堡垒机在气象业务的应用及其安全性探讨

2023-03-22李鹿

农业灾害研究 2023年12期

李鹿

摘要随着信息技术的不断发展，气象业务逐渐数字化和网络化，大量的气象数据、信息和系统都存储在网络环境中，气象局在气象信息的推广过程中发挥着重要的作用。然而，气象局常面临网络攻击，其安全受到了一定的挑战。目前，堡垒机广泛应用于气象局网络安全的建设过程中，效果较好。介绍了堡垒机的基本原理和功能，分析了气象局在数据保护、远程访问和系统管理方面面临的安全挑战，评估了堡垒机在气象业务的实际应用效果及安全性，提出了相应的安全性改进建议，为气象局及其他相关部门进行网络安全建设提供参考。

关键词堡垒机；信息安全；访问控制

中图分类号：P415.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）12–0-03

Discussion on Application and Safety Discussion of Fortress Machine in Meteorological Operations

Li Lu （Meteorological Bureau of Songshan District， Chifeng City， Inner Mongolia Autonomous Region， Songshan， Inner Mongolia 024000）

Abstract With the continuous development of information technology， meteorological services were gradually digitized and networked， and a large number of meteorological data， information and systems were stored in the network environment. The meteorological bureau played an important role in the promotion of meteorological information. However， the weather bureau often faces cyber attacks， and its security faced some challenges. At present， the fortress machine was widely used in the construction process of the meteorological bureau network security， and the effect was good.This paper introduced the basic principle and function of fortress machine， analyzed the weather bureau in data protection， remoted access and system management security challenges， evaluated the fortress machine in the practical application of meteorological business effect and security， put forward the corresponding security improvement Suggestions， for the weather bureau and other related departments to provide reference for network security construction.

Key words Fortress machine; Information security; Access control

隨着信息技术的发展，气象局在日常运营中常面临着保护敏感数据、确保系统安全运行以及实现高效的远程访问与管理的重要挑战，同时网络攻击和安全威胁也日益增多。作为一种网络安全技术工具，堡垒机逐渐受到气象局等组织的关注，有利于保障气象安全。

1 堡垒机应用于气象业务中的意义

1.1 数据保护与隐私安全

堡垒机可以有效提升数据保护和隐私安全水平，确保敏感气象数据的安全性，维护气象业务的安全运行，为气象部门提供安全、稳定的工作环境，保障数据的保密性、完整性和可用性，提高气象业务的质量和信誉。

堡垒机在气象业务中扮演着重要角色，有利于保护气象数据和隐私安全。通过严格的访问控制和权限管理，堡垒机可以确保只有经过认证的用户才能访问敏感气象数据，防止未经授权的访问和篡改。在使用的过程中，堡垒机会记录用户的操作行为，并生成审计日志，为安全审计和事件调查提供依据。同时，堡垒机的加密传输技术可以确保数据在传输中不受窃取或篡改，隔离和分层访问可以保护不同级别数据不被混淆和非授权访问。此外，堡垒机可以实时监测用户行为和流量，发现异常行为后会立即进行威胁检测和防御，保护系统免受恶意攻击[1]。

1.2 远程访问与监控

堡垒机的远程访问与监控对气象业务提供了重要的支持。堡垒机的远程访问与监控功能可以为气象业务提供便捷、高效的远程管理和监控手段，从而加强业务数据的实时获取和安全保护，提高业务的响应能力和运行效率。

第一，堡垒机允许授权用户通过安全的远程访问方式登录气象局内部系统，便捷地获取和处理气象数据，不受地域限制，有利于提高工作效率和灵

活性[2]。

第二，通过堡垒机的远程监控功能，气象局可以实时追踪和监测分布在不同地点的气象设备和站点，及时掌握各地气象信息，为灾害预警和预测提供重要数据支持。堡垒机还会记录用户操作行为和访问日志，帮助审计和追溯用户行为，有利于确保系统安全。

第三，堡垒机提供了多种身份认证方式和安全措施，如单一登录和多因素认证，有利于保障远程访问的安全性。

1.3 系統运维与管理

堡垒机的系统运维与管理功能对气象业务提供了重要的支持。

第一，堡垒机可以提供安全的远程访问，使得气象局的管理员可以从任何地点远程登录到系统进行运维和管理操作，不再受限于特定终端，从而大大提高运维的灵活性和效率。

第二，堡垒机可以为管理员提供实用的系统管理工具，包括文件传输、远程命令执行、应用程序管理等功能，便于管理员对气象系统进行监控和维护。管理员可以通过堡垒机的审计日志查看用户的操作行为，追溯故障和异常，加快问题的排查和解决[3]。

第三，堡垒机的权限管理功能能够确保只有授权的管理员才能进行特定操作，防止误操作和非法访问。这为气象业务的稳定运行和数据安全提供了保障。

第四，堡垒机支持批量操作和自动化脚本执行，有利于帮助管理员快速批量部署和配置气象系统，提高运维效率。

2 堡垒机在行业间的应用——以大气环境监测系统中的堡垒机为例

过去，气象和环保部门的大气环境监测系统存在着网络安全和远程访问的问题，如未经授权的访问、不安全的登录认证等。为了加强网络安全保护和提高远程访问的安全性和管理效率，气象和环保部门引入了堡垒机技术。在初期堡垒机部署与集成工作中，环保和气象部门选择了合适的堡垒机产品，并进行了系统部署和集成。堡垒机是一种网络安全设备，通过堡垒机的统一入口，所有远程访问请求必须经过堡垒机的身份认证和授权。堡垒机技术的优点主要体现在以下3个方面[4]。

第一，在访问控制与权限管理板块，堡垒机实现了严格的访问控制和权限管理策略，所有用户在通过堡垒机登录后，根据其职责和需要，设置了细粒度的权限，确保只有授权用户能够访问特定的系统和敏感数据。

第二，在远程访问与监控板块，堡垒机实现了安全的远程访问方式，环保局的工作人员可以从任何地点远程登录到内部系统，方便地获取和处理大气环境监测数据。同时，堡垒机提供了实时远程监控功能，可以监测环境监测站点和设备的运行状态和数据。工作人员还可以实时查看大气环境信息，快速响应环境变化，提高了环境监测和应急响应的效率[5]。

第三，堡垒机为环保局的管理员提供了强大的系统运维与管理工具，管理员可以通过堡垒机远程登录系统，执行系统配置、更新、升级等操作，而无需现场操作。堡垒机的审计日志记录了管理员的操作行为，有助于后续的安全审计和事件调查。

通过引入堡垒机，环保和气象部门取得了显著的应用效果。一是提升了数据隐私安全。严格的访问控制和权限管理策略可以确保只有授权的用户才能访问敏感数据，可以有效防止数据泄露和篡改的风险；二是增强了远程访问和监控能力。通过堡垒机的远程访问功能，工作人员可以实时监控环境站点的状态和数据，提高了远程工作的效率和响应能力；三是提高系统运维效率。堡垒机为管理员提供了便捷的远程管理工具，提高了系统运维的效率，节省了时间和人力成本；四是增强了安全性。堡垒机提供了多重安全措施，如多因素认证、审计日志等，加强了系统的安全防护和安全性评估；五是提升了应急响应能力。堡垒机提供了审计日志记录和实时监控功能，有助于发现异常行为和安全事件，提高了环保局的应急响应能力[6-7]。

3 堡垒机应对安全威胁与挑战

3.1 堡垒机应对外部攻击威胁

第一，访问控制与身份认证。堡垒机可以实现严格的访问控制和身份认证机制，采用多因素认证方式，如密码、令牌、指纹等，可以提高身份认证的安全性，有效防止未经授权的外部攻击者访问内部系统。

第二，防火墙功能。堡垒机具备防火墙功能，能够检测和阻挡来自外部网络的恶意流量和攻击。通过过滤和拦截不符合安全策略的数据包，可以防止外部攻击威胁进一步深入内部系统[8]。

第三，审计与监控。堡垒机会记录外部用户的登录和操作行为，并生成审计日志，内容包括用户登录时间、IP地址、操作内容等信息，有助于追溯和发现潜在的安全威胁。同时，堡垒机可以提供实时监控功能，监测系统运行状态，及时发现异常情况，帮助阻止外部攻击。

第四，隔离与隔绝。堡垒机可以将内部系统与外部网络隔离，外部攻击者无法直接影响内部系统。通过堡垒机的授权访问，外部攻击者无法越过堡垒机进入内部资源，提高了系统的安全性[9]。

第五，安全更新与维护。堡垒机供应商定期会发布安全更新和补丁，及时修复漏洞和强化安全性。管理员会定期对堡垒机进行维护和监控，确保其正常运行和安全性。

第六，防暴力破解。堡垒机会设置登录失败次数限制和账户锁定机制，防止攻击者通过暴力破解密码并获取访问权限。

3.2 堡垒机应对内部滥用风险

第一，细粒度权限管理。堡垒机仅允许管理员对内部用户的权限进行细粒度控制，授权不同的用户访问其所需的资源，避免员工滥用权限访问敏感信息，有效减少内部滥用的风险。

第二，审计与监控。堡垒机会记录内部用户的登录和操作行为，并生成审计日志，有助于追溯和发现潜在的滥用行为。此外，实时监控功能也能及时发现异常情况。

第三，防止信息泄露。堡垒机可以监控和过滤敏感信息的传输，防止内部用户将敏感数据泄露到外部网络。堡垒机具有数据脱敏和数据加密功能，可以确保敏感数据在传输和处理过程中得到保护[10]。

第四，行为审计。堡垒机可以对内部用户的操作行为进行审计和记录，包括文件上传、下载、复制等。这有助于发现异常行为，及时发现滥用风险，保护企业数据安全。

第五，安全培训和教育。内部员工需要定期接受网络安全培训，提高安全意识，防止因为无意识的行为导致滥用风险。

第六，分级授权。堡垒机支持分级授权，可以将高敏感性操作和数据仅授权给特定的高级用户，限制低级用户的权限，减少滥用风险。

3.3 堡垒机的潜在安全漏洞

尽管堡垒机是一种网络安全设备，可以提供重要的安全保障，但它也有潜在的安全漏洞。

一是身份認证漏洞，堡垒机的身份认证是关键的安全要素。如果身份认证机制存在漏洞，攻击者可能通过破解或绕过认证，获取未经授权的访问权限；二是堡垒机面临弱口令和暴力破解的风险，如果管理员或用户设置弱密码，或者堡垒机未设置登录失败次数限制和账户锁定机制，可能会面临暴力破解攻击的风险；三是软件漏洞，堡垒机软件可能存在未知的或已知但未修复的漏洞，攻击者可以利用这些漏洞进行恶意操作或入侵；四是存在拒绝服务攻击的隐患。攻击者可能利用堡垒机的服务漏洞进行拒绝服务攻击，使其无法正常运行，影响业务连续性；五是未授权访问。如果堡垒机的访问控制设置不当，或者由于配置错误，可能导致未经授权的用户或攻击者访问敏感资源；六是数据泄漏，也是危害性最大的一种，由于堡垒机记录了用户的敏感信息和操作日志，如果这些数据没有得到充分的保护，可能面临数据泄漏的风险；七是社会工程学攻击，攻击者可能利用社会工程学手段欺骗管理员或用户，获取其登录凭证或其他敏感信息；八是存在后门和恶意软件风险，堡垒机可能被攻击者植入后门或恶意软件，以实施持久性攻击或窃取信息[11]。

4 安全性改进与风险减轻

第一，堡垒机在中有利于减少气象业务的安全事件，提升气象部门的响应能力。堡垒机作为内外网隔离设备，可以限制外部攻击者直接访问内部系统，且实现了严格的访问控制和身份认证，可以防止未经授权的访问和滥用风险。堡垒机可以实时监控监测用户的登录和操作行为，并生成审计日志，使得安全事件在初期就能被发现和应对，防止问题扩大。此外，堡垒机还支持数据脱敏和数据加密功能，可以保护敏感信息在传输和处理过程中的安全性，防止数据泄漏和隐私侵犯，进一步减少安全事件的发生。通过堡垒机的综合安全措施，气象业务可以显著减少安全事件的发生，并加强对安全事件的快速响应[12-13]。

第二，堡垒机有利于保护气象数据，维护用户隐私安全。堡垒机具有实施严格的访问控制和身份认证能够隔离外部网络和内部系统，防止外部攻击对内部数据的威胁。同时，堡垒机具有远程访问和监控功能，允许管理员实时监控数据访问和操作，有利于及时发现异常行为并采取相应措施。

5 安全性评估与建议

堡垒机对气象业务的安全性评估是确保网络安全的重要步骤。堡垒机对气象业务的安全性评估是一个全面的过程，包括访问控制、身份认证、远程访问、审计监控、数据保护、漏洞风险等多个方面。堡垒机可以为气象部门提供有针对性的安全改进建议，以保障气象业务数据和信息的安全可靠[14]。同时，通过定期的安全性评估，有利于提高员工的网络安全意识，建立完善的数据保护策略和应急响应机制，确保气象业务安全。堡垒机安全性评估的内容包括以下7个方面。

一是评估需要审查现有的安全策略，包括访问控制、身份认证、密码策略等，确保其与最新的安全标准和最佳实践保持一致；二是验证堡垒机的身份认证机制，采用强化的身份认证方式，防止密码泄露和未经授权的访问；三是检查堡垒机的安全更新，及时更新安全补丁和更新版本，确保堡垒机的软件和系统处于最新、安全的状态；四是评估远程访问通道的安全性，采用加密通信和防火墙技术，加强远程访问的保护措施[15]；五是检查堡垒机的审计和监控功能，确保审计日志完整性和存储安全，实时监控系统运行状态，及时发现异常行为；六是评估数据保护和隐私安全措施，包括数据脱敏、数据加密等，保护敏感信息在传输和处理过程中的安全性；七是检查堡垒机的安全配置和漏洞风险，及时修复漏洞，强化防护措施。

6 堡垒机应用于气象业务中的前景和展望

堡垒机在气象业务中的应用前景广阔。随着气象业务的不断发展和扩展，气象业务的数字化和网络化程度将不断提升，堡垒机的应用前景也将不断拓展，堡垒机的应用将成为必不可少的一部分[16]。堡垒机可以持续为气象局提供重要的网络安全保障和数据保护支持。随着技术的进一步发展和安全意识的提高，堡垒机的应用将更加成熟。

参考文献

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[11] 张喆.堡垒机及VPN技术在人行远程处置突发信息系统故障中的应用[J].黑龙江金融，2021（2）：48-50.