信息安全工程师 - 第二十三章 云计算安全需求分析与安全保护工程

云计算的主要特征

分类 项目 核心说明 考点摘要
云计算特征 1. IT 资源以服务形式提供 IT 资源封装为服务产品,按需使用、按量计费。服务类型:IaaS、PaaS、SaaS、DaaS、STaaS IaaS 基础设施,PaaS 平台,SaaS 软件,DaaS 数据,STaaS 存储
2. 多租户共享 IT 资源 多用户 / 组织共用云资源;租户之间实现功能隔离、性能隔离、故障隔离 多租户重点:共享资源,但租户相互隔离
3. IT 资源按需定制、按用付费 用户按需采购资源,即付即用;服务商提升资源利用率,降低用户成本 核心:按需使用,按量付费
4. IT 资源可伸缩部署(弹性伸缩) 动态增加 / 减少计算、存储、网络资源,适配业务波动需求 弹性,动态扩缩容,峰值申请大量服务器
部署模式 私有云 云设施专供单一特定组织;自建或委托第三方运维 专属内部使用,不外放公众
社区云 多个组织共享一套云平台,服务特定群体,可自建或第三方管理 多个机构共享,不是全社会公众
公有云 服务商拥有云基础设施,面向全社会公众、各类组织提供商业化云服务 对外开放,商业化服务
混合云 由 2 种及以上云(私有 / 公有 / 社区云)组合,通过技术打通,数据和应用可迁移 多云组合,具备应用与数据可移植性

云计算安全分析

大类 细分威胁 核心说明 考点摘要
端(云终端) 云终端安全威胁 1. 弱口令导致账号劫持、身份假冒 2. 终端设备存在安全漏洞,被入侵 3. 泄露用户隐私:地理位置、行为特征 风险源头在用户本地终端,账号安全是重点
管(网络通道) 网络传输安全威胁 网络监听、中间人攻击、DDoS;域名劫持;协议明文传输泄露秘密;混杂模式抓包窃听同网络用户流量;SYN/ICMP/UDP 洪水攻击 管道层面,传输过程数据被窃听、网络入口被劫持
云(云平台) 1. 物理安全威胁 资源高度集中,单点风险高;硬件故障、自然灾害(雷击),造成服务中断、数据不可访问 硬件失效是云安全事件常见原因
2. 平台服务安全威胁 云服务漏洞;虚拟机逃逸、侧信道攻击;不安全 API;镜像污染(Guest OS 漏洞扩散);Hypervisor(XEN、KVM、VMware、OpenStack)漏洞 虚拟机逃逸、侧信道、镜像污染是云特有高危威胁
3. 资源滥用威胁 云资源被用来构建僵尸网络、发起 DDoS;云存储存放违法犯罪数据 公有云算力被攻击者当成攻击基础设施
4. 运维及内部威胁 云服务商内部人员违规、误操作;合作纠纷、服务终止导致数据丢失业务中断 内部人员属于高风险人群
5. 数据残留 租户注销后,存储空间未彻底擦除,分配给其他租户,旧数据泄露 云特有风险:存储回收不彻底
6. 厂商锁定(过度依赖) 缺乏统一标准,应用 / 数据迁移困难;迁移成本极高,被厂商绑定 难以跨云迁移,服务商停服则业务受损
7. 共享技术漏洞攻击 多租户隔离失效;租户之间互相入侵、干扰 多租户隔离失效,打破租户边界
8. 滥用云服务 攻击者租用云资源,发起 DDoS 等各类攻击 云平台沦为攻击工具
9. 云服务中断 网络链路故障、平台故障,业务不可用 业务连续性风险
10. 不安全接口攻击 API 密钥泄露;API 注入攻击;绕过虚拟机监视器,获取管理权限 API 是云对外重要入口,漏洞危害大
11. 数据丢失、篡改、泄露 数据集中存储,易成为攻击目标;数据跨境存放引发泄露风险 云平台最受关注后果:数据泄露

云计算安全要求

云计算服务安全需求

大类 细分项 核心内容 考点摘要
云计算技术安全需求(端 - 管 - 云) 云端安全需求 目标:获取可信云服务需求:身份标识鉴别、资源访问控制、用户数据安全存储、终端与软件安全 面向用户侧终端,保障用户身份与数据存储安全
网络通信安全需求 目标:保障访问通道与传输数据安全技术手段:身份认证、密钥分配、信道加密、VPN、防火墙、抗 DDoS 保护传输链路,防范中间人、窃听、拒绝服务
云平台安全需求 目标:保障云服务可信与业务连续性需求:物理安全、服务器、操作系统、数据库、应用、虚拟机安全、多租户安全隔离 虚拟化、租户隔离是云平台特有重点
云计算安全合规需求 国际标准 CSA 云安全联盟 2009 年成立,发布《云计算关键领域安全指南》(4.0 版),覆盖架构、风险、审计、虚拟化、事件响应、数据加密、IAM 等 CSA,云安全领域知名国际组织
国内政策规范 1. 党政云:安全管理责任不变、数据归属不变、安全标准不变、敏感信息不出境,开展云服务安全审查2.《云计算服务安全评估办法》评估服务商资质、人员、供应链、防护、迁移、业务连续性等3.GB/T 31167-2014《云计算服务安全指南》:全生命周期(规划、选服务商、运行、退出)4.GB/T 31168-2014《云计算服务安全能力要求》:十类安全能力5.GA/T 1390.2---2017:等保云计算安全扩展要求 党政云 "三不变 + 敏感信息不出境" 是高频简答考点;GB/T31167/31168 配套一对标准
云计算隐私保护需求(个人信息生命周期) 采集 限定采集范围与用途,告知用户安全风险 最小必要采集原则
传输 敏感个人信息传输加密,防止传输泄露 传输加密
存储 加密、访问控制、备份;按规定留存数据 静态数据保护
使用 特权管控、实名认证、安全标记,限制使用人员,防范内部滥用 控制数据使用范围
维护 全生命周期管理、人员保密协议、到期数据清除 数据清理,防止残留泄露
安全事件处置 制定个人信息泄露应急预案,抑制事件扩大 隐私安全事件应急响应

云计算安全保护机制与技术方案

模块 项目 核心内容 考点摘要
等保 2.0 云框架 云等保框架 分级保护 5 个级别;基础设施需部署在境内;遵循一中心,三重防护一中心:安全管理中心三重防护:安全计算环境、安全区域边界、安全通信网络 云等保核心口诀:一中心,三重防护
云安全防护(技术措施) 物理和环境安全 物理位置、物理访问控制、防盗破坏、防雷、防火、防水防潮、防静电、温湿度、电力、电磁防护 机房基础安全,硬件环境层面
网络和通信安全 网络架构、通信传输、边界防护、访问控制、入侵防范、恶意代码防范、安全审计、集中管控 网络链路、边界防护
设备和计算安全 身份鉴别、访问控制、安全审计、入侵防范、恶意代码防范、资源控制、镜像和快照保护 虚拟机、宿主机层面,镜像快照是云特有
应用和数据安全 身份鉴别、访问控制、安全审计、软件容错、资源控制、接口安全、数据完整性、保密性、备份恢复、剩余信息保护、个人信息保护 重点:剩余信息保护(解决数据残留)
云安全机制 身份鉴别认证 口令策略、多因子认证、Kerberos 云租户账号身份核验
数据完整性 数字签名;OpenStack Glance 镜像签名 防止镜像、数据被篡改
访问控制 MAC 强制访问控制、RBAC 角色访问控制(OpenStack) 多租户资源授权管控
入侵防范 IDS/IPS、沙箱检测零日漏洞、抗 DDoS;OpenStack 可用区物理冗余;SELinux/AppArmor 保护 Hypervisor;API 访问限制;存储加密 防范虚拟机逃逸、提权、漏洞攻击
安全审计 日志集中管理,用于事后追溯 统一日志收集审计
云操作系统安全增强 Hypervisor 热补丁、恶意代码检测,防止虚拟机逃逸 针对虚拟化层漏洞修复
云计算安全管理 安全管理机构和人员 岗位设置、人员授权审批、人员录用离岗、安全培训、外部人员访问管理 人员安全管理
安全管理对象 系统定级备案、方案设计、软硬件采购、开发管理、工程实施、测试验收、等保测评、云服务商选型、供应链管理 系统全生命周期管理
云计算安全运维 环境与资产运维 环境、资产、介质、数据管理 资产台账、介质管控
漏洞检查风险分析 漏洞监测、漏洞扫描、合规检查、风险分析 定期风险评估
安全设备及策略维护 网络系统管理、恶意代码防范、密码管理、设备维护、配置与变更管理 配置变更管控
安全监管 安全测评、外包运维管理 外包运维风险管控
安全监测与应急响应 监控审计、应急预案、事件处置、备份恢复 事件应急与业务恢复
运维安全措施 风险评估机制 梳理资产、脆弱性、威胁,定性 + 定量风险分析 持续风险评估
内部运维防护 多因素认证、堡垒机、SSH、VPN,审计运维操作 运维人员操作安全
网络安全监测 采集流量、日志、漏洞数据,持续分析安全态势 云平台态势感知
应急响应机制 预案覆盖端口扫描、暴力破解、恶意代码、DDoS、数据泄露、DNS 劫持;保障可用性、防数据泄露 云平台重点保障业务可用
容灾备份机制 两地三中心:两地 = 同城 + 异地;三中心 = 生产中心、同城容灾中心、异地容灾中心 高频简答考点,云平台典型容灾方案

云计算安全综合应用案例分析

云厂商 安全体系 / 核心特点 典型安全产品与技术 考点摘要
阿里云 飞天操作系统;通过等保测评、CSA STAR、ISO27001 认证;构建防护、监控、审计、身份认证、安全运维五大机制 云盾、DDoS 高防 IP、WAF、态势感知、SSL 证书、云防火墙、加密服务、实人认证 飞天底层系统;云盾是阿里云整套安全产品总称
腾讯云 分为网络、终端、应用、业务、数据、安全管理、安全服务、身份验证八大防护体系 网络:Anti-DDoS、云防火墙、NIPS终端:主机安全、ZTAC 零信任访问、反病毒引擎应用:WAF、漏洞扫描、移动应用加固业务:天御风控、验证码、内容安全(文本 / 图片)、活动防刷数据:堡垒机、数据库审计、数据脱敏 DMask、国密云加密机 HSM管理:SOC 安全运营中心、密钥 / 凭据管理身份:人脸核身、OCR 身份证识别 天御是腾讯云业务风控;SOC 统一安全运营;ZTAC 零信任
华为云 芯片、平台、系统、应用、数据、开发、生态、隐私,8 层安全体系 芯片级可信计算、Intel SGX;UVP 统一虚拟化平台;EulerOS(四级安全认证);API 网关;数据安全:敏感数据发现、动态脱敏、DEW 数据加密服务、多副本 / 纠删码冗余存储;开发安全:安全设计、静态代码扫描、渗透测试、漏洞全生命周期管理;生态安全:开源第三方软件严管控;安全产品:DDoS 高防、DBSS 数据库安全、WAF、云堡垒机、主机安全 UVP 虚拟化层隔离;EulerOS 操作系统四级认证;DEW 数据加密;存储 12 个 9 持久性
微软 Azure(世纪互联国内版) 境内独立部署,异地多数据中心,完善物理机房保障;租户逻辑隔离 密钥保管库、Azure AD 统一身份、应用网关(自带 WAF)、IPSec VPN 网关;异地灾备,最多 6 份数据备份;满足等保三级、ISO27001 国内 Azure 由世纪互联独立运营;客户数据全部存中国境内
云计算隐私保护(责任划分) 云服务商侧 1. 个人信息多备份、密码加密2. 人员访问管控、审计、保密协议3. 合规认证:ISO27001、ISO27018、等保4. 强身份认证与访问控制5. 数据境内存储、最小期限留存个人信息 ISO27018 专门针对公有云个人隐私保护
云用户侧 1. 账号密码保管,不泄露2. 监督信息收集行为,违规可要求删除3. 个人信息申请更正4. 自主管理 Cookie,关闭个性化服务 用户主体自我防护权利
安全事件应急 制定个人信息泄露应急预案;按规定上报,通知用户,给出处置建议 隐私泄露事件上报与用户通知义务
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