第5章:物理与环境安全技术
物理安全
1、物理安全威胁
- 自然安全威胁
- 地震、洪水、火灾、鼠害、雷电
- 人为安全威胁
- 盗窃、爆炸、毁坏、硬件攻击
2、物理安全保护
- 设备物理安全
设备物理安全的安全技术要素主要有设备的标志和标记、防止电磁信息泄露、抗电磁干扰、电源保护以及设备振动、碰撞、冲击适应性等方面。除此之外,还要确保设备供应链的安全及产品的安全质量,防止设备其他相关方面存在硬件木马和硬件安全漏洞。智能设备还要确保嵌入的软件是安全可信的。 - 环境物理安全
环境物理安全的安全技术要素主要有机房场地选择、机房屏蔽、防火、防水、防雷、防鼠.
防盗、防毁、供配电系统、空调系统、综合布线和区域防护等方面。 - 系统物理安全
系统物理安全的安全技术要素主要有存储介质安全、灾难备份与恢复、物理设备访问、设
备管理和保护、资源利用等。物理安全保护的方法主要是安全合规、访问控制、安全屏蔽、故障容错、安全监测与预警供应链安全管理和容灾备份等。
物理环境安全
1、防火
- 原因:电线破损、电气短路、抽烟失误、蓄意放火、接线错误、外部火情蔓延到机房内以及技术上或管理上的原因等
- 防护措施
- (1) 消除火灾隐患
- (2) 设置火灾报警系统
- (3) 配置灭火设备
- (4) 加强防火管理和操作规范
2、防水
防护措施
(1) 机房内不得铺设水管和蒸汽管道。若非铺设不可,则必须采取防渗漏措施
(2) 机房墙壁、天花板、地面应有防水、防潮性能
(3) 通有水管的地方应设置止水阀和排水沟
(4) 不要把机房设置在楼房底层或地下室,以防水侵蚀或受潮
(5)如有通往机房的电缆沟,要防止下雨时电缆沟进水漫到机房。通往机房地沟的墙壁和地面应能防水渗透
3、防震
防震措施
(1) 网络机房所在的建筑物应具有抗地震能力
(2) 网络机柜和设备要固定牢靠,并安装防震装置
(3) 加强安全操作管理
4、防盗
防盗措施
(1) 设置报警器
(2) 锁定装置
(3) 摄像监控
(4) 严格物理访问控制
(5) 安全监控:采用人脸识别技术,防止非授权人员进入重要的物理区域。
5、防鼠虫害
安全影响
(1) 啃食电缆: 造成漏电、电源短路
(2) 筑窝、排粪:造成断线、短路,部件腐蚀,接触不良
防护措施
(1) 尽量减少不必要的洞口或用后予以堵塞,封堵鼠虫出口洞口
(2) 在机房中可利用超声波驱鼠,或设置一些捕鼠器械
(3) 投放杀鼠药物,或在申缆上涂上环已基类防鼠剂
(4) 在电缆外施加毒饵,以消灭鼠虫,或利用搜鼠工具捕鼠
6、防雷
防雷措施
(1) 在网络设备所处的环境中安装避雷针
(2) 网络设备安全接地,并将该“地线”连通机房的地线网,以确保其安全保护作用
(3) 对重要网络设备安装专用防雷设施
7、防电磁
电磁防护
防止电磁干扰网络设备的正常运行
防止信息通过电磁泄漏
电磁防护措施
(1) 采用接地的方法:防止外界电磁干扰和设备寄生耦合干扰
(2) 采用屏蔽方法:对信号线、重要设备进行电磁屏蔽,减少外部电器设备的瞬间干扰以及防止电磁信号的泄漏
(3) 选择合适的场地:远离电磁干扰源
8、防静电
防护措施
(1) 人员服装采用不易产生静电的衣料,工作鞋选用低阻值材料制作
(2) 控制机房温、湿度,使其保持在不易产生静电的范围内
(3) 机房地板从地板表面到接地系统的阻值,应能保证防止人身触电和产生静电
(4) 机房中使用的各种工作台、柜等,应选择产生静电小的材料
(5) 在进行网络设备操作时,应戴防静电手套
9、安全供电
防护措施:
(1) 专用供电线路:重要的网络设备、服务器使用专用供电线路,避免干扰
(2) 不间断电源(UPS):使用 UPS 为网络中的重要设备供电,不仅能解决停电问题,而且能应对各种瞬变、噪声、电压下降。但是,UPS 蓄电池的供电时间有限,不能长时间供电
(3) 备用发电机:在发生长时间的断电,而网络必须运转时,启动备用发电机
机房安全
1、机房功能区域组成
- 一般来说,机房的组成是根据计算机系统的性质、任务、业务量大小、所选用计算机设备的类型以及计算机对供电、空调、空间等方面的要求和管理体制而确定的。
- 计算机机房可选用下列房间(允许一室多用或酌情增减)
- (1) 主要工作房间:主机房、终端室等
- (2) 第一类辅助房间:低压配电间、不间断电源室、蓄电池室、空调机室、发电机室、气体钢瓶室、监控室等
- (3) 第二类辅助房间:资料室、维修室、技术人员办公室
2、机房安全等级划分
- A 级:计算机系统运行中断后,会对国家安全、社会秩序、公共利益造成严重损害的:对计算机机房的安全有严格的要求,有完善的计算机机房安全措施
- B 级:计算机系统运行中断后,会对国家安全、社会秩序、公共利益造成较大损害的:对计算机机房的安全有较严格的要求,有较完善的计算机机房安全措施
- C 级:不属于 A、B 级的情况;对计算机机房的安全有基本的要求,有基本的计算机机房安全措施
3、机房场地选择要求
- 环境安全性:应避开危险来源区、环境污染区、盐雾区、落雷区域等
- 地质可靠性:不要建在杂填土、淤泥、流砂层以及地层断裂的地质区域上;建在山区的计算机房,应避开滑坡、泥石流、雪崩和溶洞等地质不牢靠的区域;建在矿区的计算机房,应避开采矿崩落区地段,也应避开有开采价值的矿区;应避开低洼、潮湿区域。
- 场地抗电磁干扰性
- 应避开强振动源和强噪声源
- 应避免设在建筑物的高层以及用水设备的下层或隔壁
4、数据中心建设与设计要求
按照规模大小可将数据中心分为三类
- 超大型数据中心:规模 ≥ 10000 个标准机架的数据中心
- 大型数据中心:规模 ≥3000,<10000
- 中小型数据中心:规模 < 3000 个标准机架
5、互联网数据中心(IDC)
- 组成
- 机房基础设施、网络系统、资源系统、业务系统、管理系统、安全系统
- IDC等级及要求
- R1级:IDC 机房的机房基础设施和网络系统的主要部分应具备一定的冗余能力,机房基础设施和网络系统可支撑的 IDC 业务的可用性不应小于 99.5%;
- R2级:IDC 机房的机房基础设施和网络系统应具备几余能力,机房基础设施和网络系统可支撑的 IDC 业务的可用性不应小于 99.9%:
- R3级:IDC 机房的机房基础设施和网络系统应具备容错能力,机房基础设施和网络系统可支撑的 IDC 业务的可用性不应小于 99.99%。
通信线路安全
1、主要威胁
- 网络通信线路被切断
网络通信线路被鼠虫咬断、被人为割断、自然灾害损坏等 - 网络通信线路被电磁干扰
网络通信线路受到电磁干扰而非正常传输信息。 - 网络通信线路泄露信息
网络通信线路泄漏电磁信号,导致通信线路上的传输信息泄密
2、通信线路安全防护
- 一是网络通信设备:对重要的核心网络设备,例如路由器、交换机,为了防止这些核心设备出现单点安全故障,一般采取设备冗余,即设备之间互为备份。
- 二是网络通信线路:采取多路通信
设备实体安全
1、主要威胁
- 设备实体环境关联安全威胁
- 设备实体被盗取或损害
- 设备实体受到电磁干扰
- 设备供应链条中断或延缓
- 设备实体的固件部分遭受攻击
- 设备遭受硬件攻击
- 设备实体的控制组件安全威胁
2、设备实体安全防护
- 设备的标志和标记
- 设备电磁辐射防护
- 设备静电及用电安全防护
- 设备磁场抗扰
- 设备环境安全保护
- 设备适应性与可靠性保护
3、硬件攻击防护
- 硬件木马检测
- 检测方法
- 反向分析法:通过逆向工程方法将封装(或管芯)的芯片电路打开,逐层扫描拍照电路,然后使用图形分析软件和电路提取软件重建电路结构图,将恢复出的设计与原始设计进行对比分析,以检测硬件木马
- 功耗分析法:通过获取芯片的功耗特征,通过 K.L 扩展分析法生成芯片指纹,再将待测芯片与“纯净芯片”的功耗特征进行比对,以判断芯片是否被篡改
- 侧信道分析法:通过比对电路中的物理特性和旁路信息的不同,发现电路的变化,其技术原理是任何硬件电路的改变都会反映在一些电路参数上,如功率、时序、电磁、热等
- 反向分析法:通过逆向工程方法将封装(或管芯)的芯片电路打开,逐层扫描拍照电路,然后使用图形分析软件和电路提取软件重建电路结构图,将恢复出的设计与原始设计进行对比分析,以检测硬件木马
- 检测方法
- 硬件漏洞处理
- 硬件漏洞不同于软件漏洞,其修补具有不可逆性
- 通常方法是破坏漏洞利用条件,防止漏洞被攻击者利用
存储介质安全
1、主要威胁
- 存储管理失控
- 存储数据泄密
- 存储介质及存储设备故障
- 存储介质数据非安全删除
- 恶意代码攻击
2、安全防护
- 强化存储安全管理
- 数据存储加密保存
- 容错容灾存储技术