肖偉鋼

摘要：云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，促使越來越多的政企組織開始建設(shè)私有云，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用遷移至云平臺(tái)。面對(duì)日趨嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全形勢(shì)，為滿足用戶關(guān)于數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)的迫切需求，本研究對(duì)當(dāng)前私有云環(huán)境中的安全隱患進(jìn)行了簡要分析，從網(wǎng)絡(luò)邊界防護(hù)、強(qiáng)化虛擬化安全、數(shù)據(jù)備份與容災(zāi)、運(yùn)維體系構(gòu)建等方面提出了防護(hù)策略。

關(guān)鍵詞：私有云；網(wǎng)絡(luò)安全；防護(hù)策略

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速，云計(jì)算技術(shù)已從一個(gè)新興趨勢(shì)發(fā)展為政企IT架構(gòu)的核心組成部分。作為云計(jì)算的一個(gè)子集，私有云允許政企在內(nèi)部環(huán)境中部署云解決方案，從而更好地控制數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序。這種控制能力為政企提供了數(shù)據(jù)主權(quán)、合規(guī)性和性能優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，私有云也引入了新的安全考慮因素，尤其是在網(wǎng)絡(luò)層面。如今，網(wǎng)絡(luò)攻擊的復(fù)雜性和頻率不斷增加，了解私有云的威脅并制定有效的防護(hù)策略已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急[1]。

一、私有云平臺(tái)概念

私有云平臺(tái)，通常簡稱為私有云，是一種為特定組織所獨(dú)立建立與運(yùn)營的云計(jì)算環(huán)境。與公有云不同，私有云并不是為廣大公眾提供服務(wù)的，而是專為某個(gè)組織量身定制，以滿足其個(gè)性化的業(yè)務(wù)和技術(shù)需求。私有云可以部署在組織數(shù)據(jù)中心的防火墻內(nèi)，也可以部署在主機(jī)托管場所。其核心屬性是專有資源，同時(shí)具備云計(jì)算的三層架構(gòu)，即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）。

二、私有云平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)國內(nèi)某權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)發(fā)布的中國私有云市場研究報(bào)告，近年來，云計(jì)算市場的主要驅(qū)動(dòng)力從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)逐步向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)移，上云企業(yè)也呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，逐漸滲透到傳統(tǒng)企業(yè)。未來數(shù)字政府和智慧城市建設(shè)將全面滲透，政務(wù)云、交通云、醫(yī)療云、能源云等的發(fā)展將出現(xiàn)高速增長態(tài)勢(shì)，這些場景將促使建設(shè)更大規(guī)模的私有云，私有云即將迎來較快的增長期。中國私有云市場將保持高速增長，增速維持在30%以上，預(yù)計(jì)到2024年中國私有云市場規(guī)模將達(dá)到2768.2億元[1]。

盡管私有云具備諸多優(yōu)勢(shì)，其發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)，包括系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)的復(fù)雜性、較高的初始投資和專業(yè)知識(shí)的需求。云計(jì)算技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步以及供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)的成熟為這些問題提供了解決方案。在全球范圍內(nèi)，供應(yīng)商推出了眾多創(chuàng)新技術(shù)，如自動(dòng)化工具、微服務(wù)架構(gòu)和容器技術(shù)等，進(jìn)一步提高了私有云的效率和可靠性。私有云在滿足特定業(yè)務(wù)需求、保障數(shù)據(jù)安全性和隱私性上的核心優(yōu)勢(shì)，確立了其在云計(jì)算領(lǐng)域的重要地位[2]。

三、私有云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)安全威脅分析

（一）常見的網(wǎng)絡(luò)安全威脅和攻擊類型

私有云平臺(tái)作為專為特定組織定制的云計(jì)算環(huán)境，雖然在某種程度上能夠提供更高的數(shù)據(jù)隱私和安全性，但仍然面臨多種網(wǎng)絡(luò)安全威脅和攻擊。以下是可能出現(xiàn)的幾種威脅和攻擊：1.分布式拒絕服務(wù)攻擊（DDoS）：通過大量的請(qǐng)求從多個(gè)源目標(biāo)私有云資源，導(dǎo)致其服務(wù)不可用或運(yùn)行緩慢。2.惡意軟件與勒索軟件：惡意軟件可以對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行未授權(quán)的訪問或使用，而勒索軟件會(huì)加密關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并要求支付贖金以獲取解密密鑰。3.側(cè)信道攻擊：在物理層面，一些攻擊者會(huì)試圖從虛擬機(jī)或物理設(shè)備中悄悄提取信息，而非直接攻擊系統(tǒng)，這是私有云環(huán)境中可能遭遇的高級(jí)持續(xù)威脅。4.虛擬化漏洞：虛擬化技術(shù)是私有云的重要組件之一，與它相關(guān)的軟、硬件可能存在漏洞，攻擊者可利用這些漏洞執(zhí)行未授權(quán)操作，從而威脅到整個(gè)云環(huán)境的安全。5.配置錯(cuò)誤：不恰當(dāng)?shù)陌踩渲每赡軙?huì)為攻擊者提供不必要的訪問權(quán)限。例如，開放了不必要的網(wǎng)絡(luò)端口或未對(duì)特定服務(wù)進(jìn)行身份驗(yàn)證都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露或其他安全事件。6.權(quán)限過度分配：在私有云環(huán)境中，如果用戶或應(yīng)用程序被賦予超出其業(yè)務(wù)需求的權(quán)限，它們可能會(huì)成為攻擊的跳板或被惡意軟件利用。7.內(nèi)部威脅：內(nèi)部威脅可能來自惡意的員工或第三方合作伙伴，他們會(huì)濫用權(quán)限，盜取、篡改或銷毀數(shù)據(jù)。

（二）私有云平臺(tái)面臨的特定安全威脅

私有云平臺(tái)相對(duì)于公共云和混合云，擁有其獨(dú)特的安全考量。由于私有云主要在組織內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，它面臨的威脅與一般的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境存在差異。以下列舉了私有云平臺(tái)所特有的一些安全威脅：1.數(shù)據(jù)集中化的風(fēng)險(xiǎn)：私有云通常意味著數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)，這使得它容易成為攻擊者的主要目標(biāo)。未經(jīng)授權(quán)的內(nèi)部用戶可能會(huì)嘗試訪問存儲(chǔ)在私有云中的敏感數(shù)據(jù)。2.虛擬機(jī)逃逸：虛擬機(jī)逃逸是指攻擊者從一個(gè)虛擬機(jī)中破解到底層的宿主機(jī)。攻擊者可能利用虛擬化軟件中的漏洞，從一個(gè)受限的虛擬環(huán)境進(jìn)入到物理服務(wù)器上，進(jìn)而威脅到其他所有虛擬機(jī)。3.資源池中的攻擊：私有云的資源經(jīng)常被池化，以供不同的業(yè)務(wù)部門使用。攻擊者可以對(duì)一個(gè)資源池中的應(yīng)用進(jìn)行攻擊，從而影響該資源池中的所有應(yīng)用。4.API與界面的漏洞：管理私有云所需的API和界面可能存在安全漏洞。未經(jīng)加密的API通信可能會(huì)被竊聽，導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露或被篡改。

四、私有云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)策略

（一）加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)邊界防護(hù)

1.完善網(wǎng)絡(luò)訪問控制策略

私有云平臺(tái)中的網(wǎng)絡(luò)訪問控制策略對(duì)于限制和管理對(duì)云資源的訪問起到核心作用。通過完善網(wǎng)絡(luò)訪問控制策略，組織能夠自定義和實(shí)施訪問控制規(guī)則，以管理各種實(shí)體如何與云中的資源進(jìn)行交互?；诮巧脑L問控制（RBAC）為組織提供了一個(gè)框架，允許為不同角色分配特定權(quán)限。這些角色通常與組織內(nèi)的職務(wù)對(duì)應(yīng)，如系統(tǒng)管理員、開發(fā)人員或業(yè)務(wù)分析師等?；赗BAC的策略中，角色被分配一組權(quán)限，而實(shí)體則被分配角色。這意味著，實(shí)體的訪問權(quán)限是基于其所分配的角色來定義的。

2.部署入侵檢測系統(tǒng)

私有云平臺(tái)的安全架構(gòu)需要集成入侵檢測和防護(hù)系統(tǒng)（IDPS）來監(jiān)視并對(duì)潛在的惡意活動(dòng)做出響應(yīng)。這些系統(tǒng)為組織提供了深度視野，能夠識(shí)別、應(yīng)對(duì)各種來源的安全威脅。入侵檢測系統(tǒng)（IDS）旨在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，并在檢測到異常或可疑行為時(shí)生成警報(bào)，通過分析以確定是否存在真正的威脅。例如，若系統(tǒng)檢測到從一個(gè)特定源地址發(fā)出的大量請(qǐng)求，則標(biāo)記該行為為泛洪攻擊。

3.建立強(qiáng)密碼策略

一個(gè)強(qiáng)密碼策略對(duì)于保護(hù)私有云平臺(tái)的安全非常重要。組織應(yīng)該制定密碼策略要求用戶創(chuàng)建和使用強(qiáng)密碼。強(qiáng)密碼應(yīng)該由一系列大小寫字母、數(shù)字和特殊字符組成，并且長度應(yīng)足夠長，以加大密碼破解的難度。此外，組織還可以要求用戶定期更改密碼，以防止密碼被猜測或泄露。

4.加密敏感數(shù)據(jù)

私有云平臺(tái)中存儲(chǔ)的敏感數(shù)據(jù)可能包含用戶信息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，因此保護(hù)這些數(shù)據(jù)的安全至關(guān)重要。一種有效的方法是使用加密算法對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，在傳輸和存儲(chǔ)過程中保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性。只有授權(quán)的用戶才能解密和訪問這些數(shù)據(jù)，從而降低數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

5.定期進(jìn)行安全審計(jì)

私有云平臺(tái)的安全審計(jì)是保障安全的一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。組織應(yīng)定期對(duì)云平臺(tái)進(jìn)行內(nèi)部和外部的安全審計(jì)，以識(shí)別潛在的漏洞和安全風(fēng)險(xiǎn)。安全審計(jì)可以檢測到未經(jīng)授權(quán)的訪問、異常行為或其他安全漏洞，并采取及時(shí)的措施進(jìn)行處理。同時(shí)，安全審計(jì)還有助于組織了解其安全措施的有效性，并根據(jù)需要進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

（二）強(qiáng)化虛擬化安全隔離、加密、審計(jì)

1.合理應(yīng)用虛擬局域網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離

考慮到不同業(yè)務(wù)和應(yīng)用可能在同一物理基礎(chǔ)設(shè)施中共存，虛擬局域網(wǎng)（VLAN）的應(yīng)用為網(wǎng)絡(luò)隔離提供了一種高效方法。虛擬局域網(wǎng)允許組織從邏輯層面分割物理網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)建多個(gè)獨(dú)立的廣播域。通過此策略，數(shù)據(jù)流量得以在特定的邏輯網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部運(yùn)行，避免與其他網(wǎng)絡(luò)交匯，從而確保了更高的安全性。

2.加密虛擬機(jī)內(nèi)核與存儲(chǔ)

對(duì)于虛擬機(jī)內(nèi)核的加密，其涉及保護(hù)虛擬機(jī)的運(yùn)行環(huán)境，確保惡意軟件或其他潛在威脅不能直接訪問或修改虛擬機(jī)的核心組件。利用硬件輔助的安全模塊，可以在虛擬機(jī)啟動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)內(nèi)核完整性驗(yàn)證和加密，使得任何未經(jīng)授權(quán)的嘗試都無法對(duì)其進(jìn)行修改。在存儲(chǔ)方面，保障數(shù)據(jù)在靜態(tài)狀態(tài)下的安全至關(guān)重要。對(duì)磁盤上的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密，可以確保只有持有正確密鑰的實(shí)體才能夠訪問存儲(chǔ)的信息。

3.加強(qiáng)虛擬化環(huán)境審計(jì)

在虛擬化環(huán)境中，對(duì)虛擬機(jī)、虛擬網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)及用戶操作的日志進(jìn)行集中管理與深度分析是必不可少的。利用安全信息和事件管理（SIEM）系統(tǒng)，可以對(duì)日志進(jìn)行全面解讀，進(jìn)而發(fā)掘潛在的異常行為。虛擬化環(huán)境的訪問審計(jì)需要詳盡地記錄所有的訪問行為，確保只有經(jīng)授權(quán)的實(shí)體才能進(jìn)入并進(jìn)行操作，未經(jīng)授權(quán)的訪問應(yīng)受到嚴(yán)格審查。對(duì)于虛擬化環(huán)境的配置變更，應(yīng)基于具體的業(yè)務(wù)需求，并在實(shí)施前履行審批手續(xù)。

（三）數(shù)據(jù)和應(yīng)用安全防護(hù)

1.數(shù)據(jù)備份機(jī)制

數(shù)據(jù)備份機(jī)制通常涉及將數(shù)據(jù)的備份存儲(chǔ)在與原始位置不同的地方，以減少單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。例如，將私有云中的數(shù)據(jù)定期備份到另一個(gè)物理位置的存儲(chǔ)中心，或?qū)⑵渫降搅硪粋€(gè)云服務(wù)提供商，即使原始數(shù)據(jù)中心遭受嚴(yán)重?fù)p害，數(shù)據(jù)仍舊可以從其他地方恢復(fù)。容災(zāi)技術(shù)則專注于在災(zāi)難發(fā)生后的迅速恢復(fù)，包括但不限于實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)復(fù)制、負(fù)載均衡技術(shù)以及故障轉(zhuǎn)移策略。例如，通過部署負(fù)載均衡器，在數(shù)據(jù)中心失效時(shí)自動(dòng)將流量重定向到另一個(gè)數(shù)據(jù)中心，保證用戶業(yè)務(wù)不受影響。

2.加強(qiáng)應(yīng)用代碼安全和漏洞修復(fù)

加強(qiáng)應(yīng)用代碼安全和及時(shí)修復(fù)已知漏洞是確保私有云平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件，也是確保用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程安全的基礎(chǔ)。在應(yīng)用代碼的編寫和維護(hù)過程中，安全性應(yīng)始終作為首要考量。采用靜態(tài)應(yīng)用程序安全測試（SAST）和動(dòng)態(tài)應(yīng)用程序安全測試（DAST）的方法，對(duì)代碼進(jìn)行深入的安全審核，能夠在代碼部署前及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的漏洞。SAST工具可以在開發(fā)階段識(shí)別出可能存在的SQL注入、跨站腳本攻擊（XSS）或其他安全漏洞，而DAST工具則在應(yīng)用運(yùn)行時(shí)檢測其表現(xiàn)，識(shí)別可能被忽視的安全隱患。對(duì)于已經(jīng)部署的應(yīng)用，持續(xù)地監(jiān)視和日志記錄能幫助迅速發(fā)現(xiàn)異常行為，從而采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。通過定期的依賴性檢查，可以發(fā)現(xiàn)并更新那些已知存在漏洞的第三方庫或組件。

3.訪問控制和身份認(rèn)證

建立完善的訪問控制和身份認(rèn)證機(jī)制是私有云平臺(tái)的關(guān)鍵之一。只有經(jīng)過身份認(rèn)證的用戶才能訪問和操作私有云系統(tǒng)中的資源。這可以通過使用強(qiáng)密碼規(guī)則和多因素身份驗(yàn)證等措施來增強(qiáng)安全性。此外，還可以實(shí)施基于角色的訪問控制（RBAC）或基于屬性的訪問控制（ABAC）等策略，確保用戶只能訪問其所需的資源，并限制潛在的惡意行為。

4.監(jiān)控和日志記錄

實(shí)時(shí)監(jiān)控和日志記錄對(duì)于發(fā)現(xiàn)異常行為和及時(shí)采取措施是至關(guān)重要的。通過使用安全信息和事件管理系統(tǒng)（SIEM）或其他監(jiān)控工具，可以實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)活動(dòng)、檢測潛在的威脅并生成報(bào)告。監(jiān)控可以實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)流量、用戶訪問、系統(tǒng)性能、異常行為等。同時(shí)，對(duì)這些活動(dòng)進(jìn)行歸檔和日志記錄，以便進(jìn)行后續(xù)審計(jì)和調(diào)查。

5.網(wǎng)絡(luò)安全和隔離

私有云環(huán)境通常由多個(gè)虛擬化實(shí)例組成，因此確保網(wǎng)絡(luò)安全和隔離是至關(guān)重要的。采用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)安全措施，如防火墻、入侵檢測和防御系統(tǒng)（IDS/IPS）、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）等，可以保護(hù)私有云平臺(tái)免受惡意攻擊和未經(jīng)授權(quán)的訪問。此外，使用虛擬化技術(shù)可以對(duì)各個(gè)虛擬實(shí)例進(jìn)行隔離，確保不同用戶之間的數(shù)據(jù)和資源相互隔離，提高整個(gè)云平臺(tái)的安全性。

（四）構(gòu)建安全運(yùn)維體系

1.樹牢安全防范意識(shí)

為確保信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，深入的安全培訓(xùn)對(duì)于運(yùn)維團(tuán)隊(duì)、開發(fā)人員以及其他相關(guān)人員至關(guān)重要。定期進(jìn)行安全教育和培訓(xùn)可以加深人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)威脅、風(fēng)險(xiǎn)以及相應(yīng)防護(hù)措施的理解，從而提升整個(gè)團(tuán)隊(duì)在日常工作中對(duì)網(wǎng)絡(luò)威脅的識(shí)別和響應(yīng)能力。通過系統(tǒng)性的培訓(xùn)，可以確保人員對(duì)各類網(wǎng)絡(luò)攻擊策略和手段有充分的認(rèn)知，并在實(shí)際工作中實(shí)施更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髁鞒?，以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。明確角色和權(quán)限的定義，為員工在日常工作中提供一個(gè)明確的操作邊界，使得每一位員工只擁有訪問與其工作職責(zé)相關(guān)的資源和數(shù)據(jù)的權(quán)限。制定專門的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃，并進(jìn)行模擬演練，可以確保團(tuán)隊(duì)在安全事件發(fā)生時(shí)具備迅速、準(zhǔn)確響應(yīng)的能力，以避免或減少損失。