■ 成都醫(yī)學院 陳躍輝

2018 年6 月國家標準《智慧校園總體框架》發(fā)布，為智慧校園建設提供了科學的指導。智慧校園建設可以集成教學管理、科研管理、網(wǎng)上辦公、網(wǎng)上教學等多個系統(tǒng)，為師生提供便捷服務，提高學校信息化建設水平。作為一個高度開放的信息空間，智慧校園面臨著一定的安全威脅，需要著力構建一個健全的安全防護體系。在這一過程中，大數(shù)據(jù)技術可以發(fā)揮積極的作用，全面提升智慧校園的網(wǎng)絡安全性能。

智慧校園網(wǎng)絡安全現(xiàn)狀

隨著數(shù)字時代的來臨，網(wǎng)絡已經(jīng)滲透到社會生產(chǎn)生活的各個方面，在帶來巨大便利的同時，網(wǎng)絡安全也成為人們必須重視和面對的一個問題。在智慧校園建設中，面臨著一定的網(wǎng)絡安全隱患，尤其隨著智慧系統(tǒng)的集成化程度越來越高，數(shù)據(jù)分布式存儲和集中管理對安全防范提出了很高的要求，信息泄露、信息被破壞、非法使用、非法竊取信息資源、黑客攻擊、特洛伊木馬等安全隱患問題不容忽視。

當前，校園網(wǎng)絡具有覆蓋范圍大、網(wǎng)絡結構復雜、軟硬件綜合集成等特點，系統(tǒng)內(nèi)外部的風險因素眾多，潛在的安全風險具有不可預知性。而隨著大數(shù)據(jù)技術等先進技術手段的應用，校園網(wǎng)絡安全涉及到的技術更加復雜，管控難度越來越大。大數(shù)據(jù)技術等高新技術手段的應用，雖然在很大程度上提升了校園網(wǎng)絡的智能化水平，但也可能帶來信息濫用、信息侵權等問題。

目前智慧校園網(wǎng)絡安全防護體系建設廣泛采用的安全技術主要有訪問控制技術、入侵檢測技術、防火墻等，現(xiàn)有的防護措施側重于網(wǎng)絡層和連接層的防御，對應用層的防范力度十分有限，難以有效監(jiān)控、識別和攔截應用層的攻擊行為，且網(wǎng)絡安全防護設備部署分散，難以協(xié)同管理，管控策略往往滯后于破壞行為，依然處于被動防御的階段，難以提前發(fā)現(xiàn)和預測安全風險。

因此，針對智慧校園的網(wǎng)絡安全防護，需要采用整體安全防護策略，積極構建管理安全體系和技術安全體系。管理安全體系建設包括健全管理制度、加強人員培訓等內(nèi)容，而技術安全體系建設要積極引進先進的技術手段，確保智慧校園網(wǎng)絡的物理安全、環(huán)境安全、系統(tǒng)安全和信息安全，其中大數(shù)據(jù)技術可以發(fā)揮積極的作用。

大數(shù)據(jù)技術在網(wǎng)絡安全分析中的應用

在智慧校園網(wǎng)絡安全分析工作中，應用大數(shù)據(jù)技術可以提高信息數(shù)據(jù)傳輸效率，提升網(wǎng)絡安全分析準確度和深廣度。智慧校園背景下數(shù)據(jù)的爆炸式增長對數(shù)據(jù)信息傳輸效率提出了更高的要求，采用大數(shù)據(jù)技術可以大幅度提升數(shù)據(jù)存儲量和傳輸效率；可以從多個角度、不同方面對數(shù)據(jù)進行分析處理，提升網(wǎng)絡安全分析的準確度；可以從大規(guī)模、低價值密度的大數(shù)據(jù)中挖掘出有效信息，更加全面、深入地分析數(shù)據(jù)，提升網(wǎng)絡安全分析的深度和廣度。

1.基于大數(shù)據(jù)技術的網(wǎng)絡安全分析系統(tǒng)

為了有效發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術的作用，需要基于大數(shù)據(jù)技術構建網(wǎng)絡安全分析系統(tǒng)，分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)分析層、數(shù)據(jù)訪問層和數(shù)據(jù)應用層。數(shù)據(jù)采集層負責全面采集大量有效的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)處理層對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲，數(shù)據(jù)分析層通過數(shù)據(jù)挖掘等方法對數(shù)據(jù)信息進行分析處理，數(shù)據(jù)訪問層提供查詢功能，數(shù)據(jù)應用層提供所需的數(shù)據(jù)應用服務。

為了實現(xiàn)上述功能，需要建立以下模塊內(nèi)容：

第一，數(shù)據(jù)采集與存儲模塊。需要安裝分布式采集器，以便于采集系統(tǒng)硬件設備和軟件行為的數(shù)據(jù)信息，并將采集到的數(shù)據(jù)存放在適合的位置。隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展與應用，需要采集和存儲的數(shù)據(jù)信息越來越多，不僅要做好入侵檢測等常規(guī)防護，還要注意提升系統(tǒng)的硬件性能，提升服務器、存儲器的辦公能力，做好檢查維護工作，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與存儲功能的正常。

第二，數(shù)據(jù)分析模塊。在大數(shù)據(jù)分布式處理的基礎上，需要構建數(shù)據(jù)分析模塊，從多維度分析處理數(shù)據(jù)信息，確保數(shù)據(jù)處理分析高效穩(wěn)定。第三，數(shù)據(jù)展示模塊。需要基于用戶視角構建展示模塊，為用戶提供更加便捷、優(yōu)質(zhì)的服務，保障用戶可以有效使用網(wǎng)絡安全系統(tǒng)。

2.核心技術

第一，數(shù)據(jù)采集。借助大數(shù)據(jù)技術，可以基于ETL 對數(shù)據(jù)實現(xiàn)離線采集，或利用Flume 等對數(shù)據(jù)進行實時采集，還可以借助Crawler 等進行互聯(lián)網(wǎng)采集。

第二，數(shù)據(jù)存儲。借助大數(shù)據(jù)技術，可以對采集到的數(shù)據(jù)信息根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)模、種類等進行區(qū)分，以適合的存儲形式進行存儲，提升數(shù)據(jù)存儲和查詢的有序性和效率。例如日志數(shù)據(jù)等原始數(shù)據(jù)信息可以采用列式存儲方式，從而大幅度提升數(shù)據(jù)查詢效率。標準化處理后的數(shù)據(jù)應先進行分布式計算再進行列式存儲，即時性數(shù)據(jù)先進行流式計算再進行列式存儲。

第三，數(shù)據(jù)查詢。應用大數(shù)據(jù)技術，可以顯著提升查詢指令的反應和處理速度。例如，基于Map Reduce的查詢模塊可以對查詢指令分節(jié)點處理，最后整合所有的處理結果，使數(shù)據(jù)查詢更加高效。

第四，數(shù)據(jù)分析。應用大數(shù)據(jù)技術，可以對數(shù)據(jù)信息進行深入挖掘，提升數(shù)據(jù)分析的工作效率。例如對于實時數(shù)據(jù)可以通過流式計算、關聯(lián)分析算法等完成即時分析、監(jiān)控和處理，快速發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的異常信息；對于統(tǒng)計結果可以通過分布式存儲與計算，使用多種數(shù)據(jù)處理技術進行深入分析處理，發(fā)揮網(wǎng)絡安全分析系統(tǒng)的風險分析等功能。大數(shù)據(jù)技術尤為擅長處理復雜數(shù)據(jù)，可以從流量、DNS訪問特性上入手，也可以利用發(fā)散性關聯(lián)分析法等手段，提升數(shù)據(jù)分析能力，在處理多源異構數(shù)據(jù)、安全隱患等問題時準確高效，在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)安全漏洞后還可根據(jù)內(nèi)網(wǎng)信息快速檢測出隱患位置。

3.網(wǎng)絡安全防范機制

在網(wǎng)絡安全分析工作中，需要利用大數(shù)據(jù)技術做好數(shù)據(jù)管理，充分發(fā)揮DNS記錄等數(shù)據(jù)信息的作用，找到數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性，準確定位病毒等安全問題出現(xiàn)的主機位置，通過系統(tǒng)化分析完善安全防護工作。

以防范DDoS 攻擊為例，利用大數(shù)據(jù)技術搜集相關信息進行針對性分析，獲得攻擊源相關位置信息，通過查詢獲得準確的攻擊信息，對得到的信息進行安全處理和分析，以攻擊對象路由器為起點開展訪問，完成對所有相關節(jié)點的訪問分析。針對主機入侵的檢測，可以利用大數(shù)據(jù)技術挖掘歷史數(shù)據(jù)信息，識別攻擊源的相關信息，查詢?nèi)罩緮?shù)據(jù)庫中信息，與惡意URL 庫進行比對，確認被入侵主機是否為新的攻擊源。

4.大數(shù)據(jù)技術應用的建議

在校園網(wǎng)絡安全防護工作中應用大數(shù)據(jù)技術，需要采用先進的數(shù)據(jù)采集和存儲等技術手段，提高數(shù)據(jù)采集、存儲、分析的效率和可靠性。在此基礎上，還要做好管理層面的安全工作，完善智慧校園管理制度，加強網(wǎng)絡系統(tǒng)操作人員的培訓，做好軟硬件設備的檢查維護工作，為有效防范網(wǎng)絡安全風險奠定良好的基礎。

結語

綜上所述，大數(shù)據(jù)時代背景下學校教育管理工作迎來了巨大的轉變，智慧校園建設為提升教育教學水平做出了突出的貢獻，也對網(wǎng)絡安全防護工作提出了更高的要求。在網(wǎng)絡安全防護體系建設過程中，應積極引入大數(shù)據(jù)技術等先進技術手段，在提高數(shù)據(jù)采集、分析能力的同時，為網(wǎng)絡安全分析工作的順利開展提供技術支持，切實有效地提高網(wǎng)絡安全防護水平。