网络隔离中的数据交换技术介绍

一、背景

　　网络隔离是很多专用网络的没有办法的办法，网络上承载专用的业务，其安全性一定要得到保障，然而网络的建设就是为了互通的，没有数据的共享，网络的作用也缩水了不少，因此网络隔离与数据共享交换本身就是天生的一对矛盾，如何解决好网络的安全，又方便地实现数据的交换是很多网络安全技术人员在一直探索的。

　　网络要隔离的原因很多，通常说的有下面两点：

　　1、涉密的网络与低密级的网络互联是不安全的，尤其来自不可控制网络上的入侵与攻击是无法定位管理的。互联网是世界级的网络，也是安全上难以控制的网络，又要连通提供公共业务服务，又要防护各种攻击与*。要有隔离，还要数据交换是各企业、政府等网络建设的首先面对的问题。

　　2、安全防护技术永远落后于攻击技术，先有了矛，可以刺伤敌人，才有了盾，可以防护被敌人刺伤。攻击技术不断变化升级，门槛降低、漏洞出现周期变短、*传播技术成了木马的运载工具...而防护技术好象总是打不完的补丁，目前互联网上的"黑客"已经产业化，有些象网络上的"黑社会"，虽然有时也做些杀富济贫的"义举"，但为了生存，不断专研新型攻击技术也是必然的。在一种新型的攻击出现后，防护技术要迟后一段时间才有应对的办法，这也是网络安全界的目前现状。

　　因此网络隔离就是先把网络与非安全区域划开，当然最好的方式就是在城市周围挖的护城河，然后再建几个可以控制的"吊桥"，保持与城外的互通。数据交换技术的发展就是研究"桥"上的防护技术。

　　关于隔离与数据交换，启明星辰公司有比较的安全策略研究，总结起来有下面几种安全策略：

　　修桥策略：业务协议直接通过，数据不重组，对速度影响小，安全性弱

　　◆防火墙FW：网络层的过滤

　　◆多重安全网关：从网络层到应用层的过滤，多重关卡策略

　　渡船策略：业务协议不直接通过，数据要重组，安全性好

　　◆网闸：协议落地，安全检测依赖于现有的安全技术

　　◆交换网络：建立交换缓冲区，采用防护、监控与审计多方位的安全防护

　　人工策略：不做物理连接，人工用移动介质交换数据，安全性最好。

　　二、数据交换技术

　　1、防火墙

　　防火墙是最常用的网络隔离手段，主要是通过网络的路由控制，也就是访问控制列表(ACL)技术，网络是一种包交换技术，数据包是通过路由交换到达目的地的，所以控制了路由，就能控制通讯的线路，控制了数据包的流向，早期的网络安全控制方面基本上是防火墙。国内影响较大的厂商有天融信、启明星辰、联想网御等。

　　但是，防火墙有一个很显著的缺点：就是防火墙只能做网络四层以下的控制，对于应用层内的*、蠕虫都没有办法。对于安全要求初级的隔离是可以的，但对于需要深层次的网络隔离就显得不足了。

　　值得一提的是防火墙中的NAT技术，地址翻译可以隐藏内网的IP地址，很多人把它当作一种安全的防护，认为没有路由就是足够安全的。地址翻译其实是代理服务器技术的一种，不让业务访问直接通过是在安全上前进了一步，但目前应用层的绕过NAT技术很普遍，隐藏地址只是相对的。目前很多攻击技术是针对防火墙的，尤其防火墙对于应用层没有控制，方便了木马的进入，进入到内网的木马看到的是内网地址，直接报告给外网的攻击者，NAT的安全作用就不大了。

　　2、多重安全网关(也称新一代防火墙)

　　防火墙是在"桥"上架设的一道关卡，只能做到类似"护照"的检查，多重安全网关的方法就是架设多道关卡，有检查行李的、有检查人的。多重安全网关也有一个统一的名字：UTM(统一威胁管理)。设计成一个设备，还是多个设备只是设备本身处理能力的不同，重要的是进行从网络层到应用层的全面检查。国内推出UTM的厂家很多，如天融信、启明星辰等。

　　多重安全网关的检查分几个层次：

　　FW：网络层的ACL

　　IPS：防入侵行为

　　AV：防*入侵

　　可扩充功能：自身防DOS攻击、内容过滤、流量整形...

　　防火墙与多重安全网关都是"架桥"的策略，主要是采用安全检查的方式，对应用的协议不做更改，所以速度快，流量大，可以过"汽车"业务，从客户应用上来看，没有不同。
3、网闸

　　网闸的设计是"代理+摆渡"。不在河上架桥，可以设摆渡船，摆渡船不直接连接两岸，安全性当然要比桥好，即使是攻击，也不可能一下就进入，在船上总要受到管理者的各种控制。另外，网闸的功能有代理，这个代理不只是协议代理，而是数据的"拆卸"，把数据还原成原始的面貌，拆除各种通讯协议添加的"包头包尾"，很多攻击是通过对数据的拆装来隐藏自己的，没有了这些"通讯外衣"，攻击者就很难藏身了。

　　网闸的安全理念是：

　　网络隔离---"过河用船不用桥"：用"摆渡方式"来隔离网络

　　协议隔离---"禁止采用集装箱运输"：通讯协议落地，用专用协议或存储等方式阻断通讯协议的连接，用代理方式支持上层业务

　　按国家安全要求是需要涉密网络与非涉密网络互联的时候，要采用网闸隔离，若非涉密网络与互联网连通时，采用单向网闸，若非涉密网络与互联网不连通时，采用双向网闸。

　　4、交换网络

　　交换网络的模型来源于银行系统的Clark-WilsON模型，主要是通过业务代理与双人审计的思路保护数据的完整性。交换网络是在两个隔离的网络之间建立一个数据交换区域，负责业务数据交换(单向或双向)。交换网络的两端可以采用多重网关，也可以采用网闸。在交换网络内部采用监控、审计等安全技术，整体上形成一个立体的交换网安全防护体系。

　　交换网络的核心也是业务代理，客户业务要经过接入缓冲区的申请代理，到业务缓冲区的业务代理，才能进入生产网络。

　　网闸与交换网络技术都是采用渡船策略，延长数据通讯"里程"，增加安全保障措施。

　　三、数据交换技术的比较

　　不同的业务网络根据自己的安全需求，选择不同的数据交换技术，主要是看数据交换的量大小、实时性要求、业务服务方式的要求。