云计算概念与威胁分析

云计算概念

  • 服务模式转变：类比从自购发电机到国家电网供电，从自打水井到自来水公司供水，云计算实现了从购买硬件设备到购买IT服务的转变。
  • 核心特征：中小型企业无需自购网络设备和服务器，直接通过云服务商获取计算资源（如云服务器、云存储），按需付费使用。

云计算服务类型

  • IaaS（基础设施即服务）：
    • 典型服务：云主机、云存储、虚拟防火墙
    • 特点：替代传统硬件设备采购，如阿里云ECS实例
  • PaaS（平台即服务）：
    • 开发平台：Google App Engine、亚马逊SDB数据库服务
  • SaaS（软件即服务）：
    • 商业模式：按账号授权收费（如Zoom视频会议账号、Salesforce CRM系统）
    • 优势：免去本地软件部署维护，典型应用如Google Docs在线文档

云计算四大特征

  • 服务化交付：IT资源以服务形式提供，本质是卖服务而非硬件产品。
  • 多租户共享：单台物理服务器虚拟多个VM（通常20个左右），存在安全隔离需求。
  • 弹性扩展：资源配置可动态调整（如8G→32G内存），避免传统服务器升级需关机插内存条的风险。
  • 按需付费：支持包月制或按流量计费（如视频网站带宽消耗），实际应用最广的是IaaS服务。

云计算四种部署模式

  • 私有云：组织自建自用（如企业内网云平台），适合敏感数据。
  • 公有云：商业化服务（阿里云/腾讯云）
  • 社区云：行业共享平台（如金融云、政法云），多个组织共用基础设施。
  • 混合云：组合部署模式（敏感数据放私有云+网站放公有云）

"端-管-云"安全威胁分析

云端安全威胁

  • 终端风险：弱口令导致账号劫持、终端平台漏洞被利用（需安装杀毒软件）等。
  • 本质问题：与传统终端安全无异，重点在于访问云服务的终端设备防护。

云“管”安全威胁

  • 传输风险：网络监听、数据泄露、中间人攻击、DDoS等，实质是常规网络安全威胁在云环境中的再现。

云计算平台安全威胁

  • 物理集中风险：资源集中化导致单点故障影响面扩大（如整机房宕机）。
  • 服务透明性：用户无法掌握底层细节，完全依赖云商安全管理。
  • 僵尸网络威胁：攻击者利用VM漏洞构建僵尸网络，危害呈指数级放大。
  • 运维风险：云商内部人员违规操作可能导致大规模数据泄露（如跑路事件）。
  • 数据残留：存储空间回收不彻底导致跨租户数据泄露，敏感数据建议不上公有云。
  • 过度依赖：跨云平台迁移困难，存在"免费上云→高价续费"的商业陷阱。
  • 共享技术漏洞：多租户环境下隔离失效引发的横向渗透风险。
  • 滥用云服务：租用计算资源发动攻击。
  • 服务中断：网络故障直接影响云桌面等依赖网络的服务可用性。
  • API攻击：通过不安全接口实施密钥窃取、数据注入等攻击。
  • 跨境存储风险：数据实际存储位置不可控可能导致合规问题。

云计算安全要求

传统计算平台安全概述

  • 基础要素：包括物理和环境安全、网络和通信安全、设备和计算安全、数据安全和应用安全五大方面
  • 等保对应：与等保1.0技术要求类似，等保2.0演变为"一个中心三重防护"架构（安全管理中心+网络通信防护+计算环境防护+边界防护+物理环境）

云计算新增安全需求

  • 核心差异：
    • 多租户隔离：通过虚拟机实现租户间逻辑隔离
    • 虚拟资源安全：涵盖虚拟机、虚拟存储、虚拟防火墙（如vFW）等软件定义资源
    • 合规要求：需满足内容审查、数据主权等政策法规
    • 可信托管：云服务商需具备资质认证（如等保三级）、技术实力和明确责任划分

云计算安全运维要求

  • 能力要求：运维人员需持有CCIE/HCIE等高级认证，持续学习信息安全新知识（如考取CISP）
  • 业务保障：需建立业务连续性管理（BCM）体系，包含灾备、容灾等方案

云计算服务安全需求

“端-管-云”

云端安全需求分析

  • 终端防护：
    • 身份鉴别：多因素认证（MFA）机制
    • 访问控制：基于属性的访问控制（ABAC）策略
    • 客户端安全：防范木马植入（如云桌面客户端安全检查）
    • 浏览器安全：HTTPS强制加密、防网页挂马措施

网络安全通信安全需求分析

  • 通信保障：
    • 认证加密：PKI体系下的双向认证、密钥分发（如Diffie-Hellman）
    • 通道保护：IPSec VPN/SSL VPN隧道加密
    • 边界防护：下一代防火墙（NGFW）部署
    • 抗攻击：DDoS防护（如流量清洗）

云计算平台安全需求分析

  • 分层防护：
    • 基础设施层：物理安全（如生物识别门禁）+主机安全（如HIDS）
    • 虚拟化层：Hypervisor安全加固+虚拟机逃逸防护
    • 数据层：透明加密（TDE）+细粒度访问控制
    • 特色需求：多租户隔离需结合网络微隔离（Micro-segmentation）技术

云计算隐私保护需求

  • 数据采集：
    • 明示同意：需用户主动勾选隐私协议（如云服务购买流程）
    • 最小化原则：仅收集业务必需的个人信息
  • 数据传输：强制TLS1.2+加密，敏感字段额外加密（如银行卡号）
  • 数据存储：
    • 加密存储：采用AES-256等强加密算法
    • 访问控制：RBAC+动态令牌二次认证
  • 数据使用：
    • 权限管控：实施特权账号管理（PAM）系统
    • 行为审计：数据库操作全量日志记录
  • 数据维护：
    • 生命周期：建立数据自动归档销毁机制
    • 合规要求：满足《个人信息保护法》存储期限规定
  • 事件响应：
    • 应急预案：72小时漏洞修复SLA
    • 泄露处置：包含通知监管机构和受影响用户的标准化流程

云计算安全保护机制

云计算安全等级保护框架

  • 基础设施要求：必须保证云计算基础设施位于中国境内

  • 框架原则：围绕**“一中心，三重防护”**构建，其中：

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    • 一个中心：安全管理中心（SOC/SAMP/态势感知系统）
    • 三重防护：
      • 安全计算环境（终端/服务器）
      • 安全区域边界（不同服务器区域间的隔离）
      • 安全通信网络（数据加密传输）

云计算安全防护

  • 物理和环境安全：
    • 包含11项具体措施：物理位置选择、物理访问控制（门禁/机柜锁）、防盗窃破坏、防雷击、防火、防水防潮、防静电、温湿度控制、电力供应（UPS/多路电源）、电磁防护
  • 网络和通信安全：
    • 8大措施：网络架构（多链路冗余）、通信传输加密、边界防护、访问控制、入侵防范、恶意代码防范、安全审计、集中管控
  • 设备和计算安全：
    • 7项核心：身份鉴别、访问控制（权限分级）、安全审计（操作记录）、入侵防范、恶意代码防范、资源控制、镜像快照保护
  • 应用和数据安全：
    • 11个要点：除基础认证审计外，重点包括数据备份恢复（关键措施）、剩余信息保护（内存数据清除）、个人信息保护

常见云计算网络安全机制

  • 身份鉴别认证：
    • 用户名/口令+强制密码策略（大小写/特殊字符/数字组合）
    • 多因子认证（如手机验证码）
    • 加密基础：Kerberos使用DES算法
  • 数据完整性：
    • 数字签名是重要措施
  • 访问控制机制：要在一定的安全规则下经过授权才能保证安全使用
  • 入侵防范机制
    • 部署IDS/IPS防范已知的漏洞
    • 沙箱系统检测0Day
    • 部署抗拒绝服务攻击安全措施
  • 安全审查机制：对安全日志进行集中管理，方便事后分析。
  • 云操作系统安全：
    • 主流基于OpenStack开发
    • 安全增强措施：热补丁修复、恶意程序检测

云计算安全管理与运维

安全管理组织类型

  • 制度管理：
    • 安全策略制定（如巡检周期、漏扫频率）
    • 制度上墙公示的标准化要求
  • 人员管理：
    • 岗位设置与人员配备
    • 离岗人员账号清理（防止内部威胁）
    • 安全意识教育与培训
  • 对象管理：
    • 全生命周期管控：从系统定级备案到供应链管理
    • 重点环节：外包软件开发监管、云服务商选择

安全管理类型

  • 运维管理四维度：
    • 环境与资产管理（温度/湿度监控，资产分类登记）
    • 漏洞检查与风险分析（定期漏扫+补丁修复）
    • 设备及策略维护（防火墙/IDS日志审查）
    • 安全监测（IDS/流量探针/态势感知系统）

云计算安全运维的安全措施

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