根據(jù)國家保密局的規(guī)定，非涉密網(wǎng)與涉密網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換時，絕對禁止高等級網(wǎng)絡(luò)的涉密數(shù)據(jù)流向低等級網(wǎng)絡(luò)。因此，非涉密網(wǎng)與涉密網(wǎng)數(shù)據(jù)交換只能采用單向傳輸方式。

3.保障傳輸數(shù)據(jù)的機密性、完整性、不可抵賴性

在實現(xiàn)單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上，還需要符合機密性、完整性、可用性、可審查等安全要求，安全數(shù)據(jù)交換平臺通過加密、簽名、過濾、審計等安全功能更好地保證用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>

1)機密性要求，采用加密算法對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加解密。

2)完整性要求，采用數(shù)字簽名保證所傳輸數(shù)據(jù)不被篡改和破壞。

3)可用性要求，通過格式檢查、內(nèi)容過濾機制，保證所傳輸數(shù)據(jù)可用。

4)可審查性要求，通過審計能夠滿足交換行為的可審查。

總體框架設(shè)計

安全數(shù)據(jù)交換平臺整體框架如圖1所示。

圖1 安全數(shù)據(jù)交換平臺整體框架

安全數(shù)據(jù)交換平臺是采用分光鏡像技術(shù)實現(xiàn)的用于單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)母綦x設(shè)備，主要用來解決政府部門網(wǎng)絡(luò)與外部公共網(wǎng)絡(luò)之間存在的單向數(shù)據(jù)傳輸需求。它采用分光鏡像的原理，通過分光器將源主機上的數(shù)據(jù)鏡像到目標(biāo)主機上，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向傳輸。

安全數(shù)據(jù)交換平臺的安全設(shè)備主要由單向網(wǎng)閘和數(shù)字簽名服務(wù)器兩部分組成：單向光閘是一種基于分光技術(shù)的數(shù)據(jù)還原裝置，它由兩臺計算機、一個分光器等部分組成，采用分光鏡像的原理，通過分光器將源主機上的數(shù)據(jù)鏡像到目標(biāo)主機上，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向傳輸。單向光閘有別于傳統(tǒng)單向網(wǎng)閘，它在邏輯上由3臺主機構(gòu)成，即處于外網(wǎng)端的源主機上存在兩個不同的光卡邏輯上分離成發(fā)送主機和接收主機，光信號由發(fā)送主機發(fā)送至分光器，而接收主機通過分光器接收一路光信號并還原成數(shù)據(jù)。

數(shù)字簽名服務(wù)器為單向光閘系統(tǒng)提供數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)加密功能等安全支撐服務(wù)，保證數(shù)據(jù)傳輸過程中機密性、完整性及不可抵賴性。

詳細(xì)設(shè)計

1.單向光閘系統(tǒng)

單向光閘是一種基于分光技術(shù)的數(shù)據(jù)還原裝置，它由兩臺計算機、一個分光器等部分組成，采用分光鏡像的原理，通過分光器將源主機上的數(shù)據(jù)鏡像到目標(biāo)主機上，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向傳輸。

如圖2所示，單向光閘由源主機、目標(biāo)主機和分光器構(gòu)成。分光器是組建光通道網(wǎng)絡(luò)的一個組件，是一個連接光纜終端設(shè)備(OLT)和光接收節(jié)點(ONU)的無源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)。分光器帶有一個上行光接口和若干個下行光接口，從上行光接口過來的光信號被分配到所有的下行光接口傳輸出去。

圖2 分光數(shù)據(jù)還原系統(tǒng)原理

單向光閘的源主機安裝在外部網(wǎng)絡(luò)中，目標(biāo)主機安裝在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中。源主機上有兩個光通道網(wǎng)卡，目標(biāo)主機上有一個光通道網(wǎng)卡；分光器的輸入端和源主機的一個光卡(稱為發(fā)送光卡)的輸出端用一條單向光纖連接，使光信號可以從發(fā)送網(wǎng)卡的發(fā)送端發(fā)射到分光器的輸入端。

源主機的另一個網(wǎng)卡(稱為接收光卡)的輸入端和分光器的一個分光輸出端連接，接收光卡的輸出端與發(fā)送光卡的輸入端相連接。分光器的另一個輸出和目標(biāo)主機上的光通道網(wǎng)卡(稱為目標(biāo)光卡)的輸入端一一相連。

源主機上運行兩個進程：發(fā)送進程和接收進程。發(fā)送進程通過發(fā)送光卡發(fā)送數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包被發(fā)送光卡轉(zhuǎn)換成光信號，從發(fā)送光卡的輸出端發(fā)出。而這一光信號被分光器分成2束與接收到的光信號相同的光信號，其中一束光信號被源主機的接收光卡接收；另外一束光信號被目標(biāo)主機的目標(biāo)光卡接收。

發(fā)送進程將組裝好的數(shù)據(jù)塊通過發(fā)送光卡的輸出端發(fā)送，并檢查來自接收進程的重發(fā)請求。如果沒有重發(fā)請求，則按照上述方法繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)塊；如果收到重發(fā)請求，則重發(fā)這一塊數(shù)據(jù)塊，發(fā)送完重發(fā)的數(shù)據(jù)塊后再繼續(xù)發(fā)送待發(fā)送的其他數(shù)據(jù)塊。在目標(biāo)主機上安裝有光通道網(wǎng)卡，其接受端與分光器的輸出端連接，從而可以收到來自分光器的光信號。這些光信號來自分光器輸入的光信號的分光，所以其內(nèi)容與源主機上發(fā)送光卡的輸出端發(fā)送的內(nèi)容是一致的。目標(biāo)主機上的目標(biāo)接收進程將光通道網(wǎng)卡上接收到的光信號還原為數(shù)據(jù)塊，并組裝成與源端一致的數(shù)據(jù)庫記錄或數(shù)據(jù)文件。

主要功能

單向光閘主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向?qū)嘶驅(qū)С?，根?jù)導(dǎo)入導(dǎo)出的數(shù)據(jù)不同，主要有3種應(yīng)用功能：靜態(tài)文件的單向?qū)恕?shù)據(jù)庫的單向?qū)?、?shù)據(jù)恢復(fù)。

(1)文件單向?qū)雽?dǎo)出

靜態(tài)文件通常是指在物理存儲介質(zhì)(如硬盤、光盤、優(yōu)盤、軟盤等)中創(chuàng)建及使用的文件。這些文件通過FTP、Windows映射等方式可以作為單向光閘導(dǎo)入導(dǎo)出的文件。靜態(tài)文件單向?qū)氲牡湫筒渴饒鼍叭鐖D3所示。

圖3 靜態(tài)文件單向?qū)氲牡湫筒渴?/p>

通過單向光閘能實現(xiàn)以下文件單向傳輸：基于FTP服務(wù)的靜態(tài)文件單向?qū)藢?dǎo)出；基于Windows映射的單向?qū)藢?dǎo)出；文本型數(shù)據(jù)庫文件(如mdb、dbf文件)的單向?qū)雽?dǎo)出。