架构设计 相关文档希望互相学习共同进步风123456789-CSDN博客系统架构设计 相关文章【架构专栏】架构考试介绍【架构专栏】架构知识点知识总览​共19章内容主要包括11绪论、2计算机系统、3信息系统、4信息安全技术、5软件工程26数据库设计、7系统架构设计基础知识38系统质量属性与架构评估、9软件可靠性、10软件架构演化与维护、11未来信息综合技术412信息系统架构设计、13层次式架构设计、14云原生架构设计、15面向服务架构设计、16嵌入式系统架构设计、17通信系统架构设计、18安全架构设计、19大数据架构设计每天进步一点点加油小伙伴们本文学习 第18章 安全架构设计以下为个人笔记希望有所帮助共同学习。( 本文涉及综合知识、案例分析题和论文题侧重知识点记忆多关注新版本的安全标准)包括安全架构概述信息安全面临的威胁、安全架构定义和范围、信息安全相关的标准、安全模型状态机、Bell-LaPadula、Biba、Clark-Wilson、Chinese Wall 模型、系统安全体系架构规划框架安全技术体系架构、信息系统安全体系规划、信息系统安全规划框架、信息安全整体架构设计 (WPDRRC 模型、信息安全体系架构设计)、网络安全体系架构设计( OSI 的安全体系架构、认证框架、访问控制框架、机密性框架、完整性框架、抗抵赖框架 )、数据库系统的安全设计( 数据库安全设计的评估标准、数据库的完整性设计 )、系统架构的脆弱性分析( 概述、软件脆弱性、典型软件架构的脆弱性分析 )、安全架构设计案例分析( 电子商务系统的安全性设计、基于混合云的工业安全架构设计 )第18章 安全架构设计​信息系统的安全跨越物理、网络、硬件、操作系统、 软件、管理等诸多层面是一个复杂的立体空间工程为此业界组织了诸多机构制定了诸多标准 也形成了不少设计方法和框架。在顶层设计框架下数据与文件加密、数据完整性、通信安全、访问控制技术、抗攻击技术和安全评估与认证是主要的考查内容。18.1 -18.3 安全架构概述、安全模型、系统安全体系架构规划框架【架构专栏】第18章 安全架构设计 1/3https://blog.csdn.net/weixin_42081167/article/details/16669038318.4 信息安全整体架构设计 (WPDRRC 模型)【架构专栏】第18章 安全架构设计 2/3https://blog.csdn.net/weixin_42081167/article/details/16669040518.5 网络安全体系架构设计【架构专栏】第18章 安全架构设计 2/3https://blog.csdn.net/weixin_42081167/article/details/16669040518.6 数据库系统的安全设计18.6.1 数据库安全设计的评估标准数据库完整性是指数据库中数据的正确性和相容性。数据库完整性由各种各样的完整性约束来保证因此可以说数据库完整性设计就是数据库完整性约束的设计。数据库完整性约束可以通过DBMS或应用程序来实现基于DBMS的完整性约束作为模式的一部分存入数据库中。18.6.2 数据库的完整性设计1.数据库完整性设计原则完整性设计原则具体包括1依据完整性约束类型设计其实现的系统层次和方式并考虑性能。2在保障性能的前提下尽可能应用实体完整性约束和引用完整性约束。3慎用触发器。4制订并使用完整性约束命名规范。5测试数据库完整性尽早排除冲突和性能隐患。根据业务规则对数据库完整性进行细致的测试。6设有数据库设计团队参与数据库工程全过程。7使用CASE 工具降低工作量提高工作效率。2.数据库完整性的作用数据库完整性的作用体现在以下几个方面1防止不合语义的数据入库。数据库完整性约束能够防止合法用户使用数据库时向数据库中添加不合语义的数据。2降低开发复杂性提高运行效率。利用基于DBMS的完整性控制机制来实现业务规则易于定义容易理解而且可以降低应用程序的复杂性提高应用程序的运行效率。3合理的数据库完整性设计能够同时兼顾数据库的完整性和系统的效能。4通过测试尽早发现缺陷。在应用软件的功能测试中完善的数据库完整性有助于尽早发现应用软件的错误。5数据库完整性约束可分为6类列级静态约束、元组级静态约束、关系级静态约束、列级动态约束、元组级动态约束和关系级动态约束。3.数据库完整性设计示例一个好的数据库完整性设计首先需要在需求分析阶段确定要通过数据库完整性约束实现的业务规则。然后在充分了解特定DBMS提供的完整性控制机制的基础上依据整个系统的体系结构和性能要求遵照数据库设计方法和应用软件设计方法合理选择每个业务规则的实现方式。最后认真测试排除隐含的约束冲突和性能问题。1)需求分析阶段2)概念结构设计阶段3)逻辑结构设计阶段18.7 系统架构的脆弱性分析18.7.1 概述系统架构脆弱性包括物理装备脆弱性、软件脆弱性、人员管理脆弱性、规章制度脆弱性、安全策略脆弱性等。18.7.2 软件脆弱性1.软件脆弱性定义◆脆弱性分析主要是分析信息系统中产生脆弱性的根源、脆弱性可能造成的影响、如何利用脆弱性进行攻击、如何修补脆弱性、如何防止脆弱性被利用、如何探测目标系统的脆弱性、如何预测新的脆弱性的存在等一系列问题。◆从技术角度而言漏洞的来源主要有以下几个方面软件设计时的瑕疵、软件实现中的弱点、软件本身的瑕疵、系统和网络的错误配置。2.软件脆弱性的特点和分类软件脆弱性有其自身的特点包括4个方面1)脆弱性是软件系统中隐藏的一个弱点本身不会引起危害但被利用后会产生严重的安全后果2)在软件开发过程中自觉或不自觉引入的逻辑错误是大多数脆弱性的根本来源3)与具体的系统环境密切相关系统环境的任何差异都有可能导致不同的脆弱性问题4)旧的脆弱性得到修补或纠正的同时可能引入新的脆弱性因此脆弱性问题会长期存在。3.软件脆弱性的生命周期◆脆弱性的引入阶段引入软件脆弱性的原因有(1)输入验证错误(2)权限检查错误(3)操作序列化错误(4)边界检出错误(5)软件设计时的缺陷(6)其他错误。◆产生破坏效果阶段主要包括(1)非法执行代码(2)非法修改目标对象;(3)访问数据对象(4)拒绝服务攻击。◆修补阶段主要包括(1)删除伪造实体(如IP伪造、名字伪造等)(2)增加新的实体(3)写该实体不正确的位置(4) 其他情况。4.软件脆弱性的分析方法◆软件脆弱性分析可从三个方面考虑1) 分析软件故障现象分析故障的技术本质、总结脆弱性模式2) 分析软件开发发现安全管理和技术的薄弱环节提高软件安全性3) 分析软件使用发现其脆弱性采取相应措施避免脆弱性转化为安全故障。◆软件脆弱性分析首先要明确分析对象脆弱性分析对象分为两类脆弱性数据和软件系统。由于软件本身具有自身的性质和特点针对软件的脆弱性分析我们也需要考虑软件本身的各种特点。主要考虑软件结构和实现技术两个方面。18.7.3 典型软件架构的脆弱性分析典型架构的脆弱性表现1.分层架构2.C/S 架构3.B/S架构4.事件驱动架构5. MVC架构6.微内核结构7.微服务架构1分层架构。分层脆弱性体现在1层间脆弱性一旦某个底层发生错误那么整个程序将会无法正常运行。2层间通信脆弱性如在面向对象方法中将会存在大量对象成员方法的调用消息交互 这种层层传递势必造成性能的下降。2C/S架构。这种架构的脆弱性有客户端脆弱性、网络开放性脆弱性、网络协议脆弱性。1客户端软件的脆弱性。因为在用户计算机上安装了客户端软件所以这个系统就面临着程序被分析、数据被截取的安全隐患。2网络开放性的脆弱性。目前很多传统的C/S系统还是采用二层结构也就是说所有客户端直接读取服务器端中的数据在客户端包括了数据的用户名密码等致命的信息这样会给系统带来安全隐患。3网络协议的脆弱性。C/S架构不便于随时与用户交流主要是不便于数据包共享并且C/S架构软件在保护数据的安全性方面有着先天的弊端。由于C/S架构软件的数据分布特性客户端所发生的火灾、盗抢、地震、病毒等都将成为可怕的数据杀手。3B/S架构。如果 B/S 架构使用的是HTTP 协议会更容易被病毒入侵。4事件驱动架构。事件驱动架构的脆弱性体现在组件脆弱性、组件间交换数据的脆弱性、组件间逻辑关系的脆弱性、事件驱动容易死循环、高并发脆弱性、固定流程脆弱性。1组件的脆弱性。组件削弱了自身对系统的控制能力一个组件触发事件并不能确定响应该事件的其他组件及各组建的执行顺序。2组件间交换数据的脆弱性。组件不能很好地解决数据交换问题事件触发时一个组件有可能需要将参数传递给另一个组件而数据量很大的时候如何有效传递是一个脆弱性问题。3组件间逻辑关系的脆弱性。事件架构使系统中各组件的逻辑关系变得更加复杂。4事件驱动容易进入死循环这是由编程逻辑决定的。5高并发的脆弱性。虽然事件驱动可实现有效利用CPU资源但是存在高并发事件处理造成的系统响应问题而且高并发容易导致系统数据不正确、丢失数据等现象。6固定流程的脆弱性。因为事件驱动的可响应流程基本都是固定的如果操作不当容易引发安全问题。5MVC架构。MVC 架构的脆弱性体现在以下 3 方面1复杂性脆弱性。如一个简单的界面如果严格遵循 MVC 方式使得模型、视图与控制器 分离会增加结构的复杂性并可能产生过多的更新操作降低运行效率。2视图与控制器 连接紧密脆弱性。视图与控制器是相互分离但却是联系紧密的部件如果没 有控制器的存在视图应用是有限的。反之亦然这就妨碍了它们的独立重用。3视图对模型 低效率访问脆弱性。依据模型操作接口的不同视图可能需要多次调用才能获 得足够的显示数据。对未变化数据的不必要的频繁访问也将损害操作性能。6微内核架构。微内核架构的脆弱性体现在1整体优化脆弱性。微内核系统的核心态只实现了最基本的系统操作因此内核以外的外部程序之间的独立运行使得系统难以进行良好的整体优化。2进程通信开销脆弱性。微内核系统的进程间通信开销也较单一内核系统要大得多。从整体上看在当前硬件条件下微内核在效率上的损失小于其在结构上获得的收益。3通信损失脆弱性。微内核把系统分为各个小的功能块从而降低了设计难度系统的维护 与修改也容易但带来的问题是通信效率的损失。7微服务架构。微服务架构的脆弱性体现在1分布式结构复杂带来的脆弱性。开发人员需要处理分布式系统的复杂结构。2服务间通信带来的脆弱性。开发人员要设计服务之间的通信机制通过写代码来处理消息 传递中速度过慢或者不可用等局部实效问题。3服务管理复杂性带来的脆弱性。在生产环境中要管理多个不同的服务实例这意味着开发团队需要全局统筹。18.8 安全架构设计案例分析18.8.1 电子商务系统的安全性设计1.原理介绍远程认证拨号用户服务Remote Authentication Dial-In User ServiceRADIUSRADIUS 是应用最广泛的高安全级别认证、授权、审计协议AuthenticationAuthorization AccountingAAA具有高性能和高可扩展性且可用多种协议实现。包括认证、授权、审计三种安全功能是运行于宽带网络接入服务器上的客户端程序。AAA提供了一个用来对认证、授权和审计三种安全功能进行配置的一致的框架实际上是对网络安全的一种管理。RADIUS服务器负责接收用户的连接请求完成验证并把用户所需的配置信息返回给BAS建立连接从而可以获得访问其他网络的权限时BAS就起到了认证用户的作用。BAS 负责把用户之间的验证信息传递通过密钥的参与来完成。用户的密码加密以后才能在网上传递以避免用户的密码在不安全的网络上被窃取。2.软件架构设计RADIUS 通常由协议逻辑层业务逻辑层和数据逻辑层3 层组成层次式架构。1协议逻辑层起到分发处理功能相当于转发引擎。主要实现RFC框架中的内容处理网络通信协议的建立、通信和停止方面的工作。相当于一个转发引擎起到分发处理的内容分发到不同的协议处理过程中这一层的功能起到了协议与业务处理的分层处理的作用。2业务逻辑层实现认证、授权、审计三种类型业务及其服务进程间的通信。是RADIUS软件架构设计的核心部分协议处理进程主要是对转发引擎发来的包进行初步分析并根据包的内容进一步分发到不同的业务逻辑处理进程。业务逻辑进程分为认证、计费和授权三种类型不同的业务逻辑进程可以接收不同协议进程之间的信息并进行处理。转发进程与协议进程之间采用共享内存的方法实现进程之间的通信。协议进程与业务逻辑处理进程之间采用进程加线程的实现方法。3数据逻辑层实现统一的数据访问代理池降低数据库依赖减少数据库压力增强系 统的数据库适应能力。18.8.2 基于混合云的工业安全架构设计混合云融合了公有云和私有云。在基于混合云的工业安全生产管理系统中工厂内部的产品设计、数据共享、生产集成使用私有云实现。公有云则用于公司总部与智能工厂间的业务管理、协调 和统计分析等。整个生产管理系统架构采用层次式架构分为设备层、控制层、设计/管理层、应用层。1设备层是指用于智能工厂生产产品所需的相关设备包括智能传感器、智能仪器仪表、工业机器人、其 他生产设备。2控制层是指智能工厂生产产品所需要建立的一套自动控制系统控制智能设备完成生产工作。包括智能设备控制用自动控制系统包括采集与监视控制系统Supervisory Control and Data AcquisitionSCADA、分布式控制系统Distributed Control SystemDCS、现场总线控制系统Fieldbus Control SystemFCS、可编程控制器Programmable Logic Controller PLC内置编程程序、人机接口Human Machine InterfaceHMI其他现场控制程序。3设计/管理层是指智能工厂各种开发、业务控制和数据管理功能的集合实现数据集成与应用。包括制造执行系统Manufacturing Execution SystemMES生产信息管理系统、计算机辅助设计/工程/制造 CAD/CAE/CAM、供应链管理Supply Chain ManagementSCM、企业资源规划ERP、客户关系管理Customer Relationship Management CRM、供应商关系管理Supplier Relationship ManagementSRM、商业智能分析Business IntelligenceBI、产品生命周期管理Product Life-Cycle ManagementPLM。4应用层云平台上的信息处理包括数据处理与管理、数据与行业应用相结合如定制业务、协同业务、产品服务。是指在云计算平台上进行信息处理有两个核心功能一是“数据”二是“应用”。在设计基于混合云的工业安全生产管理系统时需要考虑的安全问题有设备安全、网络安全、 第 控制安全、应用安全、数据安全。习题 模型为数据规划机密性依据机密性划分安全级别按安全级别强制访问控制。ABLP 模型B状态机模型CBiba 模型 DCWM 模型解析Bell-LaPadula 模型BLP 模型。该模型为数据规划机密性依据机密性划分安全级别 按安全级别强制访问控制。答案A“在某个系统或某个部件中设置了‘机关’使得当提供特定的输入数据时允许违反安全策略。”属于哪一种安全威胁A特洛伊木马B陷阱门C窃取 D非法使用解析陷阱门是在某个系统或某个部件中设置了“机关”使得当提供特定的输入数据时允 许违反安全策略。答案B以下属于主动攻击的是 。A网络监听 B信息截取 C非法登录D假冒身份解析主动攻击会对信息进行修改、伪造而被动攻击只是非法获取信息不会对信息进行任何修改。答案D信息安全策略应该全面地保护信息系统整体的安全网络安全体系设计是网络逻辑设计工 作的重要内容之一可从物理线路安全、网络安全、系统安全、应用安全等方面来进行安全体系的 设计与规划。其中数据库的容灾属于 的内容。A物理线路安全与网络安全 B网络安全与系统安全C物理线路安全与系统安全D网络安全与应用安全解析依据信息安全体系架构物理安全包括环境、设备和媒体系统安全包括网络结构、操作系统、应用系统网络安全包括访问控制、通信保密、入侵检测、网络安全扫描、防病毒应用安全包括资源共享和信息存储。数据库容灾属于对信息存储方面的安全和网络方面的安全。答案D软件脆弱性是软件中存在的弱点或缺陷利用它可以危害系统安全策略导致信息丢失、 系统价值和可用性降低。嵌入式系统软件架构通常采用分层架构它可以将问题分解为一系列相对 独立的子问题局部化在每一层中从而有效地降低单个问题的规模和复杂性实现复杂系统的分 解。但是分层架构仍然存在脆弱性。常见的分层架构的脆弱性包括 等两方面。A 底层发生错误会导致整个系统无法正常运行、层与层之间功能引用可能导致功能失效B 底层发生错误会导致整个系统无法正常运行、层与层之间引入通信机制势必造成性能下降C 上层发生错误会导致整个系统无法正常运行、层与层之间引入通信机制势必造成性能下降D 上层发生错误会导致整个系统无法正常运行、层与层之间的功能引用可能导致功能失效解析层次式架构的软件脆弱性主要表现在层间脆弱性和层间通信脆弱性两个方面层间脆弱 性体现在某个底层的错误会导致整个系统都无法正常工作层间通信脆弱性表现在层次间引入通信 机制会造成大量消息交互从而造成系统性能下降。答案Bok, 今天就到这里吧 相关系列文章欢迎点赞、收藏提供意见​计算机系统基础知识 1分概述、计算机硬件、计算机软件操作系统 3分进程管理、存储管理、文件管理、设备管理数据库技术 3分数据库设计、关系代数、范式、事务并发、数据库安全、新技术嵌入式技术 3分嵌入式硬件、嵌入式操作系统、嵌入式软件开发计算机网络 3分超纲较多OSI七层模型、TCP/IP协议族、网络生命周期、IP地址其他计算机系统基础知识 1分计算机语言、多媒体、系统工程系统性能 1分性能指标、性能设计信息系统基础知识 3分信息系统生命周期、开发方法、五大典型系统信息安全技术基础 5分安全属性、信息安全技术、网络安全技术、安全协议软件工程 12分概述、需求工程、系统设计、运维、测试、基于构件面向对象技术 3分面向对象基础、分析设计、UML关系、图项目管理 1分进度管理、配置管理、质量管理、风险管理系统架构设计 20分架构概念、生命周期、ABSD、DSSA、架构风格、架构复用、质量属性、架构评估软件可靠性 2分可靠性建模、软件可靠性设计软件架构的演化和维护1分架构演化分类、评估、面向对象架构演化未来信息综合技术 3分信息物理系统、人工智能、边缘计算、机器人、数字李生、云计算数学与经济管理 2分最小生成树、最短路径、网络与最大流量、线性规划、决策论知识产权和标准化 2分知识产权属性、保护期限、产权人确定、侵权判定专业英语 5分完形填空大学英语3级难度自学架构专栏知识点【架构专栏】架构考试介绍【架构专栏】架构知识点【架构专栏】第1章 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