由兩套各自獨立的系統(tǒng)分別連接和非的網絡,兩套系統(tǒng)之間通過網閘進行信息擺渡,保證兩套系統(tǒng)之間沒有直接的物理通路。在通信過程中,當存儲介質與的網絡連通時,斷開與非網絡連接;當與非網絡連通時,斷開與網絡的連接;通過分時地使用兩套系統(tǒng)中的數(shù)據通路進行數(shù)據交換,以達到隔離與交換的目的。此外,在數(shù)據交換過程中,需同時進行防病毒、防惡意代碼等信息過濾,以保證信息的。
根據國家保密局公開的文獻資料,我國目前流行的網絡隔離技術的產品和方案如下:
(1)獨立網絡方案
根據信息保密需求的不同,將信息存放到兩個獨立的網絡中。其一是內部網絡,用于存儲、處理、傳輸涉密信息;另一個是外部網絡,與互聯(lián)網相連。內部網絡和外部網絡物理斷開。兩個網絡之間如果有數(shù)據交換需要,則采用人工操作(如通過軟盤、磁帶等)的方式。
(2)終端級解決方案
用戶使用一臺客戶端設備排他性選擇連接內部網絡和外部網絡,主要類型可分為以下幾種。
(1)雙主板,雙硬盤型:通過設置兩套獨立計算機的設備實現(xiàn),使用時,通過客戶端開關分別選擇兩套計算機系統(tǒng)。
(2)單主板,雙硬盤型:客戶端通過增加一塊隔離卡、一塊硬盤,將硬盤接口通過添加的隔離卡轉接到主板,網卡也通過該卡引出兩個網絡接口。通過該卡控制客戶端存儲設備,同時選擇相應的網絡接口,達到網絡隔離的效果。
(3)單主板,單硬盤型:客戶端需要增加一塊隔離卡,存儲器通過隔離卡連接到主板,網卡也通過隔離卡引出兩個網絡接口。對硬盤上劃分區(qū)、非區(qū),通過隔離卡控制客戶端存儲設備分時使用區(qū)和非區(qū),同時對相應的網絡接口進行選擇,以實施網絡隔離。
代網閘的技術原理是利用單刀雙擲開關使內外網的處理單元分時存取共享存儲設備來完成數(shù)據交換的,實現(xiàn)了在空氣縫隙隔離(AirGap)情況下的數(shù)據交換。原理是通過應用層數(shù)據提取與審查達到杜絕基于協(xié)議層的攻擊和增強應用層的效果。
第二代網閘是在吸取了代網閘優(yōu)點的基礎上,創(chuàng)造性地利用全新理念的專用交換通道PET(Private Exchange Tunnel)技術,在不降低性的前提下能夠完成內外網之間高速的數(shù)據交換,有效地克服了代網閘的弊端。第二代網閘的數(shù)據交換過程是通過專用硬件通信卡、私有通信協(xié)議和加密簽名機制來實現(xiàn)的。雖然仍是通過應用層數(shù)據提取與審查達到杜絕基于協(xié)議層的攻擊和增強應用層效果的,但卻提供了比代網閘更多的網絡應用支持,并且由于其采用的是專用高速硬件通信卡,使得處理能力大大提高,達到代網閘的幾十倍之多。而私有通信協(xié)議和加密簽名機制保證了內外處理單元之間數(shù)據交換的機密性、完整性和可信性,從而在保證性的同時,提供更好的處理性能,能夠適應復雜網絡對隔離應用的需求。
網閘是使用帶有多種控制功能的固態(tài)開關讀寫介質,連接兩個獨立主機系統(tǒng)的信息設備。由于兩個獨立的主機系統(tǒng)通過網閘進行隔離,使系統(tǒng)間不存在通信的物理連接、邏輯連接及信息傳輸協(xié)議,不存在依據協(xié)議進行的信息交換,而只有以數(shù)據文件形式進行的無協(xié)議擺渡。因此,網閘從邏輯上隔離、阻斷了對內網具有潛在攻擊可能的一切網絡連接,使外部攻擊者無法直接入侵、攻擊或破壞內網,保障了內部主機的。
網閘實現(xiàn)了內外網的邏輯隔離,在技術特征上,主要表現(xiàn)在網絡模型各層的斷開。
(1)物理層斷開
網閘采用的網絡隔離技術,就是要保證網閘的外部主機和內部主機在任何時候是完全斷開的。但外部主機與固態(tài)存儲介質,內部主機與固態(tài)存儲介質,在進行數(shù)據傳遞的時候,有條件地進行單個連通,但不能同時相連。在實現(xiàn)上,外部主機與固態(tài)存儲介質之間、內部主機與固態(tài)存儲介質之間均存在一個開關電路。網絡隔離必須保證這兩個開關不會同時閉合,從而保證OSI模型上的物理層的斷開機制。
(2)鏈路層斷開
由于開關的同時閉合可以建立一個完整的數(shù)據通信鏈路,因此必須消除數(shù)據鏈路的建立,這就是鏈路層斷開技術。任何基于鏈路通信協(xié)議的數(shù)據交換技術,都無法消除數(shù)據鏈路的連接,因此不是網絡隔離技術,如基于以太網的交換技術、串口通信或高速串口通信協(xié)議的USB等。
(3)TCP/IP協(xié)議隔離
為了消除TCP/IP協(xié)議(OSI的3~4層)的漏洞,必須剝離TCP/IP協(xié)議。在經過網閘進行數(shù)據擺渡時,必須再重建TCP/IP協(xié)議。
(4)應用協(xié)議隔離
為了消除應用協(xié)議(OSI的5~7層)的漏洞,必須剝離應用協(xié)議。剝離應用協(xié)議后的原始數(shù)據,在經過網閘進行數(shù)據擺渡時,必須重建應用協(xié)議。