專利名稱：一種信息安全控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域，特別是涉及一種與業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密結(jié)合的信息安全控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，信息安全問題越來越突出，例如在金融業(yè)務(wù)領(lǐng)域，涉及到大量的資金交易數(shù)據(jù)和客戶資料信息，安全性問題十分重要。尤其對于各種實(shí)現(xiàn)特定應(yīng)用需求的復(fù)雜業(yè)務(wù)系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)間相互連接，數(shù)據(jù)傳輸十分頻繁，如何保證重要數(shù)據(jù)的安全性，是一直研究的問題。
現(xiàn)舉例說明上述業(yè)務(wù)系統(tǒng)普遍存在的安全性問題。參照圖1，是銀行內(nèi)部的證券業(yè)務(wù)系統(tǒng)總體架構(gòu)圖，所述系統(tǒng)分三個(gè)層次架構(gòu)，分別為運(yùn)行中心101、一級運(yùn)行分中心102、二級運(yùn)行分中心103。其中，所述運(yùn)行中心101是全國范圍內(nèi)的總中心，通過廣域網(wǎng)連接各個(gè)省級單位的一級運(yùn)行中心節(jié)點(diǎn)102，而各個(gè)一級運(yùn)行中心節(jié)點(diǎn)102也通過廣域網(wǎng)連接各個(gè)市級單位的二級運(yùn)行分中心節(jié)點(diǎn)103，以及二級運(yùn)行分中心節(jié)點(diǎn)下一級的網(wǎng)點(diǎn)柜臺。所述證券業(yè)務(wù)系統(tǒng)利用原有的銀行網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，通過層次型的部署，由上而下貫穿全國范圍的證券業(yè)務(wù)領(lǐng)域。
如圖所示，所述系統(tǒng)的各個(gè)層級不僅與其他相關(guān)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)連接，與其他多種相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)也有接口，如網(wǎng)上銀行、電話銀行等，開放性很強(qiáng)。對內(nèi)，各個(gè)層級間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞及各種操作；對外，各個(gè)層級與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞及各種操作。數(shù)據(jù)的各類操作都存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)，一方面系統(tǒng)數(shù)據(jù)容易泄漏，另一方面還易被外部接入系統(tǒng)非法入侵，篡改數(shù)據(jù)。
由于證券系統(tǒng)是一個(gè)直接將資金流、信息流、工作流控制等整合在一起的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作涉及到很多諸如資金、交易、商業(yè)機(jī)密、個(gè)人隱私等敏感信息，因此與一般的信息系統(tǒng)相比，對整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性有著更為嚴(yán)格的要求。如何在保證證券業(yè)務(wù)系統(tǒng)的先進(jìn)性及完成其應(yīng)有功能，向客戶提供更多更方便的服務(wù)的同時(shí)，確保所述系統(tǒng)的安全性和健壯性，防止系統(tǒng)內(nèi)部核心機(jī)密的泄露，就成為需要著重解決的一個(gè)問題。
業(yè)務(wù)系統(tǒng)面臨的安全問題主要有
機(jī)密性如何確保系統(tǒng)內(nèi)的信息不泄露給未授權(quán)的訪問者或者不丟失；完整性如何保證系統(tǒng)內(nèi)傳遞的信息不被非法篡改；防攻擊及可用性如何防止攻擊者入侵系統(tǒng)而導(dǎo)致合法訪問者無法正常操作；系統(tǒng)被侵入后，如何確保攻擊者無法占有所有資源；身份識別及權(quán)限控制系統(tǒng)如何確認(rèn)合法的訪問者；如何防止合法訪問者進(jìn)行超出權(quán)限的操作；抗否認(rèn)性如何使訪問者進(jìn)行的操作事實(shí)不可否認(rèn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種信息安全控制系統(tǒng)，以解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)存在的安全性問題，防止重要數(shù)據(jù)的泄漏和非法篡改。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種信息安全控制系統(tǒng)，用于對業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供安全保障，包括密鑰管理模塊、密碼算法模塊、密鑰協(xié)商模塊、算法接口模塊和日志管理模塊，其中密鑰管理模塊，用于管理各類密鑰的生成、傳輸和存儲，所述密鑰包括對稱密鑰、RSA密鑰對、數(shù)據(jù)庫DAC密鑰、MAC密鑰；密碼算法模塊，用于向密鑰協(xié)商模塊、密鑰管理模塊和日志管理模塊提供加密、解密、簽名、生成DAC和/或MAC碼、數(shù)據(jù)驗(yàn)證操作；算法接口模塊，用于向密鑰協(xié)商模塊、密鑰管理模塊和日志管理模塊提供密碼算法模塊中實(shí)現(xiàn)的各種操作的算法接口；密鑰協(xié)商模塊，用于利用RSA密鑰對協(xié)商產(chǎn)生對稱密鑰，所述對稱密鑰用于對傳輸過程中的數(shù)據(jù)加密；日志管理模塊，用于記錄各種操作日志，并設(shè)置MAC密鑰。
優(yōu)選的，還包括安全管理模塊，用于統(tǒng)一管理所述信息安全控制系統(tǒng)，并設(shè)置用戶身份識別和不同級別的操作權(quán)限。
其中，所述安全管理模塊設(shè)置數(shù)據(jù)庫登錄口令，并將所述口令加密保存。
優(yōu)選的，還包括錯(cuò)誤處理模塊，用于處理所述信息安全控制系統(tǒng)產(chǎn)生的各種錯(cuò)誤。
其中，所述密鑰管理模塊通過主密鑰對各類密鑰加密保存，并通過超級密鑰保護(hù)所述主密鑰。
其中，所述密鑰協(xié)商模塊采用SSL協(xié)議進(jìn)行協(xié)商。
其中，所述RSA密鑰對由業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的上級節(jié)點(diǎn)生成，并分發(fā)給下級節(jié)點(diǎn)。
其中，所述信息安全控制系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)系統(tǒng)的層次分級，對應(yīng)各層次采取安全控制。
優(yōu)選的，所述信息安全控制系統(tǒng)將業(yè)務(wù)系統(tǒng)各級節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸分為通訊層，業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層，位于通訊層和邏輯應(yīng)用層之間的安全傳輸層，以及對所述通訊層、業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層、安全傳輸層進(jìn)行錯(cuò)誤處理的控制層；其中，所述密鑰協(xié)商模塊和算法接口模塊部署在安全傳輸層，所述錯(cuò)誤處理模塊部署在控制層。
優(yōu)選的，所述信息安全控制系統(tǒng)將業(yè)務(wù)系統(tǒng)各級節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)存取分為數(shù)據(jù)庫層，業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層，位于數(shù)據(jù)庫層和業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)存取層，以及對所述數(shù)據(jù)存取層進(jìn)行錯(cuò)誤處理的控制層；其中，所述錯(cuò)誤處理模塊部署在控制層。
優(yōu)選的，所述信息安全控制系統(tǒng)支持可擴(kuò)展，采用橫向增加機(jī)器數(shù)目和縱向增加分層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在數(shù)據(jù)傳輸方面，運(yùn)行中心與一級運(yùn)行分中心、一級運(yùn)行分中心與二級運(yùn)行分中心之間，通過部署的密鑰協(xié)商模塊、密碼算法模塊和算法接口模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密傳輸及MAC驗(yàn)證，防止數(shù)據(jù)被非法獲取。其中傳輸數(shù)據(jù)采用對稱密鑰加密，而對稱密鑰采用RSA算法協(xié)商產(chǎn)生，由RSA密鑰對加密協(xié)商過程，并實(shí)現(xiàn)了抗否認(rèn)性。
在數(shù)據(jù)存儲方面，采用數(shù)據(jù)庫口令驗(yàn)證和DAC驗(yàn)證，操作員和客戶密碼加密保存于數(shù)據(jù)庫中，并通過密碼算法模塊和算法接口模塊，對數(shù)據(jù)庫中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)表增加DAC驗(yàn)證，防止數(shù)據(jù)的非法篡改，確保數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存取安全。
在密鑰管理方面，從密鑰的生成、傳輸和存儲方面進(jìn)行保護(hù)，其中對稱密鑰由RSA密鑰對加密協(xié)商產(chǎn)生，其他密鑰由上級節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生并下發(fā)給下級節(jié)點(diǎn)。各類密鑰由主密鑰加密保存，主密鑰由超級密鑰加密保護(hù)。
在業(yè)務(wù)系統(tǒng)授權(quán)方面，設(shè)置身份識別和不同權(quán)限控制。操作員進(jìn)入業(yè)務(wù)系統(tǒng)必須提供識別號和口令，經(jīng)安全管理模塊驗(yàn)證通過后才能進(jìn)行操作。同時(shí)，由安全管理模塊通過操作員權(quán)限控制表實(shí)現(xiàn)按權(quán)限訪問，不同權(quán)限所有者可進(jìn)行不同級別的操作。所述管理方式，可以減少業(yè)務(wù)系統(tǒng)被非法侵入的可能。
在日志管理方面，將信息安全控制系統(tǒng)的各類操作記入日志文件，記錄訪問者IP地址及登錄、退出等操作信息，并記錄數(shù)據(jù)庫的任何改動操作。而且，對日志信息進(jìn)行MAC驗(yàn)證，確保日志信息未被非法修改。
通過上述一系列安全保護(hù)措施，所述信息安全控制系統(tǒng)保證了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的機(jī)密性、完整性、防攻擊性及可用性、抗否認(rèn)性、身份識別及權(quán)限控制，確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)各個(gè)層級間的數(shù)據(jù)安全，并且能夠解決系統(tǒng)內(nèi)部人員的權(quán)限管理問題，以及來自外部接入系統(tǒng)的安全隱患問題。并且，所述信息安全控制系統(tǒng)易于操作和維護(hù)，能夠適應(yīng)各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)方式靈活，可根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)施例所述業(yè)務(wù)系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明所述信息安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是是本發(fā)明所述密鑰管理模塊201所實(shí)現(xiàn)的各類操作；圖4是本發(fā)明所述日志管理模塊205所實(shí)現(xiàn)的各類操作；圖5是本發(fā)明所述錯(cuò)誤處理模塊207所實(shí)現(xiàn)的各類操作；圖6是本發(fā)明所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)慕y(tǒng)一分層模式示意圖；圖7是對圖6中安全傳輸層的詳細(xì)說明示意圖；圖8是本發(fā)明所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)恼w框架圖；圖9是本發(fā)明所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全存儲的統(tǒng)一分層模式示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明提供的信息安全控制系統(tǒng)，能夠與業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密結(jié)合，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，完全按照業(yè)務(wù)系統(tǒng)的層次分級，各層次的業(yè)務(wù)邏輯有相對應(yīng)的安全控制，保障業(yè)務(wù)各個(gè)方面都得到不同安全機(jī)制的保護(hù)，安全技術(shù)措施覆蓋業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各個(gè)方面，包括數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)庫、文件、日志、操作認(rèn)證等。在業(yè)務(wù)系統(tǒng)橫向的范圍，安全措施覆蓋系統(tǒng)的所有入口，包括網(wǎng)絡(luò)入口、系統(tǒng)入口；在業(yè)務(wù)系統(tǒng)的縱向?qū)哟?，安全措施覆蓋所有的層面，包括網(wǎng)絡(luò)層、系統(tǒng)層、應(yīng)用層。
參照圖2，是本發(fā)明所述信息安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，所述系統(tǒng)包括密鑰管理模塊201、密碼算法模塊202、算法接口模塊203、密鑰協(xié)商模塊204、日志管理模塊205、安全管理模塊206及錯(cuò)誤處理模塊207。
密鑰管理模塊201，用于管理各類密鑰的生成、傳輸和存儲，由于密鑰對整個(gè)信息安全控制系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，因此必須進(jìn)行嚴(yán)密保管。所述密鑰包括系統(tǒng)運(yùn)行過程中隨時(shí)可能使用的工作密鑰，如對稱密鑰、RSA(非對稱加密算法)密鑰對、數(shù)據(jù)庫DAC(一種數(shù)據(jù)驗(yàn)證碼)密鑰、MAC(一種數(shù)據(jù)驗(yàn)證碼)密鑰，存放在內(nèi)存中。其中，所述對稱密鑰用于對業(yè)務(wù)系統(tǒng)各個(gè)層級間的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，RSA密鑰對用于加密對稱密鑰的協(xié)商過程；數(shù)據(jù)庫DAC密鑰用于對數(shù)據(jù)庫中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)表進(jìn)行驗(yàn)證，MAC密鑰用于對日志文件中的日志信息進(jìn)行驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和日志數(shù)據(jù)的完整性。
優(yōu)選的，還包括對工作密鑰進(jìn)行加密存儲的主密鑰，系統(tǒng)每日啟動時(shí)使用；優(yōu)選的，還包括保護(hù)主密鑰的超級密鑰，在生成或修改主密鑰時(shí)使用。
在各級系統(tǒng)中，對稱密鑰在密鑰協(xié)商中產(chǎn)生，其他工作密鑰由密鑰管理程序生成，并通過主密鑰進(jìn)行加密存儲，其中RSA密鑰對由各層的上級節(jié)點(diǎn)(如運(yùn)行中心)生成再分發(fā)給下級節(jié)點(diǎn)(如一級運(yùn)行分中心)。主密鑰存放在IC卡中，由系統(tǒng)管理員保存。在系統(tǒng)啟動時(shí)，首先從IC卡中讀出主密鑰，對其他密鑰解密，并讀入內(nèi)存。當(dāng)系統(tǒng)第一次生成主密鑰或需要修改主密鑰時(shí)，必須使用超級密鑰。超級密鑰存放在IC卡中，由各級業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵人物保存。參照圖3，是本發(fā)明所述密鑰管理模塊201所實(shí)現(xiàn)的各類操作。
密碼算法模塊202，是信息安全控制系統(tǒng)的核心，用于向所述密鑰管理模塊201、密鑰協(xié)商模塊204和日志管理模塊205提供加密、解密、簽名、生成DAC和/或MAC碼、數(shù)據(jù)驗(yàn)證等操作。密碼算法模塊202中可實(shí)現(xiàn)的算法包括DAC值運(yùn)算、DAC驗(yàn)證、MAC值運(yùn)算、MAC驗(yàn)證、對稱密鑰加密、對稱密鑰解密、RSA公鑰加密、RSA公鑰解密、RSA公鑰簽名、RSA私鑰加密、RSA私鑰解密、RSA私鑰簽名、生成對稱密鑰、生成RSA密鑰、生成主密鑰、用主密鑰解密導(dǎo)入密鑰、用主密鑰加密導(dǎo)出密鑰、用RSA私鑰解密導(dǎo)入密鑰、用公鑰加密導(dǎo)出密鑰、裝入主密鑰、裝入RSA密鑰、裝入RSA公鑰、更新主密鑰口令、更新主密鑰等。
算法接口模塊203，是所述密碼算法模塊202中封裝的各種算法的應(yīng)用接口，以應(yīng)用程序接口的方式向業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各個(gè)層級提供與密碼有關(guān)的服務(wù)。當(dāng)所述密鑰管理模塊201、密鑰協(xié)商模塊204和日志管理模塊205需要使用算法處理時(shí)，通過算法接口模塊203調(diào)用密碼算法模塊202中的相應(yīng)算法。
密鑰協(xié)商模塊204，用于提供對稱密鑰協(xié)商功能。對稱密鑰采用RSA算法協(xié)商產(chǎn)生，用于對業(yè)務(wù)系統(tǒng)各個(gè)層級間的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的機(jī)密性，防止數(shù)據(jù)被非法獲取。密鑰協(xié)商過程基于SSL(Secure Socket Layer，安全套接層)協(xié)議，并通過RSA密鑰對加密。RSA密鑰初始時(shí)由各層的上級節(jié)點(diǎn)下發(fā)，并調(diào)用安全管理模塊206提供的功能裝入系統(tǒng)，也可以重新協(xié)商產(chǎn)生。
日志管理模塊205，用于將安全控制系統(tǒng)的各類操作記入日志文件，如記錄訪問者IP地址及登錄、退出等操作信息，以及數(shù)據(jù)庫的任何改動操作。而且，對日志信息設(shè)置MAC密鑰，在讀取日志文件信息時(shí)，通過計(jì)算日志信息的MAC值，并與MAC密鑰比較，驗(yàn)證所述日志信息是否被修改，確保日志文件的完整性。參照圖4，是本發(fā)明所述日志管理模塊205所實(shí)現(xiàn)的各類操作。
優(yōu)選設(shè)置安全管理模塊206，用于對所述信息安全控制系統(tǒng)提供統(tǒng)一管理，可實(shí)現(xiàn)操作包括啟動安全系統(tǒng)、停止安全系統(tǒng)、輸入配置文件名、更新主密鑰口令、所有節(jié)點(diǎn)密鑰列表、系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)數(shù)據(jù)恢復(fù)、手工安裝RSA協(xié)商結(jié)果、安裝新節(jié)點(diǎn)RSA公鑰等。
所述安全管理模塊206實(shí)現(xiàn)了授權(quán)訪問和身份識別，操作員進(jìn)入業(yè)務(wù)系統(tǒng)必須提供識別號和口令，經(jīng)安全管理模塊206驗(yàn)證通過后才能進(jìn)行操作。同時(shí)，由安全管理模塊206通過操作員權(quán)限控制表實(shí)現(xiàn)按權(quán)限訪問，不同權(quán)限所有者可進(jìn)行不同級別的操作。所述管理方式，可以減少業(yè)務(wù)系統(tǒng)被非法侵入的可能。而且，安全管理模塊206還對數(shù)據(jù)庫設(shè)置訪問口令，并加密保存所述口令和客戶密碼。
優(yōu)選設(shè)置錯(cuò)誤處理模塊207，用于對信息安全控制系統(tǒng)產(chǎn)生的各種錯(cuò)誤進(jìn)行處理，如數(shù)據(jù)加解密錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)亂碼、線路中斷、對方宕機(jī)、對方進(jìn)程宕掉等意外情況，采取通知管理員、斷開連接、自動恢復(fù)、人工干預(yù)等處理措施。參照圖5，是本發(fā)明所述錯(cuò)誤處理模塊207所實(shí)現(xiàn)的各類操作。
本發(fā)明提供的信息安全控制系統(tǒng)部署在業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各個(gè)層級，實(shí)現(xiàn)方式靈活，擴(kuò)展方便，可以根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的特性增加縱向分層，或者橫向增加機(jī)器數(shù)目。而且，所述信息安全控制系統(tǒng)易于操作和維護(hù)，能夠適應(yīng)各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
下面從信息傳輸、信息存儲、信息授權(quán)幾個(gè)方面詳細(xì)說明信息安全控制系統(tǒng)在各個(gè)分層的情況。參照圖6，是本發(fā)明所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)慕y(tǒng)一分層模式示意圖。業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)在運(yùn)行中心與一級運(yùn)行分中心、一級運(yùn)行分中心與二級運(yùn)行分中心之間傳輸?shù)倪^程中，為保證數(shù)據(jù)的保密性和完整性，需要加以嚴(yán)格保護(hù)，防止數(shù)據(jù)泄露。為便于系統(tǒng)開發(fā)與維護(hù)，對不同層級的通訊采用統(tǒng)一的模式，如圖6所示。
本發(fā)明將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸分為通訊層601，安全傳輸層602，業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層603和控制層604。其中，所述通訊層601用于屏蔽不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，為安全傳輸層603提供網(wǎng)絡(luò)連接、發(fā)送、接收等服務(wù)；所述安全傳輸層602用于為業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層603提供安全的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，利用密碼算法模塊202進(jìn)行加解密；密碼算法模塊為其他層提供加密、解密、隨機(jī)數(shù)生成等與密碼有關(guān)的服務(wù)，通過算法接口模塊203調(diào)用實(shí)現(xiàn)；所述業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層603用于執(zhí)行各種應(yīng)用邏輯，利用安全傳輸層602與其他節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，不需要考慮網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)加密等細(xì)節(jié)問題；所述控制層604用于對系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)的意外進(jìn)行通知管理員、斷開連接、自動恢復(fù)、人工干預(yù)等錯(cuò)誤處理，由錯(cuò)誤處理模塊207實(shí)現(xiàn)。
由于采用了上述分層結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層的設(shè)計(jì)可以集中在應(yīng)用邏輯處理上，無需考慮網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)加密等細(xì)節(jié)，簡化了應(yīng)用層的設(shè)計(jì)，并使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單、清晰，便于擴(kuò)展與維護(hù)。
圖7是對圖6中安全傳輸層的詳細(xì)說明示意圖。安全傳輸層有兩種連接方式運(yùn)行中心與一級運(yùn)行分中心、一級運(yùn)行分中心與二級運(yùn)行分中心間的連接，均采用客戶端/服務(wù)器端(Client/Server)方式。二級運(yùn)行分中心作為Client向一級運(yùn)行分中心發(fā)起連接請求；一級運(yùn)行分中心作為Client向運(yùn)行中心發(fā)起連接請求。在連接過程中，完成雙方的身份驗(yàn)證和動態(tài)密鑰生成。在隨后的傳輸過程中，利用連接過程中生成的對稱密鑰，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性。
在安全傳輸層，信息安全控制系統(tǒng)部署了數(shù)據(jù)通訊接口模塊701和密鑰協(xié)商模塊204，以及相關(guān)密鑰信息的管理列表。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換時(shí)，Client先利用通訊層與Server建立連接，然后由雙方的密鑰協(xié)商模塊認(rèn)證雙方的身份，并產(chǎn)生對稱密鑰，對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層通過數(shù)據(jù)通訊接口模塊701，進(jìn)行加密數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。而密鑰協(xié)商模塊和數(shù)據(jù)通訊接口模塊701利用密碼算法模塊202完成數(shù)據(jù)的加密、解密、驗(yàn)證等操作。由于一級運(yùn)行中心既是Client又是Server，因此具有兩方面的功能。
本發(fā)明中，密鑰協(xié)商過程參考SSL協(xié)議，為了簡化實(shí)現(xiàn)方式，在達(dá)到所需的安全要求的同時(shí)，盡量使實(shí)現(xiàn)方式簡單高效，因此本方案不使用證書方式，只實(shí)現(xiàn)密鑰交換過程以及算法協(xié)商過程，這樣可避免系統(tǒng)證書申請、維護(hù)、證書更新、黑名單處理等一系列復(fù)雜過程。當(dāng)然，也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他安全通信協(xié)議，如SET(Secure Electronic Transaction，安全電子交易)協(xié)議等。
密鑰協(xié)商模塊在雙方進(jìn)行對稱密鑰的協(xié)商過程中，利用密碼算法模塊提供的RSA算法進(jìn)行加密。RSA算法是一個(gè)能同時(shí)用于加密和數(shù)字簽名的非對稱算法，所述非對稱算法是指加密和解密使用不同的密鑰。非對稱算法的密鑰分為二部分，通常稱為“公鑰”和“私鑰”(或者稱為“公開密鑰”和“秘密密鑰”)。公鑰和私鑰存在數(shù)學(xué)上的關(guān)系，使得用公鑰加密的數(shù)據(jù)只能用對應(yīng)的私鑰解密，用私鑰加密的數(shù)據(jù)只能用對應(yīng)的公鑰解密，但是從公鑰中推導(dǎo)出私鑰是很難的。RSA，DSA等算法都屬于非對稱算法。
本發(fā)明采用的是RSA算法，RSA密鑰對由上級節(jié)點(diǎn)生成并下發(fā)給下級節(jié)點(diǎn)。密鑰協(xié)商配置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下ClientClient的RSA密鑰對，Server的公鑰，協(xié)商生成的對稱密鑰；ServerServer的RSA密鑰對，Client的公鑰表，協(xié)商生成的對稱密鑰表。
在Server端，還需維持一個(gè)連接對照表，以便知道每個(gè)連接對應(yīng)的Client。由于一級運(yùn)行分中心既是Client又是Server，所以包含以上所有的數(shù)據(jù)。對應(yīng)上述Client和Server的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，參照圖8，是本發(fā)明所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)恼w框架圖，信息安全控制系統(tǒng)部署在業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各個(gè)分層。
在Client和Server的協(xié)商過程中，雙方首先利用RSA“公鑰”和“私鑰”實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名來認(rèn)證對方身份，Server可識別由Client發(fā)送的請求而排除其他節(jié)點(diǎn)處的請求，實(shí)現(xiàn)了安全問題中的抗否認(rèn)性。然后，雙方再協(xié)商產(chǎn)生對稱密鑰，并再次利用RSA“公鑰”和“私鑰”對協(xié)商過程加密，防止對稱密鑰在Client和Server間的傳輸過程中泄漏。由于RSA對稱密鑰的協(xié)商過程是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的算法，在此不再詳述。
優(yōu)選的，數(shù)據(jù)傳輸過程中還使用MAC驗(yàn)證，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被篡改。對要保護(hù)的多條數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)一定算法計(jì)算出MAC密鑰并保存。數(shù)據(jù)接收方在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，重新計(jì)算數(shù)據(jù)的MAC值，并與MAC密鑰比較，從而驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性。
在信息存儲方面，業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要以數(shù)據(jù)庫方式存儲。本發(fā)明通過安全管理模塊206設(shè)置數(shù)據(jù)庫訪問權(quán)限，操作員通過口令驗(yàn)證才能進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作。而且，操作員口令和客戶密碼都加密保存。但是，某些用戶尤其是一些內(nèi)部用戶仍可能非法獲取用戶名、口令字，或利用其他方法越權(quán)使用數(shù)據(jù)庫，甚至可以直接打開數(shù)據(jù)庫文件來竊取或篡改信息。因此，有必要對數(shù)據(jù)庫中存儲的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的安全保護(hù)。本發(fā)明對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)采用DAC驗(yàn)證，根據(jù)一定算法計(jì)算出每條要保護(hù)數(shù)據(jù)的DAC密鑰并保存，當(dāng)操作員進(jìn)入數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)時(shí)，再次計(jì)算DAC值，與DAC密鑰進(jìn)行比較驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否被篡改。
上述DAC和MAC的作用都是防止數(shù)據(jù)被篡改，但DAC是每條記錄產(chǎn)生一個(gè)DAC值，而MAC是多條記錄產(chǎn)生一個(gè)MAC值。DAC和MAC的應(yīng)用可根據(jù)實(shí)際情況選用，因此本發(fā)明對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)使用DAC驗(yàn)證和對傳輸數(shù)據(jù)使用MAC驗(yàn)證，只作為一種實(shí)施例進(jìn)行說明，不限定其他處理方法。
為了屏蔽數(shù)據(jù)加密、解密、驗(yàn)證等操作，簡化應(yīng)用層的邏輯，本發(fā)明采用了類似圖6所示的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆謱咏Y(jié)構(gòu)。參照圖9，是本發(fā)明所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全存儲的統(tǒng)一分層模式示意圖，將數(shù)據(jù)存取分為數(shù)據(jù)庫層901、數(shù)據(jù)存取層902、業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層903和控制層904。其中，數(shù)據(jù)庫層901用于保存各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存取層902用于接收業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層903的請求，完成數(shù)據(jù)庫存取，并利用密碼算法模塊202進(jìn)行DAC值計(jì)算和DAC驗(yàn)證等操作，為業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層903提供安全的數(shù)據(jù)存取服務(wù)；業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層903用于執(zhí)行各種業(yè)務(wù)邏輯，利用數(shù)據(jù)存取層902進(jìn)行數(shù)據(jù)庫安全操作；控制層904用于處理各種異常運(yùn)行錯(cuò)誤，部署錯(cuò)誤處理模塊207實(shí)現(xiàn)。
在信息授權(quán)方面，通過安全管理模塊206設(shè)置操作員身份識別和不同權(quán)限控制，防止非法者入侵系統(tǒng)。每個(gè)操作員擁有唯一的識別號，操作員進(jìn)入系統(tǒng)必須提供口令和識別號，經(jīng)安全管理模塊校驗(yàn)正確后方可進(jìn)行操作。操作員口令定期修改，口令過期前應(yīng)提示操作員修改口令，安全管理模塊中設(shè)置判斷，若過期不修改則禁止該操作員注冊。由安全管理模塊通過操作員權(quán)限限定表實(shí)現(xiàn)按權(quán)限訪問，不同權(quán)限所有者可進(jìn)行不同級別的操作，防止合法訪問者進(jìn)行超出權(quán)限的操作。
此外，關(guān)于密鑰管理和日志安全管理的內(nèi)容分別由上述密鑰管理模塊201和日志管理模塊205實(shí)現(xiàn)，在此不再詳述。
本發(fā)明提供的信息安全控制系統(tǒng)保證了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的機(jī)密性、完整性、防攻擊性及可用性、抗否認(rèn)性、身份識別及權(quán)限控制，確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)各個(gè)層級間的數(shù)據(jù)安全，并且能夠解決系統(tǒng)內(nèi)部人員的權(quán)限管理問題，以及來自外部接入系統(tǒng)的安全隱患問題。
以上對本發(fā)明所提供的一種信息安全控制系統(tǒng)，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種信息安全控制系統(tǒng)，用于對業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供安全保障，其特征在于，包括密鑰管理模塊、密碼算法模塊、密鑰協(xié)商模塊、算法接口模塊和日志管理模塊，其中密鑰管理模塊，用于管理各類密鑰的生成、傳輸和存儲，所述密鑰包括對稱密鑰、RSA密鑰對、數(shù)據(jù)庫DAC密鑰、MAC密鑰；密碼算法模塊，用于向密鑰協(xié)商模塊、密鑰管理模塊和日志管理模塊提供加密、解密、簽名、生成DAC和/或MAC碼、數(shù)據(jù)驗(yàn)證操作；算法接口模塊，用于向密鑰協(xié)商模塊、密鑰管理模塊和日志管理模塊提供密碼算法模塊中實(shí)現(xiàn)的各種操作的算法接口；密鑰協(xié)商模塊，用于利用RSA密鑰對協(xié)商產(chǎn)生對稱密鑰，所述對稱密鑰用于對傳輸過程中的數(shù)據(jù)加密；日志管理模塊，用于記錄各種操作日志，并設(shè)置MAC密鑰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括安全管理模塊，用于統(tǒng)一管理所述信息安全控制系統(tǒng)，并設(shè)置用戶身份識別和不同級別的操作權(quán)限。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述安全管理模塊設(shè)置數(shù)據(jù)庫登錄口令，并將所述口令加密保存。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括錯(cuò)誤處理模塊，用于處理所述信息安全控制系統(tǒng)產(chǎn)生的各種錯(cuò)誤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述密鑰管理模塊通過主密鑰對各類密鑰加密保存，并通過超級密鑰保護(hù)所述主密鑰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述密鑰協(xié)商模塊采用SSL協(xié)議進(jìn)行協(xié)商。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信息安全控制系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)系統(tǒng)的層次分級，對應(yīng)各層次采取安全控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述RSA密鑰對由業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的上級節(jié)點(diǎn)生成，并分發(fā)給下級節(jié)點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信息安全控制系統(tǒng)將業(yè)務(wù)系統(tǒng)各級節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸分為通訊層，業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層，位于通訊層和邏輯應(yīng)用層之間的安全傳輸層，以及對所述通訊層、業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層、安全傳輸層進(jìn)行錯(cuò)誤處理的控制層；其中，所述密鑰協(xié)商模塊和算法接口模塊部署在安全傳輸層，所述錯(cuò)誤處理模塊部署在控制層。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信息安全控制系統(tǒng)將業(yè)務(wù)系統(tǒng)各級節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)存取分為數(shù)據(jù)庫層，業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層，位于數(shù)據(jù)庫層和業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)存取層，以及對所述數(shù)據(jù)存取層進(jìn)行錯(cuò)誤處理的控制層；其中，所述錯(cuò)誤處理模塊部署在控制層。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信息安全控制系統(tǒng)支持可擴(kuò)展，采用橫向增加機(jī)器數(shù)目和縱向增加分層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種信息安全控制系統(tǒng)，以解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)存在的各種安全性問題，防止重要數(shù)據(jù)的泄漏和非法篡改。所述系統(tǒng)包括密鑰管理模塊，密鑰協(xié)商模塊，密碼算法模塊，算法接口模塊，日志管理模塊，安全管理模塊和錯(cuò)誤處理模塊。本發(fā)明提供的信息安全控制系統(tǒng)，能夠與業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密結(jié)合，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，完全按照業(yè)務(wù)系統(tǒng)的層次分級，各層次的業(yè)務(wù)邏輯有相對應(yīng)的安全控制，保障業(yè)務(wù)各個(gè)方面都得到不同安全機(jī)制的保護(hù)，安全技術(shù)措施覆蓋業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各個(gè)方面，包括數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)庫、文件、日志、操作認(rèn)證等，保證了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的機(jī)密性、完整性、防攻擊性及可用性、抗否認(rèn)性、身份識別及權(quán)限控制。
文檔編號H04L29/06GK101043335SQ200710079440
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者黃紹鵬, 曹祥建, 劉焱軍, 林莉萍, 安伯龍, 陳建靈, 翁志山, 雷霏, 張揚(yáng) 申請人:中國建設(shè)銀行股份有限公司