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摘要：針對(duì)等保2.0的新變化，結(jié)合下一代云計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì)，指出云計(jì)算環(huán)境下開展安全工作的優(yōu)勢(shì)及挑戰(zhàn)。本文著重分析IaaS、PaaS和SaaS三種服務(wù)模式面臨的主要威脅，詳細(xì)闡述了云平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程，該流程在傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，融入云平臺(tái)特有的資產(chǎn)、威脅和脆弱性，能夠很好地覆蓋云平臺(tái)存在的風(fēng)險(xiǎn)。最后，對(duì)典型的幾種評(píng)估方法提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：信息安全 云計(jì)算 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1.1 云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)

近幾年虛擬化、容器、邊緣計(jì)算、人工智能和區(qū)塊鏈得到快速發(fā)展，混合云、異構(gòu)云、邊緣云等逐漸興起。通過融合這些新興技術(shù)，云平臺(tái)將變得更富彈性、更綠色、更可信和可靠。對(duì)于云服務(wù)來說，隨取隨用、按需使用、簡單易用將是云應(yīng)用的未來。

1.2 云安全優(yōu)勢(shì)及挑戰(zhàn)

計(jì)算環(huán)境：相比于傳統(tǒng)計(jì)算中心，云計(jì)算平臺(tái)的結(jié)構(gòu)更加一致。同構(gòu)的設(shè)施平臺(tái)能更好地支持安全管理活動(dòng)的自動(dòng)化。同時(shí)，安全響應(yīng)活動(dòng)也可從一致、同構(gòu)的云基礎(chǔ)設(shè)施獲益，如容錯(cuò)管理、系統(tǒng)維護(hù)。但云服務(wù)商通常把云計(jì)算平臺(tái)的安全措施及其狀態(tài)視為知識(shí)產(chǎn)權(quán)和商業(yè)秘密，客戶在缺乏必要的知情權(quán)的情況下，難以了解和掌握云服務(wù)商安全措施的實(shí)施情況和運(yùn)行狀態(tài)，不能有效監(jiān)管云服務(wù)商的內(nèi)部人員對(duì)租戶數(shù)據(jù)的非授權(quán)訪問和使用。

資源可用性：基于云計(jì)算環(huán)境的冗余能力、可拓展性可以更好地應(yīng)對(duì)彈性伸縮需求或分布式拒絕服務(wù)攻擊。然而可用性高意味著需要投入更多的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算資源，這也就暴露了更多的風(fēng)險(xiǎn)面。

備份和恢復(fù)：云提供商的備份和恢復(fù)策略、規(guī)程可能優(yōu)于用戶機(jī)構(gòu)并具備更高的魯棒性，能夠從嚴(yán)重事件中快速恢復(fù)。然而當(dāng)一個(gè)資源存在多個(gè)副本時(shí)，各個(gè)副本內(nèi)容的一致性和剩余信息保護(hù)方面難以得到保證。

移動(dòng)端點(diǎn)：云解決方案的體系結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到了位于服務(wù)端點(diǎn)的云客戶端處，為移動(dòng)辦公人員帶來更高的生產(chǎn)效率。需要注意的是，移動(dòng)設(shè)備需要進(jìn)行正確的設(shè)置和保護(hù)，包括限制在其上可以保留的數(shù)據(jù)類型。

數(shù)據(jù)集中：公有云環(huán)境下的數(shù)據(jù)維護(hù)和處理減少了移動(dòng)工作人員使用便攜式計(jì)算機(jī)、嵌入式設(shè)備、移動(dòng)存儲(chǔ)進(jìn)行傳播的風(fēng)險(xiǎn)以及因設(shè)備失竊、丟失帶來的風(fēng)險(xiǎn)。但云服務(wù)商如果沒有采取足夠的安全措施，將面臨數(shù)據(jù)泄漏和被篡改的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 等保2.0中的新變化

與等保1.0的標(biāo)準(zhǔn)體系相比，等保2.0在適用性、時(shí)效性、易用性、可操作性上得到進(jìn)一步擴(kuò)充和完善，以適應(yīng)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制系統(tǒng)等新技術(shù)的發(fā)展。表1給出了等保2.0發(fā)生的重要變化。

2.1 IaaS面臨的主要威脅

采用IaaS服務(wù)時(shí)，客戶可以用鏡像模板來創(chuàng)建虛擬機(jī)實(shí)例，并在虛擬機(jī)上部署自己的應(yīng)用軟件。客戶不需要負(fù)責(zé)底層的硬件資源和虛擬化軟件。因此除了硬件層和虛擬化軟件層的安全措施由云服務(wù)商負(fù)責(zé)實(shí)施外，位于其他層的安全措施由客戶負(fù)責(zé)實(shí)施，需要對(duì)這些安全措施實(shí)施有效監(jiān)管。

2.1.1 鏡像篡改

通過鏡像開通云主機(jī)，即可獲得一致的系統(tǒng)環(huán)境或軟件，從而避免復(fù)雜的配置過程，但如果該鏡像被惡意篡改，如被植入病毒，那么后續(xù)基于此鏡像創(chuàng)建的云主機(jī)都會(huì)遭到破壞。

2.1.3 虛擬機(jī)隔離

云計(jì)算平臺(tái)是一個(gè)多租戶共享的平臺(tái)，如果隔離機(jī)制控制不足，具有利害關(guān)系的租戶的虛擬機(jī)之間可能相互干擾，甚至存在越權(quán)訪問。圖1中使用了虛擬防火墻來隔離虛機(jī)，若防火墻失效或存在缺陷，有可能給租戶造成損失。

2.1.4 資源遷移

在虛擬環(huán)境中，虛擬機(jī)的遷移很常見。遷移虛擬機(jī)時(shí)，vSwitch（虛擬交換機(jī)）中對(duì)VM的引流策略以及相關(guān)的安全策略要能夠自動(dòng)遷移到新主機(jī)，確保VM安全防護(hù)不因遷移而發(fā)生變化，如圖2所示。在虛擬資源遷移過程中，還需要采取校驗(yàn)或密碼技術(shù)等措施保證虛擬資源數(shù)據(jù)的完整性，并在檢測到完整性受到破壞時(shí)也應(yīng)該采取必要的恢復(fù)措施。

2.1.5 虛擬機(jī)逃逸

云計(jì)算底層是虛擬化系統(tǒng)，虛擬機(jī)的安全防護(hù)幾乎關(guān)乎整個(gè)云平臺(tái)安全的穩(wěn)定運(yùn)行。攻擊者可以利用虛擬化平臺(tái)漏洞突破虛擬機(jī)自身的限制，獲取宿主機(jī)操作系統(tǒng)的最高權(quán)限，最后感染宿主機(jī)或者在宿主機(jī)上運(yùn)行惡意軟件,如圖3所示。

2.1.6 主機(jī)越權(quán)

提供虛擬資源的主機(jī)上通常存在管理組件，如Hypervisor，這些組件可以說是當(dāng)前虛擬化的核心。由于它們可以協(xié)調(diào)各種硬件資源的分配，因此它的權(quán)限非常之大。云服務(wù)商也可能會(huì)使用其他云服務(wù)商的服務(wù)，使用第三方的功能、性能組件，造成云計(jì)算平臺(tái)復(fù)雜且動(dòng)態(tài)變化。隨著復(fù)雜性的增加，云計(jì)算平臺(tái)實(shí)施有效的數(shù)據(jù)保護(hù)措施更加困難，客戶數(shù)據(jù)被未授權(quán)訪問、篡改、泄露和丟失的風(fēng)險(xiǎn)增大。如果管理組件或主機(jī)操作系統(tǒng)被攻擊，則運(yùn)行在虛擬化組件之上的所有虛擬資源都會(huì)被波及。

2.2 PaaS面臨的主要威脅

利用PaaS來開發(fā)和部署自己的軟件，需要對(duì)應(yīng)用的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行配置，控制自己部署的應(yīng)用。客戶需要對(duì)自己部署、自己使用的系統(tǒng)和應(yīng)用負(fù)責(zé)，制定相應(yīng)的安全策略，實(shí)施必要的安全措施。

2.2.1 鏡像篡改

目前Docker Hub上的鏡像很多都存在安全漏洞，包含廣泛使用的mysql、redis、nginx鏡像等，而很多企業(yè)都是基于這些鏡像構(gòu)造自己的鏡像庫。可以說目前正在被企業(yè)使用的鏡像中很多是存在安全問題的。

2.2.2 容器逃逸

容器云平臺(tái)目前基本以Docker 容器和kubernetes 容器編排為主。由于Docker 容器與宿主機(jī)共享內(nèi)核、文件系統(tǒng)等資源，Docker 本身的隔離性不如虛擬機(jī)主機(jī)完善，因此如果Docker 自身出現(xiàn)漏洞，可能會(huì)波及問題容器所在的宿主機(jī)，由于Docker 容器所在的宿主機(jī)上可能存在當(dāng)前租戶的其他容器，也可能存在其他租戶的容器，所以問題最終可能會(huì)影響到其他的容器。

2.3 SaaS面臨的主要威脅

SaaS是采用先進(jìn)技術(shù)上云的最好途徑，它消除了企業(yè)購買、構(gòu)建和維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序的需要。但隨著SaaS的日益普遍，關(guān)于SaaS的安全問題也隨之而來。以下幾個(gè)方面是saas主要的安全問題。

2.3.1 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)泄露

在SaaS模式，企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SaaS供應(yīng)商的數(shù)據(jù)中心。因此，SaaS企業(yè)應(yīng)采取措施保障數(shù)據(jù)安全，防止由于應(yīng)用程序漏洞或者惡意特權(quán)用戶泄漏敏感信息。在一個(gè)多租戶SaaS的部署中，多個(gè)企業(yè)的數(shù)據(jù)可能會(huì)保存在相同的存儲(chǔ)位置，也會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄露問題。

2.3.2 傳輸數(shù)據(jù)泄露

在SaaS的部署模式中，企業(yè)和SaaS提供商之間的數(shù)據(jù)流在傳輸過程中必須得到保護(hù)，以防止敏感信息外泄。

2.3.3 鑒別信息泄露

一個(gè)SaaS供應(yīng)商可以提供完整的IAM和登錄服務(wù)。在這種情況下，用戶的信息、密碼等，都保留在SaaS供應(yīng)商的網(wǎng)站，因此應(yīng)該安全地存儲(chǔ)和處理。

為了確保客戶實(shí)施的安全措施安全有效，客戶可自行或委托第三方評(píng)估機(jī)構(gòu)對(duì)自己實(shí)施的安全策略進(jìn)行評(píng)估。

目前，國內(nèi)外多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織和機(jī)構(gòu)都在開展云計(jì)算安全標(biāo)準(zhǔn)化工作，除此之外，各國也開展了云安全管理和合規(guī)方面的工作。下圖給出了國內(nèi)外在云安全標(biāo)準(zhǔn)方面的成果。

3.2 云平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3.3.2 評(píng)估框架

云計(jì)算平臺(tái)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估關(guān)注云計(jì)算平臺(tái)業(yè)務(wù)層面的風(fēng)險(xiǎn)，其評(píng)估對(duì)象為云服務(wù)業(yè)務(wù)流程涉及的組件及設(shè)備，評(píng)估范圍覆蓋了云服務(wù)業(yè)務(wù)在信息系統(tǒng)層面的數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)處理活動(dòng)及其關(guān)聯(lián)關(guān)系。云平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的框架如下圖5所示。

評(píng)估過程覆蓋了基礎(chǔ)設(shè)施、虛擬化控制、管理平臺(tái)和安全防護(hù)等多種類型的對(duì)象，針對(duì)多種指標(biāo)進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)分析，并且在監(jiān)管、業(yè)務(wù)和客戶的要求下做出相應(yīng)的調(diào)整。 

a.資產(chǎn)識(shí)別

云平臺(tái)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不僅要識(shí)別云服務(wù)商自身資產(chǎn)，還需要識(shí)別云服務(wù)客戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資產(chǎn)，識(shí)別過程中，宜統(tǒng)計(jì)所有的信息資產(chǎn)，但可以根據(jù)云平臺(tái)的安全目標(biāo)確定資產(chǎn)識(shí)別的細(xì)度。下表2是云平臺(tái)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中需要重點(diǎn)考慮的客戶資產(chǎn)^[3]。

b.威脅識(shí)別

首先，云計(jì)算平臺(tái)是一個(gè)共享的平臺(tái)，在云計(jì)算平臺(tái)上傳送惡意程序、垃圾數(shù)據(jù)等，比在傳統(tǒng)的系統(tǒng)上更具有危害性：其傳播速度更快、傳播范圍更廣，會(huì)產(chǎn)生更大、更嚴(yán)重的社會(huì)影響。其次，云計(jì)算平臺(tái)比以往任何一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的規(guī)模都要大得多，其平均使用成本更低、部署時(shí)間更短，很容易被心懷惡意的人在短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模采購并部署，作為僵尸網(wǎng)絡(luò)、拒絕服務(wù)攻擊等的平臺(tái)，這將會(huì)產(chǎn)生更加嚴(yán)重的后果與影響。同時(shí)，由于云計(jì)算平臺(tái)的分布式結(jié)構(gòu)，攻擊者在實(shí)施攻擊后更容易逃避安全監(jiān)管，這為日后的追責(zé)帶來了困難。

c.脆弱性識(shí)別

脆弱性識(shí)別的依據(jù)需要結(jié)合國內(nèi)外安全標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范、應(yīng)用流程的安全要求，主要從技術(shù)和管理兩個(gè)方面進(jìn)行，表3給出了云平臺(tái)典型的脆弱性^[3]。技術(shù)脆弱性涉及網(wǎng)絡(luò)、人員、服務(wù)和數(shù)據(jù)等各個(gè)層面的安全問題。對(duì)應(yīng)用在不同環(huán)境中的相同的弱點(diǎn)，其脆弱性嚴(yán)重程度是不同的，宜從組織云服務(wù)安全策略的角度考慮、判斷資產(chǎn)的脆弱性及其嚴(yán)重程度。

d.已有安全措施的確認(rèn)

可按照服務(wù)模式、安全需求、運(yùn)行監(jiān)管、災(zāi)難恢復(fù)能力和合同等方面來確認(rèn)已有的安全防護(hù)手段，如下圖所示。

3.3.3 云安全評(píng)估方法的特殊性

在對(duì)云平臺(tái)開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作時(shí)，需要結(jié)合多種評(píng)估方法，比如配置檢查、漏洞掃描，但云平臺(tái)引入了更多的有價(jià)值的資源，且與租戶存在服務(wù)水平約定，所以一些評(píng)估方法要結(jié)合云計(jì)算的特征做出調(diào)整，下圖展示了四種常見評(píng)估方法應(yīng)該涉及的內(nèi)容。

a.問卷調(diào)查

調(diào)查問卷是提供一套關(guān)于管理和操作控制的問題表格，供系統(tǒng)技術(shù)或管理人員填寫。問卷應(yīng)該包括組織的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略、安全需求、管理制度、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的敏感性、系統(tǒng)規(guī)模和結(jié)構(gòu)等方面的內(nèi)容。

b.顧問訪談

現(xiàn)場訪談是由評(píng)估人員到現(xiàn)場訪談系統(tǒng)技術(shù)或管理人員并收集系統(tǒng)在物理、環(huán)境和操作方面的信息。訪談內(nèi)容至少應(yīng)該包括：是否有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完整性檢測的設(shè)計(jì)；是否有清除數(shù)據(jù)副本的手段和措施；詢問對(duì)持續(xù)大流量攻擊進(jìn)行識(shí)別、報(bào)警和阻斷的能力，是否有專門的設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)入侵進(jìn)行防范；詢問虛擬機(jī)之間、虛擬機(jī)與宿主機(jī)之間隔離的手段；退出云計(jì)算服務(wù)或變更云服務(wù)商的初步方案，對(duì)客戶的相關(guān)人員進(jìn)行操作和安全培訓(xùn)的方案。

c.安全滲透測試

由于基礎(chǔ)設(shè)施的影響，SaaS環(huán)境可能不允許進(jìn)行滲透測試，在PaaS、IaaS中允許進(jìn)行云滲透測試，但需要一定的協(xié)調(diào)。值得注意的是，合同中的SLA將決定應(yīng)該允許何種類型的測試，以及多久進(jìn)行一次測試。

d.安全漏洞掃描

云計(jì)算具備按需自助服務(wù)、無處不在的網(wǎng)絡(luò)接入、資源池、敏捷的彈性和可度量的服務(wù)這五個(gè)特征，云平臺(tái)漏洞掃描也可以按照這五個(gè)方面來進(jìn)行^[2]。

未經(jīng)授權(quán)的管理界面訪問：按需自助服務(wù)云計(jì)算特性需要一個(gè)管理界面，可以向云服務(wù)的用戶開放訪問。這樣，未經(jīng)授權(quán)的管理界面訪問對(duì)于云計(jì)算系統(tǒng)來說就算得上是一個(gè)具有特別相關(guān)性的漏洞，可能發(fā)生未經(jīng)授權(quán)的訪問的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，在那些系統(tǒng)中管理功能只有少數(shù)管理員能夠訪問。

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議漏洞：無處不在的網(wǎng)絡(luò)接入云計(jì)算特性意味著云服務(wù)是通過使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)獲得訪問。在大多數(shù)情況下，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)即互聯(lián)網(wǎng)，必須被看作是不可信的。這樣一來，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議漏洞也就和云計(jì)算發(fā)生了關(guān)系，比如導(dǎo)致中間人攻擊的漏洞。

數(shù)據(jù)恢復(fù)漏洞：關(guān)于資源池和彈性的云特性意味著分配給一個(gè)用戶的資源將有可能在稍后的時(shí)間被重新分配到不同的用戶。從而，對(duì)于內(nèi)存或存儲(chǔ)資源來說，有可能恢復(fù)出前面用戶寫入的數(shù)據(jù)。

逃避計(jì)量和計(jì)費(fèi)：可度量的服務(wù)云特性意味著，任何云服務(wù)都在某一個(gè)適合服務(wù)類型的抽象層次（如存儲(chǔ)，處理能力以及活躍帳戶）上具備計(jì)量能力。計(jì)量數(shù)據(jù)被用來優(yōu)化服務(wù)交付以及計(jì)費(fèi)。有關(guān)漏洞包括操縱計(jì)量和計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)，以及逃避計(jì)費(fèi)。

e.安全配置檢查

為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)云平臺(tái)配置風(fēng)險(xiǎn)，云平臺(tái)配置檢查可以從身份認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)訪問控制、數(shù)據(jù)安全、日志審計(jì)、基礎(chǔ)安全防護(hù)五個(gè)維度進(jìn)行安全配置的檢測，相關(guān)檢查項(xiàng)^[4]可參考表4。

本文在對(duì)云計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)及等保2.0的新要求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合三種云計(jì)算服務(wù)模式的特點(diǎn)和傳統(tǒng)的信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，對(duì)如何在云計(jì)算模式下進(jìn)行信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行了闡述，詳細(xì)論述了云平臺(tái)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中對(duì)資產(chǎn)、威脅和脆弱性進(jìn)行評(píng)估時(shí)，要考慮到的一些指標(biāo)。相信隨著云計(jì)算的深入發(fā)展，國內(nèi)云計(jì)算安全標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn)，各種安全實(shí)踐會(huì)不斷成熟，將進(jìn)一步豐富云計(jì)算平臺(tái)及云服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論。

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[4] 阿里云, 云平臺(tái)配置檢查. https://help.aliyun.com/document_detail/101898.html, 2019

作者介紹：

易發(fā)波，1986.11，男，漢，湖北恩施人，咨詢服務(wù)顧問，2016年6月畢業(yè)于電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專業(yè)，碩士，目前從事云計(jì)算安全咨詢工作，在計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)虛擬化方面有豐富的安全防護(hù)設(shè)計(jì)及風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)前主要研究云計(jì)算平臺(tái)安全防護(hù)檢測方法。

來源： 工控安全應(yīng)急保障中心