基于J2EE的网络安全防御系统设计

邓惠俊

(万博科技职业学院 计算机科学技术系,合肥 230031)



基于J2EE的网络安全防御系统设计

邓惠俊

(万博科技职业学院 计算机科学技术系,合肥 230031)

网络安全面临着攻击渠道多、潜伏周期长、防御规则配置复杂等问题,论文提出一种基于J2EE的网络安全防御系统.该系统采用原型化方法导出了系统逻辑业务功能,采用J2EE框架实现了一种界面式的网络安全防御系统,提高了网络安全管理的便捷性和交互性,保护网络安全性能.

网络安全;J2EE;JavaBean;主动防御

0 引 言

随着云计算、大数据技术、网络通信技术的发展,计算机网络为电子商务、电子政务、金融银行、机械生产等提供通信传输服务.在为人们提供工作、生活和学习便利的同时,也带来了潜在的威胁[1].计算机网络已经成为黑客、木马和病毒攻击的主要对象.威胁随着计算机技术的提升, 这些攻击能力更强,隐藏时间长、破坏范围广.为了保证网络安全运行,需要构建主动网络安全防御系统,动态配置网络安全防御策略.基于J2EE技术、J2EE、Tomcat服务器、MySQL数据库和Java程序设计技术实现了一个功能完善的网络安全防御系统,提高了网络安全管理策略配置的便捷性,进一步提升网络安全管理能力,保证信息化运营环境的安全性.

1 网络安全管理面临的现状

网络运行过程中,由于许多网络用户非计算机专业人员,因此在操作管理系统、使用计算机时不规范.如果一台终端或服务器感染了计算机病毒、木马,在很短的时间内将扩散到其他终端和服务器中,感染其他终端系统,导致系统服务器无法正常使用[2].目前,网络安全管理面临着多样化、智能化的现状.随着网络黑客技术的快速普及,网络攻击和威胁不仅仅来源于黑客、病毒和木马,传播渠道不仅仅局限于计算机,随着移动互联网、光纤网络的兴起和应用,网络安全威胁通过Ipad、iPhone、三星S6、华为Mate7等智能终端进行传播,传播渠道更加多样化[3].随着移动计算、云计算和分布式计算技术的快速发展,网络黑客制作的木马和病毒隐藏周期更长,破坏的范围更加广泛,安全威胁日趋智能化,给政企单位信息化系统带来的安全威胁更加严重,非常容易导致网络安全数据资料丢失[4].

图1 网络安全防御系统功能结构图

2 网络安全防御系统功能分析

为了能够更好地导出系统逻辑业务功能,系统需求分析过程中详细地对网络安全管理的管理员、用户和防御人员进行调研和分析.使用原型化方法和结构化需求分析技术导出系统的逻辑业务功能,分别是系统配置管理功能、用户管理功能、安全策略管理功能、网络状态监控管理功能、网络运行日志管理功能、网络运行报表管理功能等六个部分.

(1)网络安全管理系统配置管理功能分析

通过对网络安全管理系统操作人员进行调研和分析,导出了系统配置管理功能的业务功能.系统配置管理功能主要包括七个关键功能:系统用户信息配置管理功能、网络模式配置、网络管理参数配置、网络管理对象配置、辅助工具配置、备份与恢复配置和系统注册与升级等.

(2)用户管理功能分析

用户管理功能主要包括人员、组织、机器等分析.主要功能包括三个方面:组织管理、自动分组和认证配置.组织管理功能可以对网络中的设备进行组织和管理,按照账号管理、机器管理等进行操作;自动分组可以根据用户搜索的设备的具体情况改善机器的搜索范围,添加到机器列表中,并且可以对其进行重新分组管理;认证配置可以根据终端机器的登录模式进行认证管理.

(3)安全策略管理功能分析

网络安全管理策略是网络安全防御的关键内容,需要根据网络安全防御的关键内容设置网络访问的黑白名单、应用封堵、流量封堵、行为审计、内容审计、策略分配等功能.

(4)网络状态监控管理功能分析

网络运行管理过程中,需要时刻的监控网络的运行管理状态,具体的网络运行管理的状态主要包括三个方面:系统运行状态、网络活动状态、流量监控状态.

(5)网络运行日志管理功能分析

网络运行管理过程中,网络运行日志管理可以分析网络运行操作的主要信息,日志管理主要包括以下几个方面:内容日志管理、报警日志管理、封堵日志管理、系统操作日志管理.

(6)网络运行报表管理功能分析

网络运行过程中,为了能够实现网络安全管理的统计分析,可以采用网络安全报表管理模式,以便能够统计分析接入到网络中的各种软硬件设备和系统的运行情况,网络运行报表管理主要包括两个方面的功能:统计报表和报表订阅.

3 网络安全防御系统设计

3.1 系统服务器设计

网络安全防御系统部署与运行过程中,其采用B/S体系架构,是一个功能较为完善的分布式管理系统.因此,结合系统采用的架构,本文对系统服务器进行了设计,以便能够更好地部署相关的网络软硬件环境[5].网络拓扑结构部署的内容主要包括动态内容和静态内容两种模式,系统软硬件平台部署策略也分为两种,分别是静态系统部署和动态系统部署,如图2所示.

图2 网络安全防御系统部署架构图

3.2 系统架构设计

网络安全防御系统采用B/S架构.该架构包括三个层次:分布式表示层、业务功能处理层和数据功能处理层.其适应现代互联网的发展需求,用户仅仅需要在浏览器上安装一些插件或使用简单的浏览器就可以登录管理系统,并且向管理系统发出各种通信管理实时数据监控逻辑业务请求,以便能够进行及时的处理,完成互联网安全监控需求[6].

(1)表示层:在基于B/S系统架构的网络安全防御系统中,表示层位于第一层,能够与用户进行直接接触,可以把用户的逻辑业务请求输入到系统中.表示层将用户的业务请求发送到业务功能处理层,之后再把业务功能处理层和数据功能处理层处理的结果反馈给用户,将信息显示在用户终端上,呈现予用户进行浏览.表示层是处于用户端,使用方能利用IE浏览页面来发送请求,而且能够接受到处理的结果.

(2)业务功能处理层:业务功能处理层位于Web服务器上,主要功能是接收表示层所传送来的应用请求进行处理.并在业务逻辑的处理过程中,可以实时的检测到用户的逻辑业务请求,发现系统中存在的逻辑业务处理功能,实现系统的数据处理.比如可以解析出来系统相关的SQL处理语言,并且对系统的程序进行操作,反馈给表示层,并把请求处理的结果返回到客户端表示层.

(3)数据功能处理层:数据库功能处理层位于数据库管理系统中.在B/S架构里,数据功能处理层主要是对逻辑层传送来的应用数据请求进行处理.数据库的操作引擎实现了此层数据处理的过程,具备庞大的数据操作的性能,可以对数据库进行查询、更新等操作.并且把数据操作的结果返回于系统逻辑层,进而返回给客户端的表示层,把操作的结果提供给用户浏览.

4 网络安全防御系统实现

4.1 J2EE框架实现

本文采用B/S体系架构,使用Java程序设计技术,开发了一个功能完善的安全防御系统. J2EE框架实现如图3所示.

图3 J2EE框架实现

J2EE框架主要包括三个层次:客户端表现层、业务逻辑层、数据库持久层.每一层采用关键类实现[7].数据库持久层主要包括四个关键类:UserDAO、BaseDAO、DraftDao和DepartmentDao等内容.BaseDAO主要是DAO接口的设计工作,DAO接口设计内容主要包括保存实体、删除实体、更新实体等关键内容,介入相关的用户ID查询功能,查询相关的所有的数据内容,并且实现数据显示的分页管理等操作.逻辑业务处理层由Spring和Struts框架进行实现.利用Struts控制系统的主要逻辑业务功能,使用Spring框架中固有的控制反转功能使代码最大化,并且保证接口的有效性.最为代表的就是Department类的功能实现,其采用Struts.xml进行具体的拦截配置.客户端表现层的功能就是展现给用户相关的界面.用户在一个系统中输入相关的逻辑业务请求,数据相关的数据,并且为用户提供一种交互式的操作界面,具体的数据库表现层主要由多个界面共同组成,用户登录界面执行交互式操作,在程序运行实现过程中,表现层的功能由JSP功能的form表单进行实现.

4.2 网络安全防御系统功能实现

网络安全防御系统主要包括六个功能,核心功能为黑白名单管理、应用封堵管理、策略分配管理等功能.黑白名单功能可以根据用户的需要在网络安全策略管理中添加目标IP用户、Mac用户或账号用户,使其可以无条件允许、禁止访问网络等活动,黑白名单功能运行截图如图4所示.

图4 黑白名单运行截图

应用封堵功能可以根据用户需求,设置网络安全应用封堵条件,运行截图如图5所示.

图5 应用封堵功能运行截图

策略分配管理功能可以根据用户的需求,对网络中增加的相关策略进行分配,并且在网络策略分配和使用之前均是无效的,策略分配管理运行截图如图6所示.

图6 策略分配管理运行截图

5 结束语

网络安全防御系统采用三层B/S体系架构、J2EE框架实现,开发一个界面式的主动防御策略配置界面,提高了网络安全管理策略设置便捷性,并且能够实时地查询网络攻击威胁状况,及时地调整主动防御策略,保证网络正常可靠运行,具有重要的作用和意义.

[1]于妍,吕欣.网络安全防御系统的设计的问题和策略研究[J].网络安全技术与应用,2015(1):128-128.

[2]王峰.校园网网络安全防御系统分析与设计[J].信息安全与技术,2015(6):87-87.

[3]劳晓杰.网格环境下的校园网络安全防御系统设计与实现[J].网络安全技术与应用,2014(3):115-116.

[4]石旭.浅析网络监控安全管理系统的设计与实现[J].计算机光盘软件与应用,2013(10):144-145.

[5]王喜昌.计算机网络管理系统及其安全技术分析[J].计算机光盘软件与应用,2014(14):215-216.

[6]陶平.网络安全监控综合业务管理系统设计与实现[J].重庆理工大学学报(自然科学版),2013,27(5):82-85.

[7]刘金勇.大数据时代互联网安全管理系统研究与探讨[J].网络安全技术与应用,2015(6):61-63.

(编校：何军民)

Design of Network Security Defense System Based on J2EE

DENG Hui-jun

(Department of Computer Science and Technology, Wanbo Institute of Sci.& Tech., Hefei, 230031 China)

The network security is faced with many problems such as many channels, long latency, and complex defense. To improve the security management of the network, the present system uses J2EE to implement a kind of interface based network security defense system.

network security; J2EE; JavaBean; active defense

2015-12-16

邓惠俊(1978-),女,安徽无为县人,万博科技职业学院计算机科学技术系讲师,硕士,研究方向为计算机辅助设计,网络安全.

TP309

A

1008-6722(2016) 02-0023-05

10.1 3307/j.issn.1 008-6722.2 016.02.05