安全性（三）：信息安全的五要素及其含义

五要素及其含义

序号	要素	英文缩写	含义说明
1	保密性	Confidentiality	仅授权用户才能访问信息，防止信息被非法获取或泄露（例如：加密、访问控制）
2	完整性	Integrity	信息在传输、存储和处理过程中保持准确、完整、未被篡改（例如：哈希校验）
3	可用性	Availability	授权用户在需要时可以及时、可靠地访问和使用信息系统和资源
4	可控性	Controllability	信息流动、访问和使用过程可控制、可授权、可追踪，防止越权操作
5	不可否认性	Non-repudiation	行为发生后，行为方不能否认其行为（如发送数据或发出请求），可通过数字签名等实现

架构设计中的应用

安全要素	架构设计措施（软考答题常用术语）
保密性	- 数据传输加密（HTTPS、VPN）- 存储加密（AES、SM4）- 访问权限控制
完整性	- 数字签名- 哈希摘要验证（SHA256、SM3）- 防篡改存储
可用性	- 负载均衡（Nginx、F5）- 灾备方案（主备部署、数据备份）- 容错设计
可控性	- RBAC（基于角色的访问控制）- 最小权限原则- 审计与授权机制
不可否认性	- 数字签名（RSA、SM2）- 操作日志不可更改- 用户身份强认证（双因子）

安全威胁分析

威胁类型	示例
非法访问	未授权用户访问敏感资源
数据泄露	网络传输被监听、数据库泄密
数据篡改	网络劫持篡改报文、篡改存储文件
拒绝服务攻击	流量攻击导致服务不可用
权限越权	普通用户操作管理员功能

安全架构设计方案

1. 网络安全设计

• 采用分区分域架构：将系统划分为外部访问区、业务处理区、数据存储区；
• 使用防火墙控制访问流向；
• 引入入侵检测系统（IDS）和防护系统（IPS）；
• 外网访问必须通过VPN 或 HTTPS 通道。

2. 身份认证与访问控制

• 用户登录采用统一认证机制（如 OAuth2.0 / CAS / SSO）；
• 使用**多因素认证（MFA）**加强安全性；
• 实施基于角色的访问控制（RBAC），按最小权限原则分配权限；
• 所有关键操作需进行权限校验和日志记录。

3. 数据安全设计

• 数据在传输过程中使用 TLS 加密；
• 数据在存储时进行对称加密（如 AES / SM4）；
• 对用户敏感信息（如密码）进行哈希处理（如 SHA256 / SM3）；
• 实现数据库操作审计与备份机制。

4. 应用安全设计

• 防止常见漏洞（SQL 注入、XSS、CSRF），采用WAF（Web 应用防火墙）；
• 实施白名单机制控制接口调用；
• 所有接口需进行身份校验和数据合法性校验。

5. 日志审计与不可否认性设计

• 对用户登录、访问、操作行为进行日志记录；
• 关键数据和交易行为使用数字签名技术（如 RSA、SM2）；
• 日志文件采用防篡改机制保存（如链式签名或日志哈希）；
• 配置集中审计平台进行行为追踪与责任认定。

6. 高可用与容灾设计

• 部署主备结构与负载均衡（如 LVS + Nginx）；
• 数据库使用异地热备 + 定期快照备份；
• 关键节点使用心跳检测 + 自动故障转移机制（HA）。

安全测试与运维保障

• 定期进行漏洞扫描与渗透测试；
• 建立安全补丁管理机制，及时修复系统漏洞；
• 配置自动告警机制，异常行为实时上报；
• 安全策略定期审查与更新。

安全架构图

[用户浏览器]│ HTTPS▼
[接入层（Nginx + WAF）]│
[应用层（微服务 + SSO）]│
[服务层（业务逻辑 + 权限控制）]│
[数据库（加密 + 审计）]│
[日志服务器 + 签名 + 审计平台]