第6章-云計(jì)算安全

云計(jì)算安全主要內(nèi)容22云計(jì)算面臨的安全挑戰(zhàn)云計(jì)算的安全體系與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步的研究工作建議云計(jì)算的特征與安全挑戰(zhàn)基礎(chǔ)架構(gòu)云安全框架“也許我們起名叫‘云計(jì)算’本身就是一個(gè)失誤，因?yàn)檫@名字很容易讓人感覺有趣和安全。但事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)中充滿了威脅和險(xiǎn)惡，如果我們當(dāng)初把它叫做‘沼澤計(jì)算(swampcomputing)’或許更能夠讓人們對(duì)它有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)?！痹?，安全？沼澤計(jì)算？RonaldL.RivestRSA算法設(shè)計(jì)者云計(jì)算的特征-1/2單租戶到多租戶數(shù)據(jù)和服務(wù)外包4云計(jì)算的特征-2/2計(jì)算和服務(wù)虛擬化大規(guī)模數(shù)據(jù)并行處理5云計(jì)算資源池存儲(chǔ)能力

監(jiān)控管理計(jì)算能力云計(jì)算面臨的安全挑戰(zhàn)-2/4云計(jì)算的特點(diǎn)安全威脅數(shù)據(jù)和服務(wù)外包（1）隱私泄露（2）代碼被盜多租戶和跨域共享（1）信任關(guān)系的建立、管理和維護(hù)更加困難;（2）服務(wù)授權(quán)和訪問控制變得更加復(fù)雜；（3）反動(dòng)、黃色、釣魚欺詐等不良信息的云緩沖（4）惡意SaaS應(yīng)用虛擬化（1）用戶通過租用大量的虛擬服務(wù)使得協(xié)同攻擊變得更加容易，隱蔽性更強(qiáng)；（2）資源虛擬化支持不同租戶的虛擬資源部署在相同的物理資源上，方便了惡意用戶借助共享資源實(shí)施側(cè)通道攻擊。6云計(jì)算面臨的安全挑戰(zhàn)-3/4實(shí)際上，對(duì)于云計(jì)算的安全保護(hù)，通過單一的手段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要有一個(gè)完備的體系，涉及多個(gè)層面，需要從法律、技術(shù)、監(jiān)管三個(gè)層面進(jìn)行。傳統(tǒng)安全技術(shù)，如加密機(jī)制、安全認(rèn)證機(jī)制、訪問控制策略通過集成創(chuàng)新，可以為隱私安全提供一定支撐，但不能完全解決云計(jì)算的隱私安全問題。需要進(jìn)一步研究多層次的隱私安全體系（模型）、全同態(tài)加密算法、動(dòng)態(tài)服務(wù)授權(quán)協(xié)議、虛擬機(jī)隔離與病毒防護(hù)策略等，為云計(jì)算隱私保護(hù)提供全方位的技術(shù)支持。7云計(jì)算面臨的安全挑戰(zhàn)-4/4由此可見，云計(jì)算環(huán)境的隱私安全、內(nèi)容安全是云計(jì)算研究的關(guān)鍵問題之一，它為個(gè)人和企業(yè)放心地使用云計(jì)算服務(wù)提供了保證，從而可促進(jìn)云計(jì)算持續(xù)、深入的發(fā)展。8Trust&Security9云計(jì)算使用者眼中的“安全”問題，決定了云計(jì)算的安全方向。X云計(jì)算的“安全”=“虛擬機(jī)安全”云計(jì)算面臨的安全威脅Threat#1:AbuseandNefariousUseofCloudComputing云計(jì)算的濫用、惡用、拒絕服務(wù)攻擊Threat#2:InsecureInterfacesandAPIs不安全的接口和APIThreat#3:MaliciousInsiders惡意的內(nèi)部員工Threat#4:SharedTechnologyIssues共享技術(shù)產(chǎn)生的問題Threat#5:DataLossorLeakage數(shù)據(jù)泄漏Threat#6:AccountorServiceHijacking賬號(hào)和服務(wù)劫持Threat#7:UnknownRiskProfile未知的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景惡意使用說明攻擊者使用云的理由與合法消費(fèi)者相同——低成本進(jìn)行巨量處理影響密碼破解、DDoS、惡意存取、垃圾郵件、c&c服務(wù)器、CAPTCHA破解等舉例“過去三年中，ScanSafe記錄了與amazonaws相關(guān)的80個(gè)惡意事件”–ScanSafe博客Amazon的EC2出現(xiàn)了垃圾郵件和惡意軟件的問題-Slashdot數(shù)據(jù)丟失/數(shù)據(jù)泄漏說明由于不合適的訪問控制或弱加密造成數(shù)據(jù)破解因?yàn)槎嘧鈶艚Y(jié)構(gòu)，不夠安全的數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)較高影響數(shù)據(jù)完整性和保密性舉例喂，別碰我的云：可以查詢第三方電腦云中的數(shù)據(jù)泄漏（UCSD/MIT）研究詳細(xì)技術(shù)，確保圖像位于相同的物理硬件中，然后利用跨虛擬機(jī)攻擊檢查數(shù)據(jù)泄漏惡意業(yè)內(nèi)人士說明云供應(yīng)商的員工可能濫用權(quán)力訪問客戶數(shù)據(jù)/功能減少內(nèi)部進(jìn)程的可見性可能會(huì)妨礙探測(cè)這種違法行為影響數(shù)據(jù)保密性和完整性名譽(yù)損失法律后果舉例根據(jù)Verizon的2010數(shù)據(jù)泄漏調(diào)查報(bào)告,48%的數(shù)據(jù)泄漏是業(yè)內(nèi)人士造成的。在云計(jì)算環(huán)境下的情況可能更加嚴(yán)重。流量攔截或劫持說明對(duì)客戶或云進(jìn)行流量攔截和/或改道發(fā)送偷取憑證以竊取或控制賬戶信息/服務(wù)影響數(shù)據(jù)保密性和完整性聲譽(yù)影響資源惡意使用造成的后果（法律）舉例推特DNS賬戶盜用ZeusbotnetC&C在AmazonEC2上的賬戶被盜用共享技術(shù)潛在風(fēng)險(xiǎn)說明公共的硬件、運(yùn)行系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用棧和網(wǎng)絡(luò)組件可能有著潛在風(fēng)險(xiǎn)影響成功使用可能影響多個(gè)用戶舉例Cloudburst-KostyaKortchinksy(Blackhat2009)在虛擬PCI顯示卡VmwareSVGAII設(shè)備中確認(rèn)的任意代碼執(zhí)行的潛在風(fēng)險(xiǎn)VMwareWorkstation、VMwarePlayer、VMwareServer和VMwareESX中的脆弱部件不安全的API說明API用于允許功能和數(shù)據(jù)訪問，但其可能存在潛在風(fēng)險(xiǎn)或不當(dāng)使用，讓程序受到攻擊影響數(shù)據(jù)保密性和完整性拒絕服務(wù)舉例P0wning可編程網(wǎng)絡(luò)(Websense–AusCERT2009_80%的測(cè)試應(yīng)用程序沒有使用API中的安全保護(hù)（例如不加密流量和基本驗(yàn)證）經(jīng)驗(yàn)證的CSRF、MITM和數(shù)據(jù)泄漏攻擊未知風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)說明對(duì)安全控制的不確定性可能讓顧客陷入不必要的風(fēng)險(xiǎn)。影響可能因?yàn)樵朴脩魶]有相關(guān)知識(shí)，造成重大的數(shù)據(jù)外泄。舉例Heartland支付系統(tǒng)“只愿意做最小的工作量并符合國家法律，而不會(huì)通知每一位客戶他們的數(shù)據(jù)是否被盜取?！?article/158038/heartland_has_no_heart_for_violated_customers.html云計(jì)算調(diào)查主要內(nèi)容2020云計(jì)算面臨的安全挑戰(zhàn)云計(jì)算的安全體系與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步的研究工作建議云計(jì)算的特征與安全挑戰(zhàn)基礎(chǔ)架構(gòu)云安全框架安全性要求數(shù)據(jù)訪問的權(quán)限控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)的私密性數(shù)據(jù)運(yùn)行時(shí)的私密性數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃矫苄詳?shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)持久可用性數(shù)據(jù)訪問速度21云計(jì)算安全的技術(shù)手段安全性要求對(duì)其他用戶對(duì)服務(wù)提供商數(shù)據(jù)訪問的權(quán)限控制權(quán)限控制程序權(quán)限控制程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)的私密性存儲(chǔ)隔離存儲(chǔ)加密、文件加密數(shù)據(jù)運(yùn)行時(shí)的私密性虛擬機(jī)隔離、操作系統(tǒng)隔離操作系統(tǒng)隔離數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃矫苄詡鬏攲蛹用芫W(wǎng)絡(luò)加密數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)持久可用性數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)鏡像、分布式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)訪問速度高速網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)緩存、CDN22安全防御技術(shù)發(fā)展歷程特洛伊威脅格局

的發(fā)展安全防御技術(shù)的發(fā)展混合威脅網(wǎng)絡(luò)釣魚間諜軟件僵尸腳本病毒電子郵件蠕蟲服務(wù)器收集病毒信息安全產(chǎn)品聯(lián)動(dòng)防火墻擴(kuò)大已知病毒庫宏病毒網(wǎng)絡(luò)蠕蟲垃圾郵件Rootkits利益驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)病毒文件傳染者防病毒形成互聯(lián)網(wǎng)范圍病毒庫魔高一尺，道高一丈！網(wǎng)絡(luò)威脅數(shù)量增長(zhǎng)圖防病毒軟件防護(hù)真空期實(shí)際數(shù)據(jù)圖表可以更清楚地表現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭(zhēng)的愈演愈烈。261.用戶收到黑客的垃圾郵件2.點(diǎn)擊鏈接4.發(fā)送信息/下載病毒W(wǎng)ebWebWebWebWeb對(duì)客戶所訪問的網(wǎng)頁進(jìn)行安全評(píng)估–阻止對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)網(wǎng)頁的訪問3.下載惡意軟件云安全27云安全的客戶價(jià)值偵測(cè)到威脅防護(hù)更新應(yīng)用防護(hù)偵測(cè)到威脅病毒代碼更新病毒代碼部署傳統(tǒng)代碼比對(duì)技術(shù)云安全技術(shù)獲得防護(hù)所需時(shí)間（小時(shí)）降低防護(hù)所需時(shí)間:

更快的防護(hù)＝

更低的風(fēng)險(xiǎn)＋更低的花費(fèi)更低的帶寬占用更小的內(nèi)存占用BandwidthConsumption(kb/day)Conventional

AntivirusCloud-client

ArchitectureMemoryUsage(MB)Conventional

AntivirusCloud-client

Architecture云安全優(yōu)勢(shì)12研究方向更加明確分析“云安全”的數(shù)據(jù)，可以全面精確的掌握“安全威脅”動(dòng)向。分析模式的改變“云安全”的出現(xiàn)，使原始的傳統(tǒng)病毒分析處理方式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸瓢踩蹦Ｊ较碌幕ヂ?lián)網(wǎng)分析模式。3防御模式的改變“云安全”使得網(wǎng)絡(luò)安全防御模式由被動(dòng)式向主動(dòng)式轉(zhuǎn)變。云安全改變信息安全行業(yè)來源挖掘云安全中心即時(shí)升級(jí)服務(wù)器互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容惡意威脅下載網(wǎng)站門戶網(wǎng)站搜索網(wǎng)站云安全客戶端互聯(lián)網(wǎng)用戶威脅信息數(shù)據(jù)中心即時(shí)查殺平臺(tái)自動(dòng)分析處理系統(tǒng)威脅挖掘集群威脅信息分析云計(jì)算安全的技術(shù)手段目前的技術(shù)可以避免來自其他用戶的安全威脅，但是對(duì)于服務(wù)提供商，想要從技術(shù)上完全杜絕安全威脅還是比較困難的，在這方面需要非技術(shù)手段作為補(bǔ)充。一些傳統(tǒng)的非技術(shù)手段可以被用來約束服務(wù)提供商，以改善服務(wù)質(zhì)量，確保服務(wù)的安全性。31云計(jì)算的安全體系-1/132圖1A云計(jì)算系統(tǒng)的體系框架圖1B云計(jì)算安全架構(gòu)云計(jì)算安全技術(shù)-動(dòng)態(tài)服務(wù)授權(quán)與控制-1/233云計(jì)算安全技術(shù)-虛擬機(jī)安全-1/334(1)多虛擬機(jī)環(huán)境下基于Cache的側(cè)通道攻擊的實(shí)現(xiàn)(2)基于行為監(jiān)控的側(cè)通道攻擊識(shí)別方法(3)基于VMM的共享物理資源隔離算法的研究(4)側(cè)通道信息模糊化算法的研究與實(shí)現(xiàn)云計(jì)算安全技術(shù)-虛擬機(jī)安全-2/3通過在物理機(jī)、虛擬機(jī)和虛擬機(jī)管理程序三個(gè)方面增加功能模塊來加強(qiáng)虛擬機(jī)的安全，包括云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)隔離加固技術(shù)和虛擬機(jī)隔離加固技術(shù)等。35云計(jì)算安全技術(shù)-虛擬機(jī)安全-3/336設(shè)計(jì)適合虛擬環(huán)境的軟件防火墻

選擇NAT技術(shù)作為虛擬機(jī)的接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù)。每個(gè)虛擬機(jī)在宿主機(jī)上都有其對(duì)應(yīng)的一個(gè)虛擬網(wǎng)卡，所有的虛擬機(jī)網(wǎng)卡通過NAT技術(shù)連接在一起，選擇宿主機(jī)的虛擬網(wǎng)卡與虛擬機(jī)的網(wǎng)卡(eth0)連接的主干道路作為關(guān)鍵路徑，并在該路徑上布置防火墻37在虛擬機(jī)上部署一個(gè)精靈程序，用于監(jiān)控虛擬機(jī)的文件系統(tǒng),攔截惡意數(shù)據(jù)與程序云計(jì)算安全技術(shù)-法律法規(guī)-1/1云計(jì)算應(yīng)用模式下的互聯(lián)網(wǎng)安全的法律與法規(guī)問題。云計(jì)算平臺(tái)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與監(jiān)管問題。38云計(jì)算安全的非技術(shù)手段第三方認(rèn)證

第三方認(rèn)證是提升信任關(guān)系的一種有效手段，即采用一個(gè)中立機(jī)構(gòu)對(duì)信任雙方進(jìn)行約束。企業(yè)信譽(yù)企業(yè)信譽(yù)對(duì)于任何一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的企業(yè)來講都是至關(guān)重要的。一般來講，越大的企業(yè)對(duì)于自身信譽(yù)越看重，不會(huì)因?yàn)槔嫒ジ`取客戶的數(shù)據(jù)。合同約束

目前已經(jīng)有很多云計(jì)算服務(wù)提供商退出了自己的云計(jì)算服務(wù)的服務(wù)水平協(xié)議，這些協(xié)議從服務(wù)質(zhì)量、技術(shù)支持和知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面對(duì)服務(wù)進(jìn)行了規(guī)范，對(duì)服務(wù)提供者與使用者的權(quán)利和義務(wù)進(jìn)行了明確。39主要內(nèi)容4040云計(jì)算面臨的安全挑戰(zhàn)云計(jì)算的安全體系與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步的研究工作建議云計(jì)算的特征與安全挑戰(zhàn)基礎(chǔ)架構(gòu)云安全框架IBM信息安全框架目前，絕大多數(shù)企業(yè)在信息安全建設(shè)過程中都面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)，從規(guī)劃、管理，到技術(shù)、運(yùn)作不一而足。例如，沒有總體的信息安全規(guī)劃，安全防御呈碎片化；安全意識(shí)不到位，經(jīng)常在受到攻擊甚至造成損失后才意識(shí)到問題，安全建設(shè)受具體事件驅(qū)動(dòng)；企業(yè)應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)不景氣所采取的裁員策略有可能將部分風(fēng)險(xiǎn)由外部轉(zhuǎn)化到內(nèi)部；安全體系的法規(guī)遵從問題日益突出……遵循IBM企業(yè)信息安全框架的方法論與實(shí)施原則，企業(yè)可以從根本上解決上述種種難題，因?yàn)槠髽I(yè)信息安全框架正是用于指導(dǎo)企業(yè)或組織如何根據(jù)業(yè)務(wù)需要，明確風(fēng)險(xiǎn)狀況與安全需求、確立企業(yè)信息安全架構(gòu)藍(lán)圖及建設(shè)路線圖，并選擇相應(yīng)的安全功能組件。所以，通過這一框架，企業(yè)可以全面理解，并從整體上對(duì)信息安全進(jìn)行把控。41IBM信息安全框架IBM企業(yè)信息安全框架從上到下由三個(gè)主要層次組成：安全治理風(fēng)險(xiǎn)管理及合規(guī)層、安全運(yùn)維層、基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)層。其中安全治理風(fēng)險(xiǎn)管理及合規(guī)層是后兩者的理論依據(jù)，安全運(yùn)維層是對(duì)信息安全全生命周期的管理，而基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)層則是企業(yè)安全建設(shè)技術(shù)需求和功能的實(shí)現(xiàn)者。三個(gè)層次安全治理、風(fēng)險(xiǎn)管理和合規(guī)安全運(yùn)維基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)42IBM信息安全框架安全治理、風(fēng)險(xiǎn)管理和合規(guī)

處于企業(yè)信息安全框架的最頂層，是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)安全的出發(fā)點(diǎn)。通過對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，確定其戰(zhàn)略和治理框架、風(fēng)險(xiǎn)管理框架，定義合規(guī)和策略遵從，確立信息安全文檔管理體系。43IBM信息安全框架安全運(yùn)維

安全運(yùn)維是指在安全策略的指導(dǎo)下，安全組織利用安全技術(shù)來達(dá)成安全保護(hù)目標(biāo)的過程。主要包括安全事件監(jiān)控、安全事件響應(yīng)、安全事件審計(jì)、安全策略管理、安全績(jī)效管理、安全外包服務(wù)。安全運(yùn)維與IT運(yùn)維相輔相成、互為依托、共享資源與信息，它與安全組織緊密聯(lián)系，融合在業(yè)務(wù)管理和IT管理體系中。44IBM信息安全框架基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)

基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)定義和包含了企業(yè)安全框架中的五個(gè)核心的基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)和相關(guān)服務(wù)：物理安全、基礎(chǔ)架構(gòu)安全、身份/訪問安全、數(shù)據(jù)安全和應(yīng)用安全。基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)是安全運(yùn)維和管理的對(duì)象，其功能由各自子系統(tǒng)提供保證。4546企業(yè)信息安全框架V5.0安全治理、風(fēng)險(xiǎn)管理和合規(guī)安全運(yùn)維物理安全基礎(chǔ)架構(gòu)安全應(yīng)用安全數(shù)據(jù)安全身份/訪問安全基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)機(jī)房安全網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用開發(fā)生命周期安全數(shù)據(jù)生命周期管理戰(zhàn)略和治理框架安全事件監(jiān)控安全事件響應(yīng)安全事件審計(jì)安全策略管理安全績(jī)效管理安全外包服務(wù)業(yè)務(wù)流程安全Web

應(yīng)用安全應(yīng)用開發(fā)環(huán)境安全主機(jī)安全終端安全視頻監(jiān)控安全數(shù)據(jù)泄露保護(hù)數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)歸檔災(zāi)難備份身份驗(yàn)證訪問管理身份生命周期管理合規(guī)和策略遵從風(fēng)險(xiǎn)管理框架47安全治理、風(fēng)險(xiǎn)管理和合規(guī)企業(yè)安全戰(zhàn)略規(guī)劃服務(wù)ISO27001認(rèn)證指導(dǎo)咨詢服務(wù)信息安全管理體系培訓(xùn)服務(wù)安全管理差距分析服務(wù)信息安全管理體系咨詢及設(shè)計(jì)服務(wù)企業(yè)信息系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估服務(wù)PCIDSS合規(guī)遵從服務(wù)信息安全等級(jí)保護(hù)合規(guī)遵從服務(wù)基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)安全基礎(chǔ)架構(gòu)安全評(píng)估服務(wù)網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)一威脅管理系統(tǒng)脆弱性管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全加固服務(wù)主機(jī)入侵防護(hù)系統(tǒng)主機(jī)