刘梦夏的回答：一、访问控制技术 （一）主体、客体和访问授权 访问控制涉及到三个基本概念，即主体、客体和访问授权。 主体：是一个主动的实体，它包括用户、用户组、终端、主机或一个应用，主体可以访问客体。 客体：是一个被动的实体，对客体的访问要受控。它可以是一个字节、字段、记录、程序、文件，或者是一个处理器、存贮器、网络接点等。 授权访问：指主体访问客体的允许，授权访问对每一对主体和客体来说是给定的。例如，授权访问有读写、执行，读写客体是直接进行的，而执行是搜索文件、执行文件。对用户的访问授权是由系统的安全策略决定的。 在—个访问控制系统中，区别主体与客体很重要。首先由主体发起访问客体的操作，该操作根据系统的授权或被允许或被拒绝。另外，主体与客体的关系是相对的，当一个主体受到另一主体的访问，成为访问目标时，该主体便成为了客体。 （二）访问控制策略 访问控制通常有三种策略： 自主访问控制（DiscretionaryAccessControl）； 强制访问控制（MandatoryAccessControl）； 基于角色的访问控制（Ro1e-BasedAccessControl）。 各种访问控制策略之间并不相互排斥，现存计算机系统中通常都是多种访问控制策略并存，系统管理员能够对安全策略进行配置使其达到安全政策的要求。 1、自主访问控制（DAC） 自主访问控制，又称为随意访问控制，根据用户的身份及允许访问权限决定其访问操作，只要用户身份被确认后，即可根据访问控制表上赋予该用户的权限进行限制性用户访问。使用这种控制方法，用户或应用可任意在系统中规定谁可以访问它们的资源，这样，用户或用户进程就可有选择地与其他用户共享资源。它是一种对单独用户执行访问控制的过程和措施。 由于DAC对用户提供灵活和易行的数据访问方式，能够适用于许多的系统环境，所以DAC被大量采用、尤其在商业和工业环境的应用上。然而，DAC提供的安全保护容易被非法用户绕过而获得访问。例如，若某用户A有权访问文件F，而用户B无权访问F，则一旦A获取F后再传送给B，则B也可访问F，其原因是在自由访问策略中，用户在获得文件的访问后，并没有限制对该文件信息的操作，即并没有控制数据信息的分发。所以DAC提供的安全性还相对较低，不能够对系统资源提供充分的保护，不能抵御特洛伊木马的攻击。 2、强制访问控制（MAC） 与DAC相比，强制访问控制提供的访问控制机制无法绕过。在强制访问控制中，每个用户及文件都被赋予一定的安全级别，用户不能改变自身或任何客体的安全级别，即不允许单个用户确定访问权限，只有系统管理员可以确定用户和组的访问权限。系统通过比较用户和访问的文件的安全级别来决定用户是否可以访问该文件。此外，强制访问控制不允许一个进程生成共享文件，从而访止进程通过共享文件将信息从一个进程传到另一进程。MAC可通过使用敏感标签对所有用户和资源强制执行安全策略，即实行强制访问控制。安全级别一般有四级：绝密级（TopSecret），秘密级（Secret），机密级（Confidential）反无级别级（Unclassified），其中T＞S＞C＞U。 则用户与访问的信息的读写关系将有四种，即： 下读（readdown）：用户级别人于文件级别的读操作。 上写（writeup）：用户级别低于文件级别的写操作。 下写（writedown）：用户级别大于文件级别的写操作。 上读（readup）：用户级别低于文件级别的读操作。 上述读写方式都保证了信息流的单向性，显然上读—下写方式保证了数据的完整性（integrity），上写—下读方式则保证了信息的秘密性。 3、角色访问控制（RBAC） 角色访问策略是根据用户在系统里表现的活动性质而定的，活动性质表明用户充当一定的角色，用户访问系统时，系统必须先检查用户的角色。一个用户可以充当多个角色、一个角色也可以由多个用户担任。角色访问策略具有以下优点： 便于授权管理，如系统管理员需要修改系统设置等内容时，必须有几个不同角色的用户到场方能操作，从而保证了安全性； 便于根据工作需要分级，如企业财务部门与非财力部门的员工对企业财务的访问权就可由财务人员这个角色来区分； 便于赋予最小特权，如即使用户被赋予高级身份时也未必一定要使用，以便减少损失。只有必要时方能拥有特权； 便于任务分担，不同的角色完成不同的任务； 便于文件分级管理，文件本身也可分为个同的角色，如信件、账单等，由不同角色的用户拥有。 角色访问策略是一种有效而灵活的安全措施。通过定义模型各个部分，可以实现DAC和MAC所要求的控制策略，目前这方面的研究及应用还处在实验探索阶段。GeorgeMason大学在这方面处于领先地位，现在已经设计出了没有root的UNIX系统管理、没有集中控制的Web服务器管理等机制。 （三）访问控制机制 访问控制机制是为检测和防止系统中的未经授权访问，对资源予以保护所采取的软硬件措施和一系列管理措施等。访问控制一般是在操作系统的控制下，按照事先确定的规则决定是否允许主体访问客体，它贯穿于系统工作的全过程，是在文件系统中广泛应用的安全防护方法。 访问控制矩阵（AccessContro1Matrix）是最初实现访问控制机制的概念模型，它利用二维矩阵规定了任意主体和任意客体间的访问权限。中矩阵中的行代表主体的访问权限属性，矩阵中的列代表客体的访问权限属性，矩阵中的每—格表示所在行的主体对所在列的客体的访问授权。访问控制的任务就是确保系统的操作是按照访问控制矩阵授权的访问来执行的，它是通过引用监控器协调客体对主体的每次访问而实现，这种方法清晰的实现认证与访问控制的相互分离。File1File2File3 JohnOwnRWOwnRW AliceROwnRWW BobRWR 图3访问控制矩阵 在较大的系统中，访问控制矩阵将变得非常巨大，而且矩阵中的许多格可能都为空，造成很大的存储空间浪费，因此在实际应用小，访问控制很少利用矩阵方式实现。下面，我们将讨论在实际应用中访问控制的几种常用方法。 1、访问控制表（AccessControlLists，ACLs） 访问控制表ACLs是以文件为中心建立访问权限表，如图3所示。表中登记了该文件的访问用户名及访问权隶属关系。利用访问控制表，能够很容易的判断出对于特定客体的授权访问，哪些主体可以访问并有哪些访问权限。同样很容易撤消特定客体的授权访问，只要把该客体的访问控制表置为空。 出于访问控制表的简单、实用，虽然在查询特定卞体能够访问的客体时，需要遍历查询所有客体的访问控制表，它仍然是一种成熟且有效的访问控制实现方法，许多通用的操作系统使用访问控制表来提供访问控制服务。例如Unix和VMS系统利用访问控制表的简略方式，允许以少量工作组的形式实现访问控制表，而不允许单个的个体出现，这样可以便访问控制表很小而能够用几位就可以和文件存储在一起。另一种复杂的访问控制表应用是利用一些访问控制包，通过它制定复杂的访问规则限制何时和如何进行访问，而且这些规则根据用户名和其他用户属性的定义进行单个用户的匹配应用。2、能力关系表（CapabilitiesLists） 能力关系表与ACL相反，是以用户为中心建立访问权限表，表中规定了该用户可访问的文件名及访问权限，如图5。 利用能力关系表可以很方便查询一个主体的所有授权访问。相反，检索具有授权访问特定客体的所有主体，则需要遍历所有主体的能力关系表。从70年代起，开始开发基于能力关系表实现访问控制的计算机系统、但是没有获得商业上火墙的定义 所谓防火墙指的是一个有软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障.是一种获取安全性方法的形象说法，它是一种计算机硬件和软件的结合，使Internet与Intranet之间建立起一个安全网关（SecurityGateway），从而保护内部网免受非法用户的侵入，防火墙主要由服务访问政策、验证工具、包过滤和应用网关4个部分组成， 防火墙就是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件或硬件(其中硬件防火墙用的很少只有国防部等地才用,因为它价格昂贵)。该计算机流入流出的所有网络通信均要经过此防火墙。 防火墙的功能 防火墙对流经它的网络通信进行扫描，这样能够过滤掉一些攻击，以免其在目标计算机上被执行。防火墙还可以关闭不使用的端口。而且它还能禁止特定端口的流出通信，封锁特洛伊木马。最后，它可以禁止来自特殊站点的访问，从而防止来自不明入侵者的所有通信。 为什么使用防火墙? 防火墙具有很好的保护作用。入侵者必须首先穿越防火墙的安全防线，才能接触目标计算机。你可以将防火墙配置成许多不同保护级别。高级别的保护可能会禁止一些服务，如视频流等，但至少这是你自己的保护选择。 防火墙的类型 防火墙有不同类型。一个防火墙可以是硬件自身的一部分，你可以将因特网连接和计算机都插入其中。防火墙也可以在一个独立的机器上运行，该机器作为它背后网络中所有计算机的代理和防火墙。最后，直接连在因特网的机器可以使用个人防火墙。 防火墙的概念 当然，既然打算由浅入深的来了解，就要先看看防火墙的概念了。防火墙是汽车中一个部件的名称。在汽车中，利用防火墙把乘客和引擎隔开，以便汽车引擎一旦著火，防火墙不但能保护乘客安全，而同时还能让司机继续控制引擎。再电脑术语中，当然就不是这个意思了，我们可以类比来理解，在网络中，所谓“防火墙”，是指一种将内部网和公众访问网(如Internet)分开的方法，它实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络。换句话说，如果不通过防火墙，公司内部的人就无法访问Internet，Internet上的人也无法和公司内部的人进行通信。 防火墙的功能 防火墙是网络安全的屏障：一个防火墙（作为阻塞点、控制点）能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。由于只有经过精心选择的应用协议才能通过防火墙，所以网络环境变得更安全。如防火墙可以禁止诸如众所周知的不安全的NFS协议进出受保护网络，这样外部的攻击者就不可能利用这些脆弱的协议来攻击内部网络。防火墙同时可以保护网络免受基于路由的攻击，如IP选项中的源路由攻击和ICMP重定向中的重定向路径。防火墙应该可以拒绝所有以上类型攻击的报文并通知防火墙管理员。防火墙可以强化网络安全策略：通过以防火墙为中心的安全方案配置，能将所有安全软件（如口令、加密、身份认证、审计等）配置在防火墙上。与将网络安全问题分散到各个主机上相比，防火墙的集中安全管理更经济。例如在网络访问时，一次一密口令系统和其它的身份认证系统完全可以不必分散在各个主机上，而集中在防火墙一身上。对网络存取和访问进行监控审计：如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并作出日志记录，同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时，防火墙能进行适当的报警，并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。另外，收集一个网络的使用和误用情况也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墙是否能够抵挡攻击者的探测和攻击，并且清楚防火墙的控制是否充足。而网络使用统计对网络需求分析和威胁分析等而言也是非常重要的。防止内部信息的外泄：通过利用防火墙对内部网络的划分，可实现内部网重点网段的隔离，从而限制了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。再者，隐私是内部网络非常关心的问题，一个内部网络中不引人注意的细节可能包含了有关安全的线索而引起外部攻击者的兴趣，甚至因此而暴漏了内部网络的某些安全漏洞。使用防火墙就可以隐蔽那些透漏内部细节如Finger，DNS等服务。Finger显示了主机的所有用户的注册名、真名，最后登录时间和使用shell类型等。但是Finger显示的信息非常容易被攻击者所获悉。攻击者可以知道一个系统使用的频繁程度，这个系统是否有用户正在连线上网，这个系统是否在被攻击时引起注意等等。防火墙可以同样阻塞有关内部网络中的DNS信息，这样一台主机的域名和IP地址就不会被外界所了解。除了安全作用，防火墙还支持具有Internet服务特性的企业内部网络技术体系VPN（虚拟专用网）。防火墙的英文名为“FireWall”，它是目前一种最重要的网络防护设备。从专业角度讲，防火墙是位于两个(或多个)网络间，实施网络之间访问控制的一组组件集合。防火墙在网络中经常是以下图所示的两种图标出现的。左边那个图标非常形象，真正像一堵墙一样。而右边那个图标则是从防火墙的过滤机制来形象化的，在图标中有一个二极管图标。而二极管我们知道，它具有单向导电性，这样也就形象地说明了防火墙具有单向导通性。这看起来与现在防火墙过滤机制有些矛盾，不过它却完全体现了防火墙初期的设计思想，同时也在相当大程度上体现了当前防火墙的过滤机制。因为防火最初的设计思想是对内部网络总是信任的，而对外部网络却总是不信任的，所以最初的防火墙是只对外部进来的通信进行过滤，而对内部网络用户发出的通信不作限制。当然目前的防火墙在过滤机制上有所改变，不仅对外部网络发出的通信连接要进行过滤，对内部网络用户发出的部分连接请求和数据包同样需要过滤，但防火墙仍只对符合安全策略的通信通过，也可以说具有“单向导通”性。防火墙的本义是指古代构筑和使用木制结构房屋的时候，为防止火灾的发生和蔓延，人们将坚固的石块堆砌在房屋周围作为屏障，这种防护构筑物就被称之为“防火墙”。其实与防火墙一起起作用的就是“门”。如果没有门，各房间的人如何沟通呢，这些房间的人又如何进去呢？当火灾发生时，这些人又如何逃离现场呢？这个门就相当于我们这里所讲的防火墙的“安全策略”，所以在此我们所说的防火墙实际并不是一堵实心墙，而是带有一些小孔的墙。这些小孔就是用来留给那些允许进行的通信，在这些小孔中安装了过滤机制，也就是上面所介绍的“单向导通性”。我们通常所说的网络防火墙是借鉴了古代真正用于防火的防火墙的喻义，它指的是隔离在本地网络与外界网络之间的一道防御系统。防火可以使企业内部局域网（LAN）网络与Internet之间或者与其他外部网络互相隔离、限制网络互访用来保护内部网络。典型的防火墙具有以下三个方面的基本特性：（一）内部网络和外部网络之间的所有网络数据流都必须经过防火墙这是防火墙所处网络位置特性，同时也是一个前提。因为只有当防火墙是内、外部网络之间通信的唯一通道，才可以全面、有效地保护企业网部网络不受侵害。根据美国国家安全局制定的《信息保障技术框架》，防火墙适用于用户网络系统的边界，属于用户网络边界的安全保护设备。所谓网络边界即是采用不同安全策略的两个网络连接处，比如用户网络和互联网之间连接、和其它业务往来单位的网络连接、用户内部网络不同部门之间的连接等。防火墙的目的就是在网络连接之间建立一个安全控制点，通过允许、拒绝或重新定向经过防火墙的数据流，实现对进、出内部网络的服务和访问的审计和控制。典型的防火墙体系网络结构如下图所示。从图中可以看出，防火墙的一端连接企事业单位内部的局域网，而另一端则连接着互联网。所有的内、外部网络之间的通信都要经过防火墙。（二）只有符合安全策略的数据流才能通过防火墙防火墙最基本的功能是确保网络流量的合法性，并在此前提下将网络的流量快速的从一条链路转发到另外的链路上去。从最早的防火墙模型开始谈起，原始的防火墙是一台“双穴主机”，即具备两个网络接口，同时拥有两个网络层地址。防火墙将网络上的流量通过相应的网络接口接收上来，按照OSI协议栈的七层结构顺序上传，在适当的协议层进行访问规则和安全审查，然后将符合通过条件的报文从相应的网络接口送出，而对于那些不符合通过条件的报文则予以阻断。因此，从这个角度上来说，防火墙是一个类似于桥接或路由器的、多端口的（网络接口>=2）转发设备，它跨接于多个分离的物理网段之间，并在报文转发过程之中完成对报文的审查工作。如下图：（三）防火墙自身应具有非常强的抗攻击免疫力这是防火墙之所以能担当企业内部网络安全防护重任的先决条件。防火墙处于网络边缘，它就像一个边界卫士一样，每时每刻都要面对黑客的入侵，这样就要求防火墙自身要具有非常强的抗击入侵本领。它之所以具有这么强的本领防火墙操作系统本身是关键，只有自身具有完整信任关系的操作系统才可以谈论系统的安全性。其次就是防火墙自身具有非常低的服务功能，除了专门的防火墙嵌入系统外，再没有其它应用程序在防火墙上运行。当然这些安全性也只能说是相对的。目前国内的防火墙几乎被国外的品牌占据了一半的市场，国外品牌的优势主要是在技术和知名度上比国内产品高。而国内防火墙厂商对国内用户了解更加透彻，价格上也更具有优势。防火墙产品中，国外主流厂商为思科（Cisco）、CheckPoint、NetScreen等，国内主流厂商为东软、天融信、联想、方正等，它们都提供不同级别的防火墙产品。 防火墙的硬件体系结构曾经历过通用CPU架构、ASIC架构和网络处理器架构，他们各自的特点分别如下： 通用CPU架构 通用CPU架构最常见的是基于IntelX86架构的防火墙，在百兆防火墙中IntelX86架构的硬件以其高灵活性和扩展性一直受到防火墙厂商的青睐；由于采用了PCI总线接口，IntelX86架构的硬件虽然理论上能达到2Gbps的吞吐量甚至更高，但是在实际应用中，尤其是在小包情况下，远远达不到标称性能，通用CPU的处理能力也很有限。 国内安全设备主要采用的就是基于X86的通用CPU架构。 ASIC架构 ASIC（applicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路）技术是国外高端网络设备几年前广泛采用的技术。由于采用了硬件转发模式、多总线技术、数据层面与控制层面分离等技术，ASIC架构防火墙解决了带宽容量和性能不足的问题，稳定性也得到了很好的保证。 ASIC技术的性能优势主要体现在网络层转发上，而对于需要强大计算能力的应用层数据的处理则不占优势，而且面对频繁变异的应用安全问题，其灵活性和扩展性也难以满足要求。 由于该技术有较高的技术和资金门槛，主要是国内外知名厂商在采用，国外主要代表厂商是Netscreen，国内主要代表厂商为天融信。 网络处理器架构 由于网络处理器所使用的微码编写有一定技术难度，难以实现产品的最优性能，因此网络处理器架构的防火墙产品难以占有大量的市场份额。 随着网络处理器的主要供应商Intel,Broadcom,IBM等相继出售其网络处理器业务，目前该技术在网络安全产品中的应用已经走到了尽头。 |
