信息存儲安全現(xiàn)狀、技術(shù)與趨勢

責(zé)任編輯:editor006

作者:楊強浩

2015-06-04 15:08:20

摘自:中國網(wǎng)信網(wǎng)

摘要:本文分析了信息存儲安全在信息安全行業(yè)的重要性,列舉了近年來我國由于信息存儲安全漏洞造成的信息泄漏事件

摘要:本文分析了信息存儲安全在信息安全行業(yè)的重要性,列舉了近年來我國由于信息存儲安全漏洞造成的信息泄漏事件,從法律、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、芯片技術(shù)、加密技術(shù)、身份認(rèn)證技術(shù)等方面論述了我國信息存儲安全的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代社會被稱為“信息社會”,信息技術(shù)滲透到政治、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、服務(wù)領(lǐng)域的所有部門,信息化產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有的比重越來越大。信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和信息基礎(chǔ)設(shè)置建設(shè)水平,是衡量社會現(xiàn)代化的重要指標(biāo)。隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的發(fā)展,社會信息化達(dá)到了前所未有的高度,極大刺激了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。社會信息化程度越高,產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)越多,信息安全的問題就越突出。在享有信息化高速發(fā)展帶來便利和效率的同時,如何有效的保護(hù)信息安全,是擺在政府、企業(yè)、個人面前的共同問題。

多年以來,信息安全行業(yè)主要的著眼點在信息傳輸保護(hù)和攻擊防御方面,產(chǎn)生了防火墻、VPN、IPS、UTM等眾多網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備,但忽視了信息安全的重要領(lǐng)域—信息存儲安全。信息存儲安全在信息儲存的過程和信息生命周期內(nèi),保障信息的真實性、機(jī)密性、完整性、可用性、可靠性、不可抵賴性等特性,是信息安全的主要基礎(chǔ)之一。目前談到信息存儲安全,比較重視信息的完整性、可靠性、可用性,對數(shù)據(jù)備份、容災(zāi)、訪問性能等問題探討較多;對信息的真實性、機(jī)密性、不可抵賴性鮮少涉及,整個信息存儲領(lǐng)域存在很大安全隱患。

常見的信息存儲方式都存在安全風(fēng)險,特別是連接到互聯(lián)網(wǎng)的存儲設(shè)備,通過互聯(lián)網(wǎng),敵對勢力和黑客可以悄聲無息的竊取存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)。常見的信息存儲方式包括:

l以手機(jī)為代表的智能移動終端:保存了電話簿、短信、微信、照片、電子支付密碼等大量隱私信息,手機(jī)已經(jīng)成為人的“第二大腦”。

l以手機(jī)為代表的智能移動終端:保存了電話簿、短信、微信、照片、電子支付密碼等大量隱私信息,手機(jī)已經(jīng)成為人的“第二大腦”。

l個人電腦(PC)和筆記本電腦:保存了個人文件、電子郵件、網(wǎng)絡(luò)銀行證書等重要的個人信息。

l服務(wù)器:保存了單位的賬務(wù)信息、合同、辦公郵件、技術(shù)資料、設(shè)計圖紙、政策文件等,涉及單位運營的各種信息。

l云存儲:隨著云計算、智慧城市的建設(shè),數(shù)據(jù)中心大量使用磁盤陣列設(shè)備或分布式存儲設(shè)備構(gòu)建云存儲,其中保存了政府文件、城市水電管網(wǎng)、高分辨率地圖、銀行交易記錄、電商信息、物流記錄、ERP系統(tǒng)、電子郵件,個人視頻、照片、即時通訊記錄等等無所不包的各類信息。

相比信息傳輸安全,信息存儲安全一旦受到威脅,會導(dǎo)致當(dāng)前和過往的信息均被泄漏,造成的危害更大,關(guān)系到黨政軍、石油、化工、核能、金融、交通、制造、物流、電商、水利等所有行業(yè)的發(fā)展,是我國國家安全整體戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。國內(nèi)外的敵對勢力和黑客組織,已經(jīng)聚焦信息存儲安全,近年來相關(guān)安全事件頻出,僅2015年一季度就發(fā)現(xiàn):

l美國政府可能獲取了約20億部手機(jī)的SIM卡密碼,以及蘋果手機(jī)和云存儲的“后門”,威脅了我國超過10億的手機(jī)用戶,尤其是5.57億智能手機(jī)用戶;

l黑客組織Equation Group,通過硬盤固件后門,竊取硬盤數(shù)據(jù),涉及三星、西數(shù)、希捷、邁拓、東芝、日立等多家著名硬盤公司產(chǎn)品,我國是世界第三大硬盤進(jìn)口國,影響面巨大;

l某電商用戶數(shù)據(jù)泄漏導(dǎo)致用戶被騙,對我國電子商務(wù)行業(yè)的信譽造成重創(chuàng);

l通過攻擊存儲設(shè)備,竊取其中的數(shù)據(jù)庫信息,被黑客稱為“拖庫”。目前我國的地下“拖庫”已經(jīng)形成黑色產(chǎn)業(yè)鏈,年交易值可達(dá)數(shù)十億。

我國政府和企業(yè)已經(jīng)開始認(rèn)識到信息存儲安全的嚴(yán)重形勢,在2014年陸續(xù)出臺多項相關(guān)政策:如關(guān)鍵機(jī)構(gòu)信息化建設(shè)中使用國產(chǎn)IT產(chǎn)品替換國外產(chǎn)品、為政府工作人員配置國產(chǎn)芯片安全手機(jī)等。多個行業(yè)也發(fā)起了“去IOE化”運動,即減少國外品牌的服務(wù)器產(chǎn)品(以IBM為代表)、數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品(以O(shè)racle為代表),信息存儲產(chǎn)品(以EMC為代表)。“去IOE化”導(dǎo)致國產(chǎn)品牌存儲產(chǎn)品市場迅速擴(kuò)大,如華為、宏杉、浪潮等信息存儲產(chǎn)品在2014年都取得了快速的發(fā)展,占據(jù)了大量存儲設(shè)備市場。但我國在存儲產(chǎn)品方面起步較晚,技術(shù)積累不足,產(chǎn)品系列不全,尚不能形成完整的產(chǎn)業(yè)支撐;即使是國產(chǎn)品牌的存儲產(chǎn)品,使用的存儲控制芯片、存儲介質(zhì)等關(guān)鍵部件也仍然是國外產(chǎn)品,安全性不可信任;我國目前還有巨大的國外存儲產(chǎn)品保有量,僅磁盤陣列就超過百萬臺,磁盤數(shù)十億塊。保存在其中的信息,全部遷移到國產(chǎn)品牌設(shè)備,是一項短期不可能完成的任務(wù)。因此“去IOE化”無法從根本上解決信息存儲安全問題。

解決我國信息存儲安全問題,是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要從國家政策法規(guī)、行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈、市場等多方面入手。

一、國家政策法規(guī)

近年來,我國政府越來越重視信息安全問題,將信息安全上升到國家安全的高度。雖然政府已經(jīng)認(rèn)識到信息存儲安全的重要性,但重視程度遠(yuǎn)低于信息傳輸安全和安全行為檢測等領(lǐng)域。我國法律對信息存儲安全保護(hù)的層級比較低,2012年國務(wù)院出臺的《關(guān)于大力推進(jìn)信息化發(fā)展和切實保障信息安全的若干規(guī)定》、2013年工業(yè)和信息化部發(fā)布了《電信和互聯(lián)網(wǎng)用戶個人信息保護(hù)規(guī)定》等文件,信息存儲安全都僅被簡單提及。

信息存儲安全的一個重要法理問題,是信息所屬主體的界定。例如互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)提供免費的軟件、游戲、服務(wù)、硬件、存儲等,過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)屬于誰,成為模糊地帶。電子郵件、網(wǎng)商帳戶、網(wǎng)盤文件等信息,明確可界定為個人所有信息,但網(wǎng)頁瀏覽記錄、搜索記錄、聊天記錄、電子消費記錄等,則無法清晰定義信息所屬主體?;ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)通過對這些信息的分析,從其它渠道獲取商業(yè)收益,支撐“互聯(lián)網(wǎng)免費”,已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)模式,這也是大數(shù)據(jù)分析的行業(yè)基礎(chǔ)。劃分信息的所屬,是信息存儲安全立法的基礎(chǔ)。只有搞清了信息的所屬關(guān)系,才能界定信息存儲保護(hù)的責(zé)任主體,信息使用的范圍,信息竊取行為的定義,以及對濫用信息和竊取信息的處罰。近年來,我國出現(xiàn)了眾多竊取信息事件,很多都存在信息所屬主體不明、責(zé)任不清、缺乏適用法律的問題,導(dǎo)致量刑過輕,起不到震懾作用。

針對個人信息、企業(yè)信息、國家信息等不同層級,制定我國關(guān)于信息保護(hù)的法律,是信息存儲安全的法律和政策基礎(chǔ)。

二、行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

2009年TCG組織(Trusted Computing Group )公布了世界上第一個信息存儲安全的行業(yè)規(guī)范,包括存儲界面交互性、混合加密、企業(yè)級存儲安全子系統(tǒng)三個部分,涉及的設(shè)備從手機(jī)、平板電腦、標(biāo)準(zhǔn)PC、筆記本、數(shù)據(jù)中心驅(qū)動器、服務(wù)器、一直到大型存儲陣列,得到眾多國際存儲設(shè)備廠家的支持。

我國目前尚未制定面向信息存儲安全的國家標(biāo)準(zhǔn),缺乏權(quán)威的國家和行業(yè)測評,各企業(yè)“自說自話”,整個行業(yè)處于無序發(fā)展?fàn)顟B(tài)?!缎畔踩燃壉Wo(hù)測評指南》是少數(shù)提及信息存儲安全的國家標(biāo)準(zhǔn),在“第3級安全控制測評”的數(shù)據(jù)保密性評測要求中,提到“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)、主機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)、鑒別信息和重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用加密或其他保護(hù)措施實現(xiàn)存儲保密性;當(dāng)使用便攜式和移動式設(shè)備時,采用可移動磁盤或加密存儲敏感信息。”但我國信息安全行業(yè)、密碼行業(yè)等相關(guān)測評中心一直缺乏用于評測信息存儲安全產(chǎn)品的國標(biāo)細(xì)則,不能對存儲安全設(shè)備、軟件、服務(wù)進(jìn)行有公信力的評測。多年來“等保”系統(tǒng)在信息存儲安全方面流于形式,或采用不符合我國密碼管理方式和密碼算法的國外產(chǎn)品,嚴(yán)重影響了我國的信息安全系統(tǒng)建設(shè)。

通過借鑒國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我國的密碼體制、密碼算法、安全體制、信息管理體制等特性,建立適用于我國信息存儲安全設(shè)備、軟件、服務(wù)、工程等個各方面的評測、實施國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),是保證信息存儲安全行業(yè)健康有序發(fā)展的必要條件。

我國的信息存儲安全技術(shù)和產(chǎn)品基礎(chǔ)較弱,需要從基礎(chǔ)研發(fā)上擺脫受制于國外的局面。

一、自主可控存儲控制芯片

所有存儲設(shè)備都可以簡化為兩個部分:存儲控制芯片和存儲介質(zhì)。存儲控制芯片控制信息的存入和讀出,是信息存儲安全的關(guān)鍵。保證存儲控制芯片的安全性,就給整個存儲設(shè)備裝上了“防盜門”,即使使用國外品牌的存儲介質(zhì),也可以有效的保護(hù)信息存儲安全。目前發(fā)現(xiàn)的存儲安全事件,絕大部分都和存儲控制芯片的后門相關(guān),存儲控制芯片做到自主可控,是信息存儲安全產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)。

信息存儲安全現(xiàn)狀、技術(shù)與趨勢

目前存儲控制芯片主要廠家有Intel、Samsung、SandForce、Marvell、PMC等歐美日韓廠家。存儲控制芯片種類繁多,市場巨大,設(shè)計難度不足通用CPU的1/10,應(yīng)用環(huán)境較單一,工藝水平要求不高。對于正在追趕國際先進(jìn)水平的中國芯片行業(yè),是非常合適的產(chǎn)品方向。國外存儲控制芯片水平領(lǐng)先中國不到5年的時間,通過國際合作、引進(jìn)吸收的方式,國內(nèi)企業(yè)可以很快實現(xiàn)“彎道超車”。國內(nèi)巨大的存儲安全市場,足夠多家存儲控制芯片廠家實現(xiàn)盈利。如果國家出臺對存儲安全的扶持性政策,可以促進(jìn)存儲控制芯片的迅速發(fā)展,奠定信息存儲安全的基石。2015年杭州華瀾微公司和CETC58所分別發(fā)布了商用和軍用SSD存儲控制芯片,邁出了國產(chǎn)自主可控的第一步。

二、存儲信息加密

對信息進(jìn)行加密后再進(jìn)行存儲,使用時再進(jìn)行解密,是信息存儲最直接的安全手段。保存在存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)均為密文,即使黑客竊取了存儲設(shè)備,也無法解密獲得其中的數(shù)據(jù)。

存儲信息加密有兩種方式:

1、信息源加密,即信息在寫入到存儲設(shè)備前,將信息進(jìn)行加密,再保存到存儲設(shè)備上;使用時先讀出加密信息,進(jìn)行解密后再使用。信息源加密易于實現(xiàn),是較為傳統(tǒng)的存儲安全保護(hù)手段,已經(jīng)成為壓縮軟件(如rar、zip等)的輔助功能。其缺點也非常明顯,信息需要整體解密后才能使用,對于大型文件,解密周期較長,影響了用戶體驗;解密后的信息以臨時文件的方式保存在隱藏目錄中,不用時再刪除,存在文件殘留,易于被黑客竊??;在云計算環(huán)境中,數(shù)據(jù)庫和分布式存儲大量使用,信息源加密消除了信息的段特征,導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的查找等功能失效,無法同時滿足云存儲的安全性和可用性需求。

2、透明存儲加密,即信息在寫入存儲設(shè)備的過程中自動被加密,從存儲設(shè)備讀出的過程中自動被解密。透明存儲加密無需用戶干預(yù),不改變用戶使用習(xí)慣,對信息加密的同時不影響數(shù)據(jù)庫的查找功能,適用于各種單機(jī)存儲系統(tǒng)和云計算存儲系統(tǒng),是目前最適用的存儲加密技術(shù)。

透明存儲加密已經(jīng)做為標(biāo)配,嵌入到Oracle數(shù)據(jù)庫軟件中,通過簡單的配置就可以實現(xiàn)Oracle數(shù)據(jù)庫的存儲透明加密。但由于Oracle數(shù)據(jù)庫使用的加密體制和算法,不符合我國密碼管理的要求,在我國政府和關(guān)鍵行業(yè)都無法確認(rèn)其安全性。國內(nèi)的軟件加密廠商按照這一思路,推出軟件透明加密產(chǎn)品,包括數(shù)據(jù)庫加密存儲和文件加密存儲等。由于操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫軟件均為國外產(chǎn)品,軟件透明加密只能做為一種應(yīng)用運行,不能防御操作系統(tǒng)漏洞和數(shù)據(jù)庫軟件后門,安全性不高。軟件透明加密占用CPU資源,在備份加密時需要關(guān)閉壓縮功能,耗費更多的存儲容量,增加備份時間,實用性受到一定影響。

國內(nèi)的信息安全設(shè)備廠商,采取另一種更安全和高效的方式:在存儲設(shè)備前加裝透明存儲加密設(shè)備,可以防御黑客通過存儲設(shè)備后門,竊取其中保存的信息,對保存在國外存儲設(shè)備中的信息進(jìn)行加密加固,有效的提高了存儲系統(tǒng)的安全性。透明存儲加密設(shè)備是獨立于存儲設(shè)備和服務(wù)器的獨立設(shè)備,不受操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序的影響,不會因為操作系統(tǒng)漏洞和存儲設(shè)備后門降低安全性,可以較為容易的做到自主可控,安全性可信任。透明存儲加密設(shè)備具有強大的負(fù)載能力,可以保護(hù)生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)安全和備份、容災(zāi)過程中的整體信息安全,同時也保證了整個存儲系統(tǒng)的使用性能不會明顯下降,是較為理想的信息存儲安全解決手段。2015年國內(nèi)企業(yè)陸續(xù)推出了符合我國密碼標(biāo)準(zhǔn)的透明存儲加密設(shè)備,如龍騰融智、中科芯、衛(wèi)士通、中航微電子、興唐、數(shù)盾等,有力的支撐了信息存儲安全市場,可以預(yù)見,未來有更多的企業(yè)會加入這一陣營。

三、身份認(rèn)證和訪問控制

身份認(rèn)證和訪問控制是信息安全行業(yè)常用的安全手段,也是信息存儲安全非常重要的一環(huán)。對于數(shù)據(jù)中心、企業(yè)服務(wù)器等專用存儲環(huán)境,具有專職的管理人員,通過數(shù)字證書、安全管理服務(wù)器、防火墻等手段,雖然存儲安全問題仍然很嚴(yán)重,但尚有一定的安全性。問題更加嚴(yán)重的是個人存儲環(huán)境和通用存儲環(huán)境,如個人手機(jī)存儲、個人硬盤存儲、云盤存儲等。這類存儲大部分僅靠口令進(jìn)行保護(hù),安全性很低。2015年爆出IPhone手機(jī)的開機(jī)口令可以在很短時間內(nèi)破解,打破了蘋果的安全神話。某些手機(jī)應(yīng)用軟件,連口令也不需要,信息完全處于無保護(hù)的狀態(tài)。例如某電子商務(wù)企業(yè)的小額支付免密碼,就給用戶帶來巨大的安全隱患。

近年來,結(jié)合生物密碼的身份認(rèn)證技術(shù),成為信息存儲安全一種重要的身份識別方式,生物密碼包括生理特征密碼和行為特征密碼。通過使用者的生理特征,如指紋、掌紋、虹膜、面像等進(jìn)行身份認(rèn)證和訪問控制,已經(jīng)形成較大的市場;通過使用者的行為特征,如叩擊節(jié)奏、聲紋、筆跡等,做為身份識別的輔助手段,剛剛進(jìn)入實用階段?;谛袨樘卣鞯纳矸葑R別和訪問控制,具有更強的安全性和隱蔽性,可以提高個人信息存儲的安全。例如在輸入口令時,不但要檢測口令的正確性,還要檢測輸入的節(jié)奏,即口令各數(shù)字和字符輸入的間隔時間,可以有效的避免對口令進(jìn)行暴力破解,解決困擾電商、網(wǎng)購、小額金融等行業(yè)多年的安全問題。我國信息安全行業(yè)在使用行為特征保護(hù)信息存儲安全方面剛剛起步,目前尚未出現(xiàn)領(lǐng)軍企業(yè)。

信息存儲安全是信息化社會發(fā)展到現(xiàn)階段凸顯的新型信息安全方向,是影響我國國家安全和國計民生的重要領(lǐng)域。目前我國政府、企業(yè)、個人對信息存儲安全重視程度不足,配套資源較少;信息安全企業(yè)在存儲安全方面涉足較淺,產(chǎn)業(yè)成熟度低,與我國龐大的存儲使用量不相匹配??梢灶A(yù)見,在未來幾年,涉及信息存儲安全的事件將頻發(fā)。我國政府和信息安全企業(yè)需要盡快重視信息存儲安全問題,加大相關(guān)投入,保障我國信息化建設(shè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

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