计算机网络安全技术在网络安全维护中的应用

2024-05-20王婷婷

通信电源技术 2024年3期

关键词：加密技术日志防火墙

于鑫，王婷婷

（青岛西海岸公用事业集团有限公司，山东青岛 266400）

1 计算机网络安全现状和挑战

1.1 计算机网络安全现状

目前，计算机网络安全形势日益严峻。从个人到企业再到国家，都面临着不同程度的网络安全威胁。黑客攻击、病毒感染、网络钓鱼等安全事件层出不穷。此外，移动设备、物联网等新兴技术的发展也加剧了网络安全挑战。

1.2 计算机网络安全挑战

1.2.1 黑客攻击

在网络空间，黑客们常常利用各种技术手段，如结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）注入、分布式拒绝服务（Distributed Denial of Service，DDoS）攻击等，对目标计算机进行攻击。其目的通常是窃取或破坏目标计算机中的数据，以获取非法利益或实现其他恶意目的。这些攻击手段极具隐蔽性，能够在用户不知不觉中完成。对于普通用户而言，有效防范黑客攻击并保护个人信息安全是一个十分重要的问题。

1.2.2 病毒和恶意软件

病毒和恶意软件通常通过邮件附件、下载链接等途径传播，一旦感染计算机，就会对计算机系统造成不同程度的破坏。有些病毒会删除或损坏用户数据，有些则会占用大量系统资源，导致计算机运行变慢，甚至无法使用。因此，及时更新杀毒软件，保持操作系统更新，对于防范病毒和恶意软件的攻击至关重要。

1.2.3 信息泄露

在数字化时代，企业和个人数据的泄露可能导致用户隐私被侵犯，财产遭受损失。信息泄露的原因多种多样，如系统漏洞、操作不当等。因此，无论是企业还是个人，都需要对数据进行严格的管理和保护，防止信息泄露。

1.2.4 网络钓鱼

网络钓鱼是一种常见的网络欺诈手段。诈骗分子通过伪造的邮件、网站等手段，诱使用户泄露个人信息和账号密码。一旦这些信息泄露，就可能导致财产损失，甚至是身份信息被盗用。对于用户而言，提高网络安全意识、学会识别网络钓鱼邮件和网站，是防范网络钓鱼攻击的关键。

2 计算机网络安全技术及其应用

2.1 防火墙技术

防火墙是计算机网络安全维护中的核心设施，能够实现对网络通信的全面监控和过滤，有效阻止未经授权的访问和攻击，从而确保网络的安全性和稳定性。防火墙技术通过设置规则，审查并过滤网络中的进出数据流，确保只有符合规则的数据流才能通过防火墙，不符合规则的数据流则被阻止或隔离。这种方式可以有效阻止恶意软件、网络病毒以及其他安全威胁进入网络，保护网络免受攻击和破坏。

防火墙技术可以分为2 类，分别是硬件防火墙和软件防火墙。硬件防火墙是一种物理设备，通过对网络中的数据流进行硬件级别的审查和过滤，实现对网络的安全保护。软件防火墙则是安装在计算机上的软件程序，通过对网络通信进行监控和过滤，实现对网络的安全保护[1]。

在实际应用中，防火墙技术通常与其他安全技术相结合，共同构成网络安全防护体系。此外，随着云计算、移动互联网等新技术的发展，防火墙技术也在不断演进和升级，以满足新的安全需求。通过不断升级和优化防火墙技术，提高网络的安全性和稳定性，保护企业和个人的信息安全。

2.2 入侵检测和入侵防御系统

在网络安全维护中，入侵检测系统（Intrusion Detection System，IDS）和入侵防御系统（Intrusion Prevention System，IPS）是确保计算机网络安全的关键工具。IDS 和IPS 能够实时监测网络流量，及时发现并阻止异常行为和攻击，保护网络免受恶意软件、黑客以及其他安全威胁的侵害。

IDS 是一种被动式的安全防护工具，主要通过分析网络流量来检测其中是否存在可疑的活动和攻击行为。当检测到异常流量时，IDS 会向网络管理员发出警报，提示可能存在的安全风险。IDS 可以分为2 类，即基于特征的检测和基于异常行为的检测。基于特征的检测方法是通过分析网络流量中特定的恶意代码或行为来判断是否发生攻击，而基于异常行为的检测方法则是通过分析网络流量的整体行为来判断是否出现异常[2]。

IPS 是一种主动式的安全防护工具，可以在检测到恶意流量时立即采取措施阻止攻击。IPS 通常采用规则匹配、异常检测以及深度包检测等技术，实时监测网络流量，识别并阻断异常行为和攻击。IPS 可以分为2 类，即基于网络层的防御和基于应用层的防御。基于网络层的防御方法主要通过修改网络数据包的目的地址或源地址来阻止攻击，而基于应用层的防御方法则是通过识别并阻断特定的应用层协议或行为来阻止攻击。

在实际应用中，IDS 和IPS 通常共同使用，相互补充。IDS 可以识别网络中的潜在威胁，并及时发出警报。而IPS 则可以在检测到威胁后，立即采取措施。此外，IDS 和IPS 还可以与防火墙、安全信息以及事件管理系统等网络安全工具共同构成一个完整的安全防护体系，全方位地保护计算机网络安全。

2.3 数据加密技术

数据加密技术可以确保数据在传输和存储过程中的安全性，有效防止信息泄露。数据加密技术将数据转化为一串难以解读的加密字符，只有具备解密密钥的接收方才能还原原始数据。在数据传输过程中，加密技术可以防止数据在传输过程中被未经授权的第三方窃取和解读，保证信息的私密性和完整性。在数据存储过程中，加密技术可以防止数据在存储设备中被恶意软件窃取或篡改，保证数据的可靠性和安全性[3]。

数据加密技术的应用十分广泛，涵盖政府、金融、医疗及电子商务等领域。在政府领域，数据加密技术可以确保政府机构的信息安全，防止国家机密泄露；在金融领域，数据加密技术可以保护客户的账户信息，防止金融诈骗；在医疗领域，数据加密技术可以确保患者的信息安全，防止医疗数据泄露；在电子商务领域，数据加密技术可以保护用户的个人信息和支付信息，防止网络犯罪。

目前，主流的数据加密技术包括对称加密、非对称加密以及哈希算法等。对称加密技术指发送方和接收方使用相同的密钥进行加密与解密，常见的对称加密算法包括数据加密标准（Data Encryption Standard，DES）、高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）等。非对称加密技术指发送方和接收方使用不同的密钥进行加密与解密，常见的非对称加密算法包括RSA、椭圆曲线加密算法（Elliptic Curve Cryptography，ECC）等。哈希算法是将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值，常见的哈希算法包括消息摘要算法第5 版（Message Digest Algorithm 5，MD5）、安全散列算法1（Secure Hash Algorithm 1，SHA-1）等[4]。

数据加密技术是网络安全维护中不可或缺的一部分，它可以有效保护数据的安全性和私密性，防止信息泄露，避免网络攻击和恶意篡改，保证信息的可靠性和完整性。随着网络技术的不断发展，数据加密技术也在不断演进，为网络安全维护提供更加可靠和高效的保障。

2.4 安全审计和日志分析

通过对网络设备的日志进行深入的审计和分析，可以发现可能的安全漏洞和攻击痕迹。这一过程需要运用专业的技术和工具，对海量的日志数据进行提取、过滤、分析及整理，从中挖掘有价值的信息，为网络安全维护提供有力的依据[5]。

安全审计和日志分析的主要目的是识别网络中的潜在安全威胁，包括但不限于未经授权的访问、恶意软件感染、网络钓鱼攻击以及DDoS 攻击等。通过对网络设备的日志进行审计和分析，安全专家可以了解网络的使用情况，识别异常行为，发现潜在的安全漏洞，追踪攻击者的行为，为制定针对性的安全策略提供重要参考。

安全审计和日志分析的过程通常包括以下步骤。第一，数据收集。收集网络设备产生的日志数据，包括路由器、交换机、防火墙及IDS 等。这些数据可能包括访问记录、事件记录、安全事件记录以及系统日志等。第二，数据预处理。对收集的日志数据进行清洗和预处理，包括数据格式转换、数据合并、数据过滤等，以便进行后续的分析。第三，数据分析。运用专业的工具和技术对预处理后的日志数据进行分析，包括关联分析、聚类分析、异常检测等，发现潜在的安全漏洞和攻击痕迹。第四，结果呈现。将分析结果以可视化的形式呈现给安全专家，以便快速了解网络的安全状况，制定针对性的安全策略。第五，结果审计。对分析结果进行审计，确认发现的潜在安全漏洞和攻击痕迹，采取相应的措施进行修复和防范。

2.5 应急响应和灾难恢复

网络安全维护中的应急响应和灾难恢复对于保障网络安全具有至关重要的作用。随着互联网的普及和技术的不断发展，网络安全威胁也在不断演变，因此建立完善的应急响应和灾难恢复机制，可以快速应对网络安全事件，减少损失。

应急响应机制是在网络安全事件发生后立即启动的一系列针对性措施，旨在尽快遏制事态发展，减轻损失。应急响应机制应包括以下4 个方面。第一，快速响应。一旦发现网络安全事件，应急响应团队应迅速启动应急响应计划，全面评估事件影响，采取措施控制事态发展。第二，明确分工。应急响应团队应根据事件类型和紧急程度，明确各成员的职责和工作内容，确保各项工作有序进行。第三，有效沟通。应急响应团队应与相关各方保持密切沟通，共享情报信息，协同应对网络安全事件。第四，技术支持。应急响应团队应具备专业的技术能力，能够对网络安全事件进行快速定位、分析、处理及恢复。