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數(shù)據安全治理的關鍵技術

實施數(shù)據安全治理的組織，一般都具有較為發(fā)達和完善的信息化水平，數(shù)據資產龐大，涉及的數(shù)據使用方式多樣化，數(shù)據使用角色繁雜，數(shù)據共享和分析的需求剛性，要滿足數(shù)據有效使用的同時保證數(shù)據使用的安全性，需要極強的技術支撐。

數(shù)據安全治理面臨數(shù)據狀況梳理、敏感數(shù)據訪問與管控、數(shù)據治理稽核三大挑戰(zhàn)。

當前數(shù)據安全治理面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)據安全狀況梳理技術挑戰(zhàn)

組織需要確定敏感性數(shù)據在系統(tǒng)內部的分布情況，其中的關鍵問題在于如何在成千上百的數(shù)據庫和存儲文件中明確敏感數(shù)據的分布；組織需要確定敏感性數(shù)據是如何被訪問的，如何掌握敏感數(shù)據在被什么系統(tǒng)、什么用戶以什么樣的方式訪問；組織需要迅速確定當前的賬號和授權狀況，清晰化、可視化、報表化的明確敏感數(shù)據在數(shù)據庫和業(yè)務系統(tǒng)中的訪問賬號和授權狀況，明確當前權控是否具備適當?shù)幕A。

數(shù)據訪問管控技術挑戰(zhàn)

在敏感數(shù)據訪問和管控技術方面，細分至五個方面的挑戰(zhàn) ：
（1）如何將敏感數(shù)據訪問的審批在執(zhí)行環(huán)節(jié)有效落地
對于敏感數(shù)據的訪問、對于批量數(shù)據的下載要進行審批制度，這是數(shù)據治理的關鍵 ；但工單的審批若是在執(zhí)行環(huán)節(jié)無法有效控制，訪問審批制度僅僅是空中樓閣。
（2）如何對突破權控管理的黑客技術進行防御
基于數(shù)據庫的權限控制技術，在基于漏洞攻擊的基礎上將很容易被突破。
（3）如何在保持高效的同時實現(xiàn)存儲層的加密
基于文件層和硬盤層的加密將無法與數(shù)據庫的權控體系結合，對運維人員無效；如何實現(xiàn)存儲加密、權限控制和快速檢索的整體解決，是這一問題的關鍵，只有這樣的存儲加密才能保證安全的同時數(shù)據可用。
（4）如何實現(xiàn)保持業(yè)務邏輯后的數(shù)據脫敏
對于測試環(huán)境、開發(fā)環(huán)境和 BI 分析環(huán)境中的數(shù)據需要對敏感數(shù)據模糊化，但模糊化的數(shù)據保持與生產數(shù)據的高度仿真，是實現(xiàn)安全又可用的基礎。
（5）如何實現(xiàn)數(shù)據提取分發(fā)后的管控
數(shù)據的共享是數(shù)據的基本使用屬性，但數(shù)據的復制是沒有痕跡的；數(shù)據分發(fā)后如何保證數(shù)據不會被流轉到失控的環(huán)境，或者被復制后可溯源，這是數(shù)據提取分發(fā)管理的關鍵。

數(shù)據安全的稽核和風險發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)

1、如何實現(xiàn)對賬號和權限變化的追蹤
定期地對賬號和權限變化狀況進行稽核，是保證對敏感數(shù)據的訪問在既定策略和規(guī)范內的關鍵；但如何對成百上千個業(yè)務系統(tǒng)和數(shù)據庫中的賬號與權限的變化狀況進行追蹤是關鍵。

2、如何實現(xiàn)全面的日志審計
在新的網絡安全法出臺后全面的數(shù)據訪問審計要求，日志存儲最少保留6 個月；在新的等保中要求，云的提供商和用戶都必須實現(xiàn)全面的日志記錄。全面審計工作對各種通訊協(xié)議、云平臺的支撐，1000 億數(shù)據以上的存儲、檢索與分析能力上，均形成挑戰(zhàn)。全面的審計是檢驗數(shù)據安全治理中的策略是否在日常的執(zhí)行中切實落地的關鍵。

3、如何快速實現(xiàn)對異常行為和潛在風險的發(fā)現(xiàn)與告警
數(shù)據治理中，有一個關鍵要素就是發(fā)現(xiàn)非正常的訪問行為和系統(tǒng)中存在的潛在漏洞問題。如何對日常行為進行建模，是海量數(shù)據中快速發(fā)現(xiàn)異常行為和攻擊行為避免系統(tǒng)面臨大規(guī)模失控的關鍵。

數(shù)據安全治理的技術支撐

對應數(shù)據安全治理上述提到的三大挑戰(zhàn)，筆者提出針對數(shù)據安全狀況梳
理、數(shù)據訪問管控及數(shù)據安全稽核的技術保障體系。

數(shù)據安全狀況梳理的技術支撐

1、數(shù)據靜態(tài)梳理技術
靜態(tài)梳理是基于端口掃描和登錄掃描的方式完成對敏感數(shù)據的存儲分布
狀況、數(shù)據管理系統(tǒng)的漏洞狀況、數(shù)據管理系統(tǒng)的安全配置狀況的信息采集
技術，通過該技術幫助安全管理人員掌握系統(tǒng)的數(shù)據安全狀態(tài)。
通過靜態(tài)的掃描技術可以獲得數(shù)據的以下基本信息：
a) 系統(tǒng)內的數(shù)據庫列表，所分布的 IP；
b) 根據數(shù)據特征，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內不同類別和級別的數(shù)據如何分布；
c) 這些數(shù)據庫中的安全漏洞和補丁狀況，最嚴重的安全風險 ；
d) 數(shù)據庫的賬號和權限信息，特別是敏感信息標的賬號和權限信息 ；
e) 數(shù)據庫的安全配置狀況。

2、數(shù)據動態(tài)梳理技術
動態(tài)梳理技術是基于對網絡流量的掃描，實現(xiàn)對系統(tǒng)中的敏感數(shù)據的訪問狀況的梳理，包括：敏感數(shù)據的存儲分布、敏感數(shù)據的系統(tǒng)訪問狀況、敏感數(shù)據的批量訪問狀況、敏感數(shù)據的訪問風險。

通過動態(tài)梳理技術可以獲得數(shù)據的以下基本信息：
a) 哪些 IP（數(shù)據庫主機）是數(shù)據的來源 ；
b) 哪些 IP（業(yè)務系統(tǒng)或運維工具）是數(shù)據的主要訪問者 ；
c) 敏感數(shù)據是如何被業(yè)務系統(tǒng)訪問的（時間、流量、操作類型、語句）；
d) 敏感數(shù)據是如何被運維人員訪問的（IP、用戶、操作）。

3、數(shù)據狀況的可視化呈現(xiàn)技術
通過可視化技術將靜態(tài)資產和動態(tài)資產梳理技術梳理出的信息以可視化
的形式呈現(xiàn)；比如敏感數(shù)據的訪問熱度、資產在組織內不同部門或業(yè)務系統(tǒng)
內的分布、系統(tǒng)的賬號和權限圖、敏感數(shù)據的范圍權限圖：

圖 數(shù)據資產分布圖

數(shù)據訪問熱度圖

敏感數(shù)據賬號和授權狀況概況圖

4、數(shù)據資產的管理系統(tǒng)支撐
基于靜態(tài)梳理、動態(tài)梳理和可視化展現(xiàn)技術，建立數(shù)據資產的登記、準入、
準出和定期核查。

以自動流量分析技術完成存量資產梳理圖

數(shù)據訪問管控的技術支撐

1、數(shù)據運維審批技術
(1) 堡壘機技術
堡壘機是當前最常用的進行運維管控的工具，包括對數(shù)據庫的運維管控；
堡壘機通過將運維工具集中到指定設備上，所有對數(shù)據庫的運維操作都將在
這個設備上完成。但堡壘機對數(shù)據庫的運維大多僅能控制到庫這個級別，無
法控制到更細粒度的對象如表或列；同時對于圖形化的運維工具無法作到控
制，僅能作到錄屏。

(2) 數(shù)據庫專業(yè)運維管控技術
數(shù)據庫的專業(yè)運維管控工具可以控制到表和列級，可以控制到各種數(shù)據
庫操作；同時可以精確控制到具體的語句，控制語句執(zhí)行的時間，控制執(zhí)行
的閾值；同時滿足事前審批，事中控制的模式；滿足金融或運營商行業(yè)所
需要的金庫模式，這將極大提高數(shù)據庫運維管控的準確性：

數(shù)據庫安全運維審批流程示意

2、防止黑客攻擊的數(shù)據庫防火墻技術
運維管控系統(tǒng)是對內部人員對敏感數(shù)據訪問行為的管理；但敏感數(shù)據除了內部人員外，也要面臨黑客的攻擊和入侵，或者第三方外包人員利用黑客技術突破常規(guī)的權限控制；因此需要通過數(shù)據庫防火墻技術實現(xiàn)對于漏洞攻擊的防御， 包括 SQL 注入類的外部攻擊，以及提權漏洞、緩沖區(qū)溢出漏洞和 TNS 漏洞等。

數(shù)據庫防火墻技術中最核心技術——虛擬補丁技術

3、數(shù)據庫存儲加密技術
數(shù)據庫的存儲加密是保證數(shù)據在物理層得到安全保障的關鍵，加密技術
的關鍵是要解決幾個核心問題 ：
a) 加密與權控技術的整合 ；
b) 加密后的數(shù)據可快速檢索 ：可考慮通過密文索引技術（但需要操作系
統(tǒng)的兼容）或保序加密技術。
c) 應用透明技術 ：數(shù)據加密后原有應用系統(tǒng)不需要改造，可選擇的技術
包括三層視圖技術，或者保留格式加密技術。

4、數(shù)據庫脫敏技術
數(shù)據庫脫敏技術，是解決數(shù)據模糊化的關鍵技術；通過脫敏技術來解
決生產數(shù)據中的敏感信息在測試環(huán)境、開發(fā)環(huán)境和 BI 分析環(huán)境的安全。

數(shù)據訪問控制技術 - 脫敏技術

在脫敏技術中的關鍵技術包括 ：
a)數(shù)據含義的保持：脫敏后的數(shù)據仍然具有原始數(shù)據類型所要求的格式、內置關系，如身份證、地址、人名脫敏后依然需要是身份證、地址、人名；

b) 數(shù)據間關系的保持：需要不同表間相同數(shù)據、不同庫間相同數(shù)據，在脫敏后依然是相同數(shù)據，保證數(shù)據間的映射關系；

c) 增量數(shù)據脫敏：對于大規(guī)模數(shù)據的增量，能在原有數(shù)據的基礎上持續(xù)性地快速脫敏，從而保障在某些測試或分析環(huán)境中數(shù)據相對的及時性；

d) 可逆脫敏：在 BI 分析環(huán)境下， 用戶信息等關鍵性信息需要被脫敏；但在 BI 分析的結果，重點關注的用戶， 需要回到生產環(huán)境下時， 可以還原為真實的用戶信息，以進行行銷；

e) 動態(tài)脫敏：在一些環(huán)境下，需要保持數(shù)據共享的及時性，但又要避免數(shù)據的泄露；因此需要對在不將數(shù)據重新生成一份脫敏副本的情況下提供給第三方。需要針對不同的用戶，根據數(shù)據的共享和安全需要，對不同的數(shù)據集進行脫敏；

f)大數(shù)據脫敏：隨著 MongoDB、Hadoop、Redis 等大數(shù)據技術的使用，脫敏技術更多地被需要。

5、數(shù)據水印技術
數(shù)據水印技術是為了保持對分發(fā)后的數(shù)據的追蹤，在數(shù)據泄露行為發(fā)生
后，對造成數(shù)據泄露的源頭可進行回溯。
數(shù)據水印技術的關鍵點包括：
A、建立具備水印能力的數(shù)據抽取和分發(fā)系統(tǒng) ；
B、在分發(fā)數(shù)據中摻雜，不影響運算結果的數(shù)據，使泄密源可追溯 ；
C、摻雜的方式 ：增加偽行、增加偽列、在現(xiàn)有的數(shù)據中作修正，如某
些字符串信息，摻加不顯示字符；
D、建立數(shù)據分發(fā)項目清單，記錄數(shù)據集、數(shù)據去向、水印特點 ；
E、拿到泄密數(shù)據的樣本，可追溯數(shù)據泄露源。

數(shù)據安全稽核的技術支撐

數(shù)據安全稽核是安全管理部門的重要職責，以此保障數(shù)據治理的策略和
規(guī)范被有效執(zhí)行和落地，保障能夠快速發(fā)現(xiàn)潛在的風險和行為。但數(shù)據稽
核對于大型企業(yè)或機構超大規(guī)模的數(shù)據流量、龐大的數(shù)據管理系統(tǒng)和業(yè)務系
統(tǒng)數(shù)量下，也面臨著很大的技術挑戰(zhàn)。
1、數(shù)據審計技術
數(shù)據審計的目標是對所有的數(shù)據訪問行為進行記錄，對危險行為進行告
警，提供數(shù)據訪問報表，提供對數(shù)據的檢索和分析能力；數(shù)據審計技術是
對工作人員行為是否合規(guī)進行判定的關鍵 ；數(shù)據審計技術主要是基于網絡流
量分析技術、高性能入庫技術、大數(shù)據分析技術和可視化展現(xiàn)技術：

數(shù)據審計技術

2、賬戶和權限變化追蹤技術
賬號和權限總是動態(tài)被維護的，在成千上萬的數(shù)據賬號和權限下，如何
快速了解在已經完成的賬號和權限基線上增加了哪些賬號，賬號的權限是否
變化了，這些變化是否遵循了合規(guī)性保證，需要通過靜態(tài)的掃描技術和可視
化技術幫助信息安全管理部門完成這種賬號和權限的變化稽核。

授權變更統(tǒng)計分析管理界面

3、異常行為分析技術
在安全治理過程中，除了明顯的數(shù)據攻擊行為和違規(guī)的數(shù)據訪問行為外，很多的數(shù)據入侵和非法訪問是掩蓋在合理的授權下的，這就需要通過一些數(shù)據分析技術，對異常性的行為進行發(fā)現(xiàn)和定義，這些行為往往從單個的個體來看是合法的。

對于異常行為，可以通過兩種方式，一種是通過人工的分析完成異常行為的定義 ；一種是對日常行為進行動態(tài)的學習和建模，對于不符合日常建模的行為進行告警。

以上很多的異常訪問行為，都與頻次有密切的關系 ；這種頻次分析技術不是傳統(tǒng)的關系型數(shù)據庫或大數(shù)據平臺的強項，更多地需要引入一種新的技術，這就是 StreamDB技術；一種以時間窗體為概念，對多個數(shù)據流進行頻次、累計量和差異量進行分析的技術，往往可以用于對大規(guī)模數(shù)據流的異常發(fā)現(xiàn)：

Stream 數(shù)據處理技術