比表:PDR 与 PPDR 无恢复能力;PDRR 有恢复但无管理;MPDRR 加管理但无预警/反击;只有 WPDRRC 六项能力+管理全有。
- OSI 7 层中"除会话层外均可提供安全服务",但最适合的是物理层、网络层、运输层、应用层——两个说法不矛盾,注意题目问法。
- 数据库完整性约束 6 类中,动态约束通常由应用软件实现,不靠 DBMS 模式。
- 触发器能实现全部 6 类完整性约束,但因性能开销大、多级触发难控制而要慎用。
- 脆弱性≠缺陷:每个脆弱性至少由一个缺陷引起,但一个缺陷可能不产生脆弱性;不同缺陷可导致相同脆弱性。
- 修补脆弱性的同时可能引入新的脆弱性,所以脆弱性问题长期存在。
- 软件脆弱性根本来源:开发中自觉或不自觉引入的逻辑错误。