網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)安全策略方案探討 - 全文

　　總體安全策略

　　網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全策略需包括中心平臺、前端接入設(shè)備、客戶端及網(wǎng)絡(luò)各部分的軟硬件設(shè)備的安全措施;而最受關(guān)注也是最關(guān)健的核心部分，即監(jiān)控中心平臺是系統(tǒng)的中樞大腦。將通過在物理設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)部署及業(yè)務(wù)應(yīng)用等方面進(jìn)行周密的安全設(shè)計(jì)，其在各級安全層面及在相應(yīng)層次上采取的安全措施，如圖1所示。

　　對可靠性要求如下：

　　·支持雙網(wǎng)雙路由機(jī)制，為系統(tǒng)提供極高的網(wǎng)絡(luò)安全保障機(jī)制;

　　·數(shù)據(jù)庫管理單元是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的核心，通過高可靠性的雙機(jī)熱備設(shè)計(jì)，保證平臺穩(wěn)定、連續(xù)地工作;

　　·采用動態(tài)負(fù)載均衡機(jī)制，使中心管理單元、接入管理單元和業(yè)務(wù)應(yīng)用單元實(shí)現(xiàn)動態(tài)負(fù)載均衡，以保證系統(tǒng)極高的可用性;

　　·對于媒體轉(zhuǎn)發(fā)單元、移動監(jiān)控網(wǎng)關(guān)單元和媒體存儲單元采用N+1備份設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)不會因?yàn)閱闻_設(shè)備宕機(jī)而造成整個系統(tǒng)的崩潰;

　　·采用媒體流與信令數(shù)據(jù)流分離處理的方式，以保證系統(tǒng)高效的隔離機(jī)制;

　　·關(guān)鍵數(shù)據(jù)和媒體數(shù)據(jù)保存在專用的存儲設(shè)備中，采用RAID5或RAID6等機(jī)制，保證數(shù)據(jù)存儲的安全。

　　系統(tǒng)同時必須采取全面的安全保護(hù)措施，涉及到系統(tǒng)平臺、前端接入設(shè)備、客戶端及連接各組成要素的網(wǎng)絡(luò)等，需能防病毒感染、黑客攻擊、雷擊、過載、斷電和人為破壞等，使系統(tǒng)具有高度的安全與保密性。

　　物理設(shè)備安全

　　物理設(shè)備安全包括網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的各種硬件設(shè)備，各組成硬件均需采取安全措施，才能達(dá)到最佳的防護(hù)效果。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺側(cè)的設(shè)備往往放置在客戶的專用機(jī)房內(nèi)。監(jiān)控前端設(shè)備，特別是外場設(shè)備，環(huán)境復(fù)雜惡劣，對設(shè)備要求較高。如編碼器、攝像機(jī)等監(jiān)控前端，安裝在公共場所，需采用的防爆型攝像機(jī)，編碼器及光通信設(shè)備均應(yīng)放置在設(shè)備箱內(nèi)，并加鎖保護(hù);線纜需套管或隱蔽安裝，以防止被破壞。同時室外安裝的設(shè)備還需考慮防水、抗高溫、機(jī)箱通風(fēng)、低溫加熱等，以確保設(shè)備能在各種惡劣環(huán)境下正常工作。

　　1、服務(wù)器自身安全

　　可從兩方面考慮進(jìn)行安全加固，一是監(jiān)控平臺一般采用安全性能更高的Linux操作系統(tǒng)。關(guān)閉與監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)無關(guān)的進(jìn)程、應(yīng)用、端口及服務(wù)等;定期修補(bǔ)安全漏洞后門，升級系統(tǒng)內(nèi)核版本;規(guī)范登錄賬戶密碼，限制遠(yuǎn)程登錄讀取與寫入，選用安全性高的SSH密鑰方式;隱藏保護(hù)重要資料，如日志記錄管理等;采用安全工具以及經(jīng)常性的安全檢查。

　　二是在每臺服務(wù)器上加載防病毒軟件和防火墻軟件，要通過專門的線路從服務(wù)器上實(shí)時更新病毒定義代碼，防止服務(wù)器受到病毒的入侵和攻擊。

　　2、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全包括光端機(jī)、光纖收發(fā)器、交換機(jī)及路由器等，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。其中合理利用路由器、交換機(jī)的安全設(shè)置，可以有效減少黑客的惡意入侵，保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸安全。

　　前端接入端建議選用工業(yè)級交換機(jī)，系統(tǒng)平臺采用雙路由雙交換機(jī)配置，建立主備冗余或負(fù)載均衡機(jī)制，可增強(qiáng)安全可靠性。另一方面，對系統(tǒng)重要的交換機(jī)路由設(shè)備配置安全策略，如通過建立規(guī)則來實(shí)現(xiàn)過濾需求、基于端口的訪問許可、流量控制，加強(qiáng)設(shè)備網(wǎng)管SNMPV3及SSH安全登錄，交換機(jī)日志報(bào)送和看門狗開啟及固件映像等與安全有關(guān)的功能設(shè)置。

　　3、防火墻安全

　　防火墻指的是一個安全軟件和計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備集成組合而成，其主要由服務(wù)訪問規(guī)則、驗(yàn)證工具、包過濾和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)四個部分組成。通過防火墻設(shè)置訪問規(guī)則、配置不同安全等級，允許通過的端口服務(wù)、IP及協(xié)議數(shù)據(jù)來過濾數(shù)據(jù)，減少系統(tǒng)平臺服務(wù)器壓力。一般情況下，受防護(hù)墻性能的限制，視頻監(jiān)控媒體流不做防火墻穿透業(yè)務(wù)，只對系統(tǒng)平臺的鑒權(quán)、認(rèn)證等信令部分進(jìn)行安全校驗(yàn)以降低防火墻的壓力;

　　4、前端設(shè)備雙重認(rèn)證接入

　　只有合法的前端設(shè)備才能注冊到系統(tǒng)。系統(tǒng)采用獨(dú)有的密碼發(fā)布機(jī)制，對通過身份ID認(rèn)證的前端設(shè)備發(fā)布隨機(jī)密碼。系統(tǒng)通過身份ID和密碼雙重認(rèn)證機(jī)制，能有效防御非法的或假冒的前端設(shè)備接入系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)的安全性。

　　網(wǎng)絡(luò)安全

　　在承載網(wǎng)絡(luò)上采用傳輸層機(jī)制，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩浴＠脤＞W(wǎng)隔離網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控流量和其他流量，優(yōu)先選擇監(jiān)控專網(wǎng)（物理專網(wǎng)或VPN網(wǎng)）的組網(wǎng)方式可以保證網(wǎng)絡(luò)線路的安全性，但組建視頻監(jiān)控專網(wǎng)相應(yīng)的投資將大幅上升。

　　每一個監(jiān)控采集的出口網(wǎng)絡(luò)連接可以考慮兩個不同方向，以建立兩條路由進(jìn)行備份。平臺對外提供服務(wù)的設(shè)備，接入到防火墻的DMZ區(qū)中，通過防火墻接入到外部網(wǎng)絡(luò)（如城域網(wǎng)）。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)中，采用防火墻、漏洞掃描、入侵監(jiān)測、VPN等網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)措施，實(shí)時監(jiān)控整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

　　應(yīng)用系統(tǒng)安全

　　1、高效的認(rèn)證機(jī)制

　　登錄驗(yàn)證機(jī)制：登錄時需要輸入系統(tǒng)分配的用戶名和密碼，連續(xù)輸入錯誤次數(shù)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的次數(shù)，系統(tǒng)將鎖定該用戶賬戶，只有通過系統(tǒng)管理員才能進(jìn)行解鎖重置。同時，系統(tǒng)支持用戶安全卡（USBKEY）管理機(jī)制，利用軟件電子鑰匙的方法，只有持有該電子鑰匙的用戶才能正常啟動客戶端軟件或Web 插件，再配合加密的用戶名密碼對，通過雙重措施保障用戶訪問的安全。

　　管理人員訪問網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時都將進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證信息采用128位的DES加密處理，以判斷用戶是否有權(quán)使用此系統(tǒng)。認(rèn)證系統(tǒng)對用戶進(jìn)行安全認(rèn)證，身份驗(yàn)證的資料來源于集中規(guī)劃的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫管理著視頻監(jiān)控系統(tǒng)所有用戶的身份資料。

　　系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)特的用戶名與MAC地址綁定功能，能夠限定某一用戶使用唯一指定的終端觀看其權(quán)限范圍內(nèi)的視頻信息，避免該用戶名、密碼被盜后，通過其它終端訪問系統(tǒng)造成視頻信息泄露，同時也可有效地監(jiān)督用戶的工作行為，防止非正常場所觀看秘密視頻信息。

　　2、嚴(yán)格的權(quán)限管理

　　授權(quán)機(jī)制：系統(tǒng)應(yīng)提供完善的授權(quán)機(jī)制，可以靈活地分配給用戶可以查看的監(jiān)控點(diǎn)、可執(zhí)行的功能模塊、可執(zhí)行的具體功能等。用戶只能查看權(quán)限范圍內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)和執(zhí)行被授予的功能。

　　管理人員登錄到監(jiān)控系統(tǒng)后，可以對監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)備進(jìn)行管理和配置、實(shí)時查看監(jiān)控點(diǎn)的視頻圖像、錄像日程安排，管理、查看和檢索保存在存儲系統(tǒng)中的視頻文件。系統(tǒng)具有完善的權(quán)限管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫中記錄了各個管理人員對各監(jiān)控點(diǎn)的使用權(quán)限，權(quán)限管理系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)對用戶使用權(quán)限進(jìn)行管理，并對用戶使用界面進(jìn)行定制，使用戶只能管理和使用具有相應(yīng)權(quán)限的監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)備和視頻文件，而不能隨意查看，甚至管理其它監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)備和視頻文件，以保障系統(tǒng)的安全性。

　　同一用戶名在同一時間內(nèi)，系統(tǒng)可嚴(yán)格限定只能有一人登陸使用系統(tǒng)，防止某一用戶名和密碼泄露后，其它人訪問監(jiān)控系統(tǒng)，造成視頻信息泄露。

　　3、完善的日志管理

　　系統(tǒng)詳細(xì)記錄用戶登錄、登出、控制視頻、瀏覽視頻等重要操作日志，便于查詢和統(tǒng)計(jì);同時，在系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，可以通過系統(tǒng)日志信息，作為分析、處理問題的一個重要依據(jù)。

　　4、軟件監(jiān)測技術(shù)

　　在系統(tǒng)應(yīng)用軟件建立主進(jìn)程和子進(jìn)程時，子進(jìn)程監(jiān)護(hù)主進(jìn)程，一旦主進(jìn)程在規(guī)定時間沒有心跳響應(yīng)，子進(jìn)程切換接替主進(jìn)程上線進(jìn)行服務(wù);有些服務(wù)可通過串口線建立心跳檢測;通過“看門狗”技術(shù)，避免系統(tǒng)業(yè)務(wù)軟件意外退出，保障系統(tǒng)正常工作。

　　通過服務(wù)器之間的主備或負(fù)載均衡機(jī)制，建立服務(wù)進(jìn)程狀態(tài)監(jiān)聽，如圖2。

　　在管理人員使用服務(wù)過程中，視頻流通過寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭曨l監(jiān)控系統(tǒng)平臺、再從系統(tǒng)平臺通過寬帶網(wǎng)絡(luò)將視頻流在用戶的監(jiān)控終端進(jìn)行播放。為防止視頻流被非法用戶截獲，可以對視頻文件進(jìn)行加密傳輸，對每個視頻流采用不同的密鑰加密，只有有權(quán)觀看此視頻流的用戶才擁有此密鑰，可以對視頻流進(jìn)行解密，保障視頻傳輸?shù)陌踩浴?/p>

　　傳輸通信協(xié)議：客戶端與服務(wù)器建立連接時的協(xié)議是非公開的，并且是獨(dú)家擁有的通信協(xié)議體系，因而其它程序無法訪問服務(wù)器。

　　傳輸通信安全機(jī)制：網(wǎng)絡(luò)通信時，系統(tǒng)提供端到端（客戶端軟件-系統(tǒng)服務(wù)器-設(shè)備固件）的SSL驗(yàn)證和數(shù)據(jù)加密。

　　導(dǎo)出和備份

　　系統(tǒng)設(shè)置的參數(shù)和錄像資料均可以導(dǎo)出到專有存儲備份設(shè)備（磁帶庫、磁盤陣列等），在系統(tǒng)需要時配置文件又可以重新將其恢復(fù)到系統(tǒng)中。此外，對于視頻監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)要求較高的應(yīng)用，可進(jìn)行前端存儲+中心存儲的雙存儲方式。視頻雙備份，但造價就要高很多。

　　數(shù)據(jù)加密

　　系統(tǒng)通過使用視頻加密（水?。┖蚐SL（安全套接層）協(xié)議可以有效防止篡改和黑客從遠(yuǎn)端控制攝像機(jī)。

　　對視頻圖像進(jìn)行錄像后，生成視頻文件存放在存儲系統(tǒng)中，通過權(quán)限管理可以保障只有具有一定權(quán)限的用戶才可以訪問和查看相應(yīng)的文件。為進(jìn)一步加強(qiáng)文件的安全性，系統(tǒng)應(yīng)對視頻文件進(jìn)行加密后進(jìn)行存放，非法用戶即便得到此視頻文件，也無法解密。密鑰由系統(tǒng)隨機(jī)生成，即使是系統(tǒng)管理員也無法得到密鑰來觀看視頻文件。此外，為用戶提供非標(biāo)準(zhǔn)定制化的解碼客戶端軟件，視頻數(shù)據(jù)只有通過該軟件才能解碼回放，且該軟件不支持對其他視頻文件的解碼回放，確保解碼客戶端的專用性。

　　1、平臺遠(yuǎn)程容災(zāi)備份

　　容災(zāi)系統(tǒng)按照所保障的內(nèi)容可以分類為數(shù)據(jù)級容災(zāi)和應(yīng)用級容災(zāi)。數(shù)據(jù)級容災(zāi)系統(tǒng)需要保證用戶數(shù)據(jù)的完整性、可靠性和安全性，而對于提供實(shí)時服務(wù)的信息系統(tǒng)，服務(wù)請求可能會中斷。應(yīng)用級容災(zāi)系統(tǒng)要能提供不間斷的應(yīng)用服務(wù)，讓客戶的服務(wù)請求能夠透明地毫無覺察災(zāi)難發(fā)生地繼續(xù)運(yùn)行。

　　異地應(yīng)用級容災(zāi)系統(tǒng)，即當(dāng)本地發(fā)生大災(zāi)難時由異地設(shè)備提供業(yè)務(wù)容災(zāi)恢復(fù)，在合適地點(diǎn)建立異地容災(zāi)備份系統(tǒng)，提供特殊情況下系統(tǒng)平臺的功能替代和整體備份等功能。不僅是數(shù)據(jù)的動態(tài)備份系統(tǒng)，也是應(yīng)用的動態(tài)備份系統(tǒng)。

　　建立遠(yuǎn)程容災(zāi)備份系統(tǒng)就是為了避免自然災(zāi)害、供電問題、人為因素、病毒等各方面的破壞，確保信息資源的安全。

　　運(yùn)營級的視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及數(shù)據(jù)庫部署均應(yīng)采用雙機(jī)主備工作，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)級別的備份;可根據(jù)用戶要求，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程容災(zāi)，且要達(dá)到以下幾點(diǎn)目標(biāo)：

　　·系統(tǒng)分平臺一旦發(fā)生故障，中心平臺或其他地市分平臺承接起該平臺的相關(guān)業(yè)務(wù)工作，實(shí)現(xiàn)分平臺的容災(zāi)備份;

　　·中心平臺作為系統(tǒng)的核心平臺，所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)均存放在平臺數(shù)據(jù)庫中，一旦平臺出現(xiàn)故障問題，影響涉及的面非常廣，對于中心平臺的整體容災(zāi)備份尤顯重要。

　　中心平臺部署有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、中心管理認(rèn)證、網(wǎng)管服務(wù)器、錄像管理服務(wù)器等設(shè)備，是整個系統(tǒng)的核心，需對中心平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程容災(zāi)部署。

　　異地容災(zāi)的物理環(huán)，建議選擇網(wǎng)絡(luò)條件穩(wěn)定、帶寬出口有保障、機(jī)房環(huán)境優(yōu)異、交通便捷的機(jī)房作為首選遠(yuǎn)程容災(zāi)備份，也可以選擇容災(zāi)平臺同某一分平臺部署在同一位置（如圖3）。

　　各分平臺（前端設(shè)備或客戶端）配置要求支持2個以上的注冊地址連接，第1個上聯(lián)地址即為主用中心平臺的服務(wù)器地址，第2個上聯(lián)地址為容災(zāi)備份平臺數(shù)據(jù)庫地址。當(dāng)分平臺（設(shè)備或客戶端）無法連接到第1個地址，便主動連接到第2個數(shù)據(jù)庫地址，從而實(shí)現(xiàn)中心平臺與備份平臺的業(yè)務(wù)遷移。但前提是主備平臺的數(shù)據(jù)庫需要數(shù)據(jù)庫同步，其可以采用增量腳本同步進(jìn)行主用數(shù)據(jù)庫的異地備份，達(dá)到主備平臺數(shù)據(jù)一致。

　　整個系統(tǒng)采用容災(zāi)備份機(jī)制后，系統(tǒng)安全可靠性得到了充分保障。同時會需要追加相應(yīng)的軟硬件投資、配套網(wǎng)絡(luò)資源，以及增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度;也會增加維護(hù)工作的難度，用于控制和監(jiān)控容災(zāi)系統(tǒng)源代碼、執(zhí)行碼的版本要確保主備系統(tǒng)使用相同版本的軟件，包括軟件的包裝、安裝和升級等過程控制。軟件版本的更新必須遵循嚴(yán)格的規(guī)范。