局域网环境背景下的计算机网络安全技术应用策略

2023-02-01莫海辉

信息记录材料 2023年11期

莫海辉

（长沙轨道交通职业学院湖南长沙 410300）

0 引言

随着数字化时代的到来，计算机网络已经成为我们日常生活和商业运营的不可或缺的一部分。局域网环境在企业、机构和家庭中广泛应用，为信息共享、协作和数据存储提供了便利。然而，随着网络的普及和依赖程度的增加，网络安全威胁也日益严重。网络犯罪分子不断演进其攻击技术，使得保护局域网网络变得至关重要。

1 局域网环境背景下的计算机网络安全问题

1.1 未经授权的访问

在局域网环境中，未经授权的访问是一项严重的网络安全问题。这种问题可能出现在内部或外部，威胁着组织的数据和系统的机密性。未经授权的用户或恶意攻击者可能会尝试利用漏洞、弱密码或社会工程学攻击来获取对系统或应用程序的访问权限。为了缓解这个问题，组织应该实施强化的身份验证和访问控制策略，确保只有经过授权的用户才能够访问敏感数据和资源［1］。多因素认证、定期审查权限和定期漏洞扫描是加强未经授权访问防护的有效方法。

1.2 内部威胁

内部威胁是指组织内部的员工、合同工或其他授权用户故意或无意间造成的网络安全威胁。这种威胁范围广泛，包括数据泄露、滥用权限、恶意软件传播等。内部威胁的挑战在于，攻击者通常具有合法的访问权限，因此难以检测。为了应对内部威胁，组织需要实施网络监控和审计机制，定期审查员工权限，以及提供网络安全培训，以提高员工对安全威胁的认识。

1.3 恶意软件

在局域网环境中，恶意软件是一种常见的网络安全威胁，它可以通过各种途径进入网络，包括恶意附件、不安全的下载、感染的外部设备等。一旦感染，恶意软件可能导致数据泄露、系统崩溃或对组织的其他不利影响。为了防止恶意软件的传播，组织需要安装和更新反病毒和反恶意软件程序，定期扫描系统以检测潜在威胁，并教育员工不要下载或打开不明附件或链接［2］。

1.4 密码安全

密码安全是网络安全的基础，因为弱密码或不安全的密码管理可能导致未经授权的访问和数据泄露。为了提高密码安全性，组织应推行强密码策略，要求用户使用复杂、长且独特的密码，并定期更改密码。使用多因素认证（multi factor authentication， MFA）可以增加额外的安全性层级，确保只有授权用户能够登录和访问系统。

2 局域网网络安全的最佳实践

2.1 强化密码策略

强化密码策略在局域网网络安全中扮演着关键的角色，这是确保认证和访问控制的首要层面。在强密码策略中，采用了一系列行业标准和最佳实践，旨在增加密码的复杂性和抵抗力，以减少潜在的网络威胁。

首先，强密码策略要求用户创建具备高度复杂性的密码。这意味着密码必须包含多种元素，包括大写字母、小写字母、数字和特殊字符，以增加密码的不可预测性。通过引入这些元素，密码变得更难以破解，因为攻击者需要遍历更多的可能性组合，从而提高了密码的安全性。其次，强密码策略鼓励用户创建长密码。长密码通常比短密码更加安全，因为它们提供了更多的字符组合。这使得暴力破解或字典攻击等密码破解方法变得更加耗时和困难。最后，强密码策略还包括定期更改密码的要求。这有助于限制潜在的攻击窗口，即使密码被泄露，攻击者也只能在有限的时间内访问系统。通过定期更改密码，组织可以增加密码的动态性，降低密码被滥用的风险。最重要的是，强密码策略引入了MFA 作为提高密码安全性的关键措施。 MFA 结合了至少两个不同的身份验证因素，例如密码和生物识别、令牌或智能卡。这种双因素或多因素认证增加了登录过程的层级安全性，即使密码被泄露，攻击者仍然需要第二个因素来登录，从而极大提高了系统的安全性。

2.2 网络监控与日志记录

网络监控和日志记录在局域网网络安全领域扮演着至关重要的角色，它们构成了组织的安全运营的核心。网络监控通过使用专业的监控工具和设备，实时监测网络流量和设备活动，以侦测潜在的异常或威胁行为。这些工具能够实时分析流量模式、检测异常登录尝试、识别异常数据传输等，从而帮助管理员及时发现可能的安全威胁。监控还可以用于实时警报和自动化响应，以降低威胁对系统的风险。另一方面，事件日志记录是将网络和系统活动详细记录下来的过程。这些日志包括了系统登录、文件访问、应用程序操作等各种事件。通过建立详实的事件日志记录，组织可以跟踪和审计系统的使用情况，帮助了解事件的时间、地点和执行者等关键信息。此外，事件日志记录还在网络安全事件后的调查和追踪中起到了至关重要的作用。关键的网络监控和日志记录实践还包括定期的日志分析，以识别潜在的威胁模式或异常行为。这可以通过使用专门的安全信息与事件管理系统（security information and event management， SIEM）来实现，SIEM 系统能够自动聚合、分析和报告大量的日志数据，以帮助管理员快速识别安全事件。维护网络监控和日志记录的最佳实践要求建立有效的事件响应计划［3］。这个计划包括定义安全事件的分类和优先级，明确责任分工，以及确定合适的响应措施。事件响应计划的关键目标是确保在出现网络安全事件时，团队能够快速、协调地采取措施，降低潜在风险并最小化损失。

2.3 灾备和恢复计划

为了应对突发事件和网络攻击，组织需要制定灾备和恢复计划。这些计划应该包括数据备份和恢复策略，确保在数据丢失或系统中断时能够快速恢复运营。此外，计划还应包括业务连续性策略，以确保在网络中断或攻击事件发生时，业务能够继续运行。定期测试、演练灾备和恢复计划是保障组织在面临网络安全问题时能够迅速恢复正常运营的关键。

3 局域网环境下的网络安全技术

3.1 认证和访问控制

在局域网网络安全领域，认证和访问控制技术是至关重要的，用以确保只有授权用户能够访问敏感资源和数据。其中，MFA 和单一登录（single sign on， SSO）是两项关键的技术，它们极大地增强了网络的安全性和用户体验。

MFA 作为高级身份验证方法之一，基于不同的身份验证因素，如“你知道什么”“你拥有什么”和“你是谁”等，提供了额外的安全性层级。这包括生物识别（例如指纹或虹膜扫描）、智能卡、令牌、短信验证码等。当用户尝试登录时，系统要求他们提供至少两种或多种这些因素的验证，从而确保身份验证更加强大和可靠。 MFA 减少了仅依赖密码的风险，因为即使密码被泄露，攻击者仍然需要合法用户拥有的其他因素才能成功登录。这种额外的安全性层级对于防止未经授权地访问和保护敏感数据至关重要。

SSO 则改善了用户体验和安全性之间的平衡。它允许用户通过一次登录获取对多个相关应用程序或服务的访问权限，而无需为每个应用程序输入不同的凭据。这不仅提高了用户便利性，还有助于降低密码疲劳和减少用户犯错的机会。然而，SSO 需要高度安全的身份验证，以确保一次登录不会牺牲整个访问生态系统的安全性。因此，它通常与MFA 结合使用，以确保高级身份验证与用户友好性的结合。

3.2 防火墙和入侵检测系统

局域网网络安全的策略中，防火墙和入侵检测系统（intrusion detection system， IDS）以及入侵防御系统（intrusion prevention system， IPS）构成了一体化的保护体系，旨在全面防范和应对各类网络威胁。

应用层防火墙是这一策略的前沿，它不仅仅基于传统的端口和协议规则进行过滤，还深入到网络流量的应用层面，能够识别和阻止高级攻击，如应用程序层面的漏洞利用和恶意代码传播。应用层防火墙具备智能审查和控制网络流量的能力，可根据应用程序类型、用户身份、内容和上下文实时做出决策，从而降低了威胁侵入的机会。

IDS 是网络安全策略的监控和报警层。网络入侵检测系统通过持续监控网络流量，检测异常行为，例如网络扫描、恶意流量模式或异常登录尝试，并及时发出警报以通知安全团队。主机入侵检测系统则关注单个主机，监视主机操作系统和应用程序的变化，以检测潜在的主机级别的攻击或未经授权的访问［4］。

IPS 是这一策略的主动防御层。网络入侵防御系统和主机入侵防御系统通过监测威胁并采取自动响应措施来保护网络和主机。当威胁被检测到时，IPS 可以立即封锁恶意流量、关闭漏洞或隔离受感染的主机，以最小化潜在威胁的影响。

这一综合策略将多层次的安全措施融合在一起，旨在减少未经授权的访问、防止高级威胁和减轻安全事件的影响。防火墙、IDS 和IPS 协同工作，为组织提供了多重的网络安全防线，提高了网络的整体安全性，确保了数据和系统的完整性、可用性和保密性。这一策略应该根据组织的需求和风险情况进行定制和持续优化，以确保网络安全性与不断演变的威胁同步。

3.3 数据加密与隐私保护

3.3.1 终端到终端加密

终端到终端加密是网络安全领域的一项关键策略，旨在确保数据在从一个终端传输到另一个终端的过程中得到强大的加密保护。这一策略采用了高级的加密通信协议，其中包括传输层安全协议（transport layer security，TLS）和安全套接层协议（secure sockets layer， SSL）等，这些协议使用了非对称加密和对称加密的复合方式，以确保数据的保密性和完整性。 TLS 和SSL 协议的核心原理是使用非对称密钥对进行身份验证和密钥交换。在通信开始时，双方终端会交换公钥，然后使用公钥来安全地交换对称密钥，这个对称密钥将用于加密和解密实际数据传输。这种对称密钥加密具有高效性，因为它允许快速的数据传输，同时也具有非对称密钥的保密性，因为私钥仅存储在双方终端中，使得第三方无法窃取敏感信息。终端到终端加密的关键优势在于，它确保了数据的保密性，即使在数据传输过程中被截获，攻击者也无法解密其中的信息，因为他们没有访问私钥。此外，加密还提供了数据的完整性验证机制，这意味着在传输过程中，如果数据被篡改，接收方将能够检测到并拒绝接受已篡改的数据。

3.3.2 虚拟专用网络（virtual private network， VPN）

部署IPsec VPN 和SSL VPN 等虚拟专用网络技术，以建立安全的远程访问渠道。 IPsec VPN 通过对数据包进行加密和隧道封装，使数据在公共网络上传输时得到保护。 SSL VPN 则提供基于互联网的安全访问，允许用户通过互联网浏览器安全地访问内部资源。 VPN 技术不仅保护了数据的隐私，还提供了身份验证和访问控制，确保只有授权用户能够连接到网络。

3.3.3 数据分类和标记

数据分类和标记策略是确保局域网网络安全的关键步骤。首先，组织需要明确识别哪些数据属于敏感信息，例如个人身份信息、财务数据或知识产权。然后，选择适合的数据泄露保护技术，这些技术可以通过内容分析、规则引擎等方法自动识别敏感数据。建立分类规则，确保能够覆盖各种数据类型和格式，进而实现自动化的敏感数据识别［5］。一旦数据被识别，必须进行标记，这可以通过添加元数据、标签或水印来实现，以便与其他数据区分开来。下一步，定义安全策略，包括访问控制规则、加密要求和审计跟踪，以确保对敏感数据的适当处理和保护。最后，培训员工，提高他们对数据分类和标记策略的认识，并确保他们知道如何正确处理敏感数据。通过这一策略，组织能够更好地保护敏感信息，限制数据泄露的风险，从而提高局域网网络的安全性。这一过程需要持续监测和改进，以适应不断变化的威胁环境。

上述策略的核心目标是保护数据的隐私和完整性，确保数据在存储和传输过程中不易受到攻击或泄露。通过终端到终端的加密、VPN 技术以及数据分类和标记，组织能够建立坚实的数据安全基础，以满足合规性要求并应对不断演进的威胁。此外，策略的成功实施需要明确定义的政策、适当的培训和监控措施，以确保数据保护在组织内部得到全面执行。

3.4 漏洞管理

安全更新与漏洞管理策略在局域网网络安全中扮演着关键的角色，其重要性不可忽视。这一策略的主要目标是确保系统和应用程序的完整性，以及及时修复已知的漏洞，从而显著降低潜在威胁对网络的风险。

3.4.1 漏洞扫描工具

漏洞扫描工具，如OpenVAS 和Nessus，是这一策略的重要组成部分。它们充当着安全策略的第一道防线，通过自动扫描网络和系统，检测已知的漏洞和弱点。这些工具的独特之处在于它们模拟了潜在攻击者的行为，主动地寻找并标识出可能被恶意利用的漏洞，从而帮助组织在威胁变成现实之前就采取了必要的措施。此外，它们生成了详尽的报告，为安全团队提供了有关漏洞的关键信息，有助于精确的漏洞修复和强化安全措施。

3.4.2 漏洞管理平台

漏洞管理平台，例如Qualys 和Tenable. io，在网络安全中扮演着关键的角色。它们是高度自动化的工具，用于扫描网络和系统，以检测已知和潜在的漏洞。这些平台不仅仅是扫描工具，它们提供了全面的漏洞管理解决方案，包括漏洞的标识、分类、评估、分级和追踪。漏洞的识别通常涉及到使用多种技术，包括端口扫描、服务指纹识别、和漏洞验证。一旦漏洞被识别，平台允许组织根据漏洞的严重性和紧急程度来设置优先级。这种优先级设置基于漏洞评分系统所评分数，有助于组织专注于关键的漏洞修复。平台还允许分配责任，确保每个漏洞都有负责人，负责人负责协调漏洞修复工作。平台还提供了跟踪和监控功能，允许组织实时了解漏洞修复的进度，确保高危漏洞能够及时得到处理，降低了潜在攻击的风险。