高校網(wǎng)站安全的“矛”與“盾”(一)

文/諸葛建偉

高校網(wǎng)站安全的“矛”與“盾”(一)

文/諸葛建偉

COST論壇由CCERT、《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》雜志于2008年共同發(fā)起，采取會(huì)員制，面向個(gè)人，完全免費(fèi)，以開(kāi)放、平等、自由的互聯(lián)網(wǎng)精神運(yùn)作。如需獲取COST技術(shù)論壇視頻、錄音等資料，請(qǐng)登錄：http://www.cost.edu.cn/。

Web應(yīng)用從互聯(lián)網(wǎng)誕生以來(lái)一直是最為主流的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類(lèi)型，而作為Web應(yīng)用的承載體——網(wǎng)站也構(gòu)成了互聯(lián)網(wǎng)中最為核心的資源。在高校中，大量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用同樣以Web應(yīng)用程序的方式進(jìn)行構(gòu)建，并在高校網(wǎng)站群上進(jìn)行部署，包括學(xué)校院系門(mén)戶、教學(xué)管理系統(tǒng)、網(wǎng)上課程、數(shù)字圖書(shū)館、網(wǎng)上辦公等，為高校師生們提供各式各樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。為了便于用戶檢索和訪問(wèn)各種網(wǎng)站服務(wù)資源，近幾年國(guó)內(nèi)高校紛紛進(jìn)行“數(shù)字化校園”項(xiàng)目建設(shè)，打造集中的校園信息門(mén)戶，并通過(guò)“校園一卡通”來(lái)統(tǒng)一各類(lèi)校園服務(wù)的身份帳號(hào)標(biāo)識(shí)和認(rèn)證與支付途徑，使得高校師生們能夠享受到更加便捷的校園服務(wù)。

然而在以“數(shù)字化校園”和“校園一卡通”為代表的高校信息化建設(shè)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)的安全問(wèn)題卻沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。特別是作為承載校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的網(wǎng)站群，在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、部署實(shí)施和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等關(guān)鍵階段中都存在著明顯的安全問(wèn)題，因此在面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上各種形態(tài)的安全威脅時(shí)，國(guó)內(nèi)高校網(wǎng)站的安全形勢(shì)并不容樂(lè)觀。

網(wǎng)站的脆弱性與安全威脅

網(wǎng)站是由服務(wù)器操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件、Web應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)所構(gòu)成的復(fù)雜信息系統(tǒng)，作為Web應(yīng)用的服務(wù)提供端，通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)向Web瀏覽器提供信息數(shù)據(jù)和在線服務(wù)。圖1給出了網(wǎng)站系統(tǒng)的安全威脅層次模型，構(gòu)成網(wǎng)站系統(tǒng)的各個(gè)組件層次上所面臨的典型安全威脅和攻擊類(lèi)型。其包括：

傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全威脅：如針對(duì)HTTP明文傳輸協(xié)議的敏感信息監(jiān)聽(tīng)，在網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層都存在的假冒身份攻擊，以及拒絕服務(wù)攻擊等；

操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件的安全威脅：網(wǎng)站的宿主操作系統(tǒng)，如Windows Server、Linux等，存在著遠(yuǎn)程滲透攻擊和本地滲透攻擊威脅；網(wǎng)站系統(tǒng)上所依賴的I I S、Apache等Web服務(wù)器服務(wù)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、SSH等遠(yuǎn)程管理服務(wù)，也不可避免地存在著安全漏洞與弱點(diǎn)，攻擊者可以利用這些漏洞對(duì)網(wǎng)站服務(wù)器實(shí)施滲透攻擊，或者獲取敏感信息。

Web應(yīng)用程序安全威脅：程序員在使用ASP、PHP等腳本編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站上的Web應(yīng)用程序時(shí)，由于缺乏安全意識(shí)或有著不良的編程習(xí)慣，最終導(dǎo)致Web應(yīng)用程序出現(xiàn)安全漏洞，從而被攻擊者滲透利用，包括SQL注入攻擊、XSS跨站腳本攻擊等。

Web數(shù)據(jù)安全威脅：網(wǎng)站上在Web應(yīng)用程序后臺(tái)存儲(chǔ)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)內(nèi)容，以及網(wǎng)站客戶輸入的數(shù)據(jù)內(nèi)容，存在著被竊取、篡改及輸入不良信息等威脅。

正因?yàn)榫W(wǎng)站系統(tǒng)在各個(gè)構(gòu)成軟件組件層次上都存在著安全威脅，而其中只要一個(gè)層次上出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)對(duì)網(wǎng)站的安全性造成損害，因此對(duì)于高校網(wǎng)站的運(yùn)營(yíng)方和網(wǎng)絡(luò)管理部門(mén)而言，在搭建和運(yùn)營(yíng)高校網(wǎng)站時(shí)，需要關(guān)注到網(wǎng)站系統(tǒng)所面臨的多樣化安全威脅，并采用適當(dāng)?shù)陌踩胧﹣?lái)規(guī)避這些威脅對(duì)網(wǎng)站所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 網(wǎng)站系統(tǒng)安全威脅層次模型

傳輸網(wǎng)絡(luò)安全威脅和設(shè)防措施

網(wǎng)站服務(wù)器和Web瀏覽器之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸通常是基于HTTP協(xié)議，而HTTP協(xié)議是明文傳輸?shù)模坏┚W(wǎng)站服務(wù)器的用戶登錄認(rèn)證過(guò)程仍使用HTTP協(xié)議，而沒(méi)有使用加密傳輸?shù)腍TTPS協(xié)議，那么就很容易被網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)從而獲取登錄用戶的用戶名和密碼等敏感信息。比如某高校校園門(mén)戶網(wǎng)站仍采用HTTP明文協(xié)議來(lái)傳輸校園一卡通用戶名和口令，可以使用Wireshark等網(wǎng)絡(luò)嗅探工具監(jiān)聽(tīng)登錄交互網(wǎng)絡(luò)通訊過(guò)程，并從中很容易地提取到用戶敏感信息?？梢栽O(shè)想在圖書(shū)館無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等共享上網(wǎng)環(huán)境中，一些喜歡惡作劇的好事者或另有所圖的攻擊者可以輕易地監(jiān)聽(tīng)獲取到其他用戶的校園一卡通帳號(hào)信息，并可能利用這些信息進(jìn)行一些無(wú)法預(yù)期的惡意攻擊。仍是同一所高校，在網(wǎng)絡(luò)管理部門(mén)的聯(lián)網(wǎng)登錄網(wǎng)站上就使用了HTTPS加密協(xié)議進(jìn)行保護(hù)，這種差異反映出不同網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)者對(duì)安全威脅的認(rèn)知程度，及對(duì)安全防護(hù)措施水平也是高下立判。

在此種情況下，在高校網(wǎng)絡(luò)服務(wù)群提供了一卡通統(tǒng)一用戶標(biāo)識(shí)之外，還應(yīng)提供具備高度安全性的單點(diǎn)登錄(SSO)認(rèn)證機(jī)制，從而充分利用統(tǒng)一用戶標(biāo)識(shí)的優(yōu)勢(shì)，并將涉及用戶敏感信息的登錄過(guò)程均集中在單點(diǎn)上處理，由具有較高安全技術(shù)水平和保障能力的網(wǎng)絡(luò)管理團(tuán)隊(duì)來(lái)實(shí)施所有校園網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的認(rèn)證過(guò)程，這種機(jī)制能夠在投入資源條件限制的情況下，最大化地提升數(shù)字校園對(duì)用戶身份敏感信息的安全保障能力。

本文作者所在單位在CNGI試商用項(xiàng)目中已經(jīng)完成了基于Web的網(wǎng)絡(luò)接入認(rèn)證和單點(diǎn)登錄系統(tǒng)的研發(fā)，正在尋求在高校數(shù)字校園建設(shè)中的推廣部署，感興趣的讀者可以從項(xiàng)目網(wǎng)站http://netsec.ccert.edu.cn/cngi101/上了解更多信息。

操作系統(tǒng)、服務(wù)威脅和設(shè)防措施

目前高校網(wǎng)站服務(wù)器所采用的主流操作系統(tǒng)與Web服務(wù)平臺(tái)主要有Windows Server + IIS + MSSQL + ASP/ASP.NET和LAMP（Linux + Apache + MySQL + PHP）架構(gòu)兩大類(lèi)，而操作系統(tǒng)平臺(tái)、用于遠(yuǎn)程管理的SSH等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、以及網(wǎng)站所依賴的Web、數(shù)據(jù)庫(kù)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件都可能存在著一些安全漏洞和不安全配置，從而能夠被遠(yuǎn)程攻擊者滲透攻擊，獲得網(wǎng)站服務(wù)器的訪問(wèn)權(quán)。這種威脅在管理員疏于管理服務(wù)器，無(wú)法保證及時(shí)升級(jí)安全補(bǔ)丁的情況下尤其嚴(yán)重，然而在高校中，大量的網(wǎng)站服務(wù)器并沒(méi)有專(zhuān)職的管理員，而依賴于兼職人員進(jìn)行維護(hù)，甚至處于無(wú)人看管的狀態(tài)，因此高校網(wǎng)站服務(wù)器是最容易被“網(wǎng)絡(luò)駭客”們所攻擊和利用的。

為了改變高校網(wǎng)站服務(wù)器的糟糕安全狀態(tài)，一方面從機(jī)制上，需要建立起對(duì)校園核心網(wǎng)站服務(wù)的安全責(zé)任制度，需要讓這些服務(wù)器至少有人看管和負(fù)責(zé)；另一方面從技術(shù)上，應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化能力來(lái)提升服務(wù)器安全性，包括：

1.設(shè)置操作系統(tǒng)及Web服務(wù)的自動(dòng)化補(bǔ)丁更新和軟件升級(jí)機(jī)制

如Windows提供了補(bǔ)丁自動(dòng)更新機(jī)制，高校應(yīng)盡量促進(jìn)軟件的正版化，并可通過(guò)教育折扣降低軟件正版化的成本，從而能夠合法地利用軟件廠商所提供地自動(dòng)更新服務(wù)，來(lái)對(duì)包括Windows、IIS服務(wù)、MSSQL服務(wù)等軟件進(jìn)行自動(dòng)化的安全補(bǔ)丁更新。對(duì)于具有較高技術(shù)水平的高校，推薦采用Linux等開(kāi)源軟件來(lái)架設(shè)網(wǎng)站服務(wù)器，并可以通過(guò)APT／YUM等自動(dòng)軟件更新工具，結(jié)合Crond計(jì)劃任務(wù)管理工具來(lái)及時(shí)更新系統(tǒng)和相關(guān)服務(wù)軟件。應(yīng)在每月補(bǔ)丁更新日設(shè)置定期的服務(wù)器人工維護(hù)計(jì)劃，來(lái)確保網(wǎng)站服務(wù)器的安全。

2.使用漏洞遠(yuǎn)程掃描軟件和服務(wù)來(lái)評(píng)估網(wǎng)站服務(wù)器系統(tǒng)安全性

國(guó)內(nèi)的商業(yè)漏洞掃描軟件，如綠盟“極光”等，提供了非常優(yōu)秀的系統(tǒng)安全評(píng)估功能，但售價(jià)較為昂貴，具有技術(shù)能力的安全團(tuán)隊(duì)可以自己使用開(kāi)源的Nessus和OpenVAS等漏洞掃描器來(lái)定期評(píng)估高校網(wǎng)站群的服務(wù)器安全，此外，也可以采用目前比較流行的遠(yuǎn)程安全評(píng)估服務(wù)。

3.采用SCAP安全內(nèi)容自動(dòng)化協(xié)議來(lái)對(duì)服務(wù)器安全配置進(jìn)行核查

安全內(nèi)容自動(dòng)化協(xié)議(SCAP: Security Content Automation Protocol)是由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研究院(NIST)在安全自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展潮流中推出的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，目前正在尋求通過(guò)IETF成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。SCAP協(xié)議提供了一種自動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)化的方法來(lái)維護(hù)信息系統(tǒng)的安全，如實(shí)現(xiàn)安全配置基線，驗(yàn)證當(dāng)前的補(bǔ)丁程序，進(jìn)行系統(tǒng)安全配置設(shè)置的持續(xù)性監(jiān)測(cè)，檢查系統(tǒng)的入侵標(biāo)志，以及能在任意設(shè)定時(shí)刻給出系統(tǒng)的安全狀態(tài)?；赟CAP協(xié)議的FDCC聯(lián)邦桌面核心配置計(jì)劃在美國(guó)大獲成功，有效地提升了美國(guó)聯(lián)邦政府計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性，但SCAP協(xié)議在國(guó)內(nèi)的采納、本地化和應(yīng)用仍處于初期階段，本文作者目前正在開(kāi)展相關(guān)的研究，也希望能夠和相關(guān)的政府部門(mén)、業(yè)界公司、應(yīng)用單位合作進(jìn)行研發(fā)、應(yīng)用推廣與標(biāo)準(zhǔn)化工作，促進(jìn)安全自動(dòng)化技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展。

（作者單位為清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程研究中心）