211051201_基于微服务的数据安全共享服务平台

研究与探讨基于微服务的数据安全共享服务平台■ 裴彦纯摘 要：本文针对多源数据融合及共享应用的需求，以可信受控存储为基础，采用机构间融合数据共享服务模式，并构建合规的数据安全共享平台应用平台，提供微服务架构，通过API网关安全接入服务注册、发布、订阅、调用、注销等全生命周期的数据服务管理。此外，针对多源数据融合共享应用的需求，平台采用基于微服务的数据安全共享架构，通过访问控制策略管理、敏感数据流转监测、异常行为监测与管控等技术，实现内外部数据的跨域安全共享。构建大规模多维数据的融合共享服务平台，实现跨平台、跨主体、跨部门的数据安全使用，解决数据的协同应用问题。关键词：数据安全；微服务；安全共享数字经济时代，数据作为关键生产要素其重要性日益凸显。数字化转型使得数据流通和共享成为必需，由此也带来了愈加严峻的数据泄露风险。随着《中华人民共和国数据安全法》《中华人民共和国个人信息保护法》等法律法规的出台，填补了数据安全保护立法的空白，完善了网络空间安全治理的法律体系，促进了我国数据保护法律法规体系的清晰、严谨，实现了对数据监管的有法可依。在强监管趋势下，粗放型数据交易模式已游走在法律红线的边缘，对仍处于此类灰色地带的企业将造成重创，积极探索符合合规要求的业务路线是其当前唯一的出路。保障数据安全以及数据的合规合法使用成为了数据流通、共享的前提[1]。本文从数据安全共享服务平台的设计角度切入，详细描述了平台架构和系统组成，其采用微服务架构实现了数据资源服务总线，通过任务驱动的协同机制实现了基于隐私计算的安全计算系统。最终在平台内部构建了数据安全监测和数据集中管控系统，保证系统安全稳定的运行。实现了智能匹配相应的安全管控策略，采用基于人工智能的用户异常行为分析，对所有数据操作进行全程安全管控和全生命周期的审计溯源，实现了对异常行为、安全风险的自动感知与处置。基于微服务架构的数据资源服务总线也称微服务API网关，相对于传统的资源服务总线，具有可弹性扩展、分布式、自维护、轻量级、松耦合等特点。采用面向服务的体系结构实现数据资源应用间的数据共享和使用，主要解决数据资源的封装问题[4]（如图1所示），包括：数据使用方：需要通过总线获取数据服务的请求程序。数据提供方：在总线上提供数据服务的服务程序。数据服务注册：数据提供方发布自1 数据安全共享服务平台架构设计1.1 数据资源服务总线平台通过终端网关支持多种数据安全接入服务，实现外部数据大批量、高并发的安全接入与传输；通过基于微服务架构的数据资源服务总线进行安全共享，满足符合访问授权规范要求的数据共享与访问操作。在相关数据访问操作符合访问授权规范要求时，平台也可实现内部数据与其他数据的共享，可以选择通过本平台实现发布使用与访问控制[2]。平台融入了数据安全管控系统[3]，中国军转民46Copyright©博看网. All Rights Reserved.

研究与探讨

图1 数据服务总线己的数据服务和服务规约至服务注册中务总线通过路由代理访问服务接口返回心，以便数据使用方可以发现和访问该结果；还可通过支持直接访问模式实现服务。服务请求，即根据服务请求方的权限信数据服务管理：总线通过记录数据息进行认证和授权，服务请求方获得授服务请求、提供的内容，了解数据服务予访问令牌后可以向服务接口方发送请的状况、性能，进而发现其中存在的问求。服务提供方通过检查访问令牌可直题，实现对数据服务的控制。接向服务请求方提供服务[5-6]。数据服务内容：包括数据服务请求（3）异步服务请求内容和数据服务提供内容。服务总线支持服务请求者的异步服数据服务总线主要提供对接服务、务请求。即服务总线将返回结果缓存，级联服务、网关服务及跨网授权、权限当服务请求者获取异步请求时再将返回控制、服务注册、访问审计、日志同步结果发回给服务请求者。等功能，可满足不同业务场景下的技术（4）服务路由要求。服务路由是服务总线基于服务请求（1）服务注册进行路由匹配的核心功能。服务发起方服务提供者将自己的数据资源服务通过权限校验后提交服务请求，服务总和服务规约依据服务资源注册信息格式线在接收后开始进行路由匹配，匹配成要求发布到服务注册中心，生成服务目功即开始处理该请求，并将服务响应结录并由服务总线统一管理和提供调用。果传输给服务提供方。（2）服务请求和传统服务总线相比，数据资源服服务请求者按照服务文档的请求调务总线需要满足海量的应用访问请求以用报文格式构造报文并发送至服务总及支持分布式的扩展。服务总线的路由线。服务请求主要是通过代理访问模式支持1个API多个后端节点模式（即集来实现服务调度，即将服务请求发往服群模式）；后端支持IP地址注册和服务接口所挂接的移动服务总线，再由服务名称注册；使用服务名称注册时，移Copyright©博看网. All Rights Reserved.

动服务总线必须提供一种可靠的服务注册发现机制，确保后端节点地址的动态变化。（5）服务编排服务编排指将多个服务进行编排形成新的服务。基于服务调用方关心的是想要的结果而不是调用的复杂过程，支持直观方式定义的新组合服务流程(工作流或代码级编排)，通过少量的可视化定制化开发，即可实现服务的编排功能。（6）访问控制对接入服务总线的服务请求方和服务接口进行身份合法性验证。对服务请求方发出的请求进行权限检查，对于越权访问予以拒绝。服务总线支持对客户端身份和用户端身份的分别进行访问控制和同时进行访问控制。访问控制既支持对应用层的权限审查，也支持对访问发起方的权限检查。（7）流量控制流量控制可以以分钟、小时、天为时间单位来管控API的被访问频率、应用的请求频率、用户的请求频率等。同时支持允许设置特殊的应用或者用户作为流控例外。（8）服务管理① 服务监控：实现对服务接口等相关资源的运行状态、性能、负载的监控，异常时自动告警；从在线率、访问量、访问成功率、响应速度等方面对服务接口的服务质量进行评价和排名；通过监控日志，从地区、应用、时间、频度等多个维度，对服务资源运行情况进行统计分析，并采用业务视角展现服务资源的实战成果。② 调用链跟踪：服务总线通过识别请求方发送的跟踪信息，在日志中形成存储1条调用链。后续可以通过直观的方式查看一个请求的每个环节的消耗时间、错误状态和采集到的关联日志，47

研究与探讨包括从客户端发起，到经过网关路由，再到后端节点，甚至到数据库的调用链。TLS会话模块。（2）日志监控审计相同类型的技术进行开发和调用，调用的服务通过HTTP URL中特定属性进行③ 异常处理：服务总线支持对服务请求接收直到服务结束期间所有异常的完整处理，包括异常反馈，即让服务请求方知道服务调用失败，以及记录异常日志，即将异常情况告知网关。（9）安全防护支持多种认证方式，支持HMAC(SHA-1，SHA-256)算法签名，支持HTTPS协议，支持SSL加密.防攻击、防注入、请求防重放、请求防篡改[7]。（10）安全审计主要通过日志采集、分析和处理实现对服务行为进行安全审计。行为日志包括服务资源注册、授权和访问3种类型，采集的数据项目应符合相关要求，并通过采集汇总服务总线节点和信息资源服务资源的状态和日志信息，从而实现日志查询、统计分析功能，进而为服务总线的运行维护提供数据支持。1.2 数据安全接入服务1.2.1 数据安全接入网关数据安全接入服务基于代理技术开发，使用TLS连接提供安全服务，通过重写链接和端口来处理远程用户对内网的访问请求，采用国密加密算法，进行链路数据加密[8]，具有维护简单、移动性强、访问控制能力强等特点。主动采集系统自身运行状态信息、客户端访问流量信息，确保做到过程可信、结果准确、证据可查，有效实现了“主动/被动安全防御”的结合，保护内部网络不被攻击，内部资源不被窃取。（1）数据加密传输采用TLS协议保证通讯双方的信息安全，通过可靠的TCP传输层来传输和接收数据；链路数据加密支持国产加密算法；采取特有应答纠错机制，包括确定应答与重发、记录重组等机制，保证数据包有序、完整到达安全接入网关中国军转民48可视化的管理平台，配置有远程客标识，具体详见接口协议。户端和服务发布。可实时监控内网资源服务的接口数据包含所有的业务数访问情况，并自动记录相关日志；可实据，数据采用JSON格式表示，并且符时查看所有在线客户端的情况，并随时合相应的JSON Schema.服务提供方和中断可疑会话。服务使用方必须同时使用相同的格式进（3）资源服务发布行数据交互。支持在安全接入平台以服务的形1个服务只实现1个业务功能。服式发布内网资源，客户端可通过安全务应是无状态的，2次请求之间无须状接入网关访问已发布的服务；支持对态和会话的保持，并可以采用轮询的方发布的服务生成唯一签名；支持服务式在负载均衡器上进行注册。端发布多个内网资源服务，并可对每1服务请求和返回的的报文应符合个服务进行独立的认证、配置与管理；JSON Schema格式，统一采用UTF-8进所有内网资源服务的IP、端口不会在行编码。服务请求方和提供方应采用通客户端暴露[9]。用的JSON解析器来构造和解析数据，（4）远程接入管控对JSON不同含义的段落用明确含义的支持在安全接入平台管理远程接入字段名称来定义，对相同内容的数据应的客户端，已在安全接入平台配置并认采用数组来进行描述，服务请求方和提证的客户端方可远程访问内部资源服供方应根据JSON名称和路径进行精确务；支持配置认证多个客户端，同时可定位，不应根据字段的顺序来获取字段对每1个客户端进行独立的认证、配置值，字段值不受字段顺序调整的影响。与管理；支持同一客户端同时访问多个为提高数据查询类服务的通用性和内网资源服务；对客户端使用服务端已性能，查询类服务在入参中定义返回字发布服务的签名和证书与服务端具体服段列表，服务提供方根据入参中指定的务进行TLS握手认证。字段返回信息。集成弹性伸缩、身份认证、通道管为防止非法访问和入侵，服务提供理、流量监控、服务管控等，支持跨区方应对请求报文格式和关键信息进行合容灾和就近路由，规避单可用区可能存规性和业务校验。在的不可抗力风险，提高服务的高可用一般情况下，服务调用方和服务提性和容灾能力[10]。线性扩展，包括本供方进行请求采用的是同步调用的方身的扩展性及业务的扩展性具有最灵活式，如需使用异步调用则可采用消息队的安全接入方式，支持Web代理、文件列，或者通过服务调用方定义异步通知共享、端口转发、网络扩展、支持IPv6接口来实现。网络。为确保良好业务和数据应用体验，服务接口采用微服务架构进行开发采用动态检测接入条件最优网关，智能和部署[11]。微服务是指开发一个单个、优选接入链路。小型、具备业务功能的服务，其特点是1.2.2 API服务接口规范每1个服务都有自己的处理和轻量通讯所有服务的接口均基于HTTP/HTTPS机制，可以部署在单个或多个服务器上。协议，符合Swagger 2.0接口描述规范。微服务架构是一种松耦合的，有一定的服务提供方和服务使用方必须同时使用有界上下文的面向服务架构。和单体架Copyright©博看网. All Rights Reserved.

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构和SOA相比，微服务架构具有组件化、松耦合、自治和去中心化的优点。数据安全管控系统主要针对数据安全监测和数据集中管控，系统通过收集各接入系统上报的安全事件和业还负责探测安全事件和业务运行数据，并将探测结果定时上报至监控中心。（2）数据分析平台对数据采集的信息进行分析，并做出分类处理。一般而言采集的信息被分为统计信息和安全事件2大类，其据配置不同的管控策略。（5）平台管理平台管理为平台的安全提供基础性保，主要负责对安全保护环境中的计算节点、安全区域边界、安全通信网络实施集中管理和维护，包括用户身份管理、1.3 数据安全管控系统务运行信息，对信息进行存储、分析、中统计信息包括设备信息和流量信息展示和响应控制，从而实现安全运行等，安全事件则指的是违背监测策略项集中监测和管理的目的（如图2所示）。的内容。平台在对采集到的监测信息进同时，系统还可以帮助管理人员进行行分类、分析后，支持进行可视化展示。线上业务的实时监控、业务异常原因（3）数据展示的定位、应用的数据统计分析、安全通过引入安全框架对采集到的信息数据的分析和审计。以及在出现安全进行分析，并将得到的结果通过大屏进事件时进行及时的相应控制，实现对行可视化展示。展示内容包括：整体安终端的接入管控，主动断开存在安全全信息分析展示、用户信息分析展示、威胁终端的连接[12]，对内部的数据和网络信息分析展示、终端信息分析展示、应用服务进行保护。应用信息分析展示、数据信息分析展示、（1）数据采集安全事件分析展示。数据采集作为系统安全监控的基（4）响应控制础，主要使用采集探针技术对基础信息对发生的安全事件，提供具体管控和运行数据进行采集。在这一过程中，能力。主要包括，告警提示、终端控制、采集探针安装于不同的模块中，实现获应用控制和数据控制。同时可以在管控取数据的目标。数据采集探针用来探测平台的策略模块根据安全事件的严重程终端、网络、应用、数据基础信息外，度，针对用户、网络、终端、应用、数图2 数据安全管控系统Copyright©博看网. All Rights Reserved.

终端信息管理、接入设备管理、权限管理、应急处理等。平台管理符合国家相关安全规定和标准，监测内容标准化、采集数据格式标准化、设备接口标准化、违规信息处理标准化。2 总结数据安全共享服务平台使用微服务技术，满足了跨行业、跨区域的多源数据安全对接、传输与共享需求；采用API网关进行安全共享，满足了符合访问授权规范要求的数据共享与访问操作，在保证数据安全前提下提供数据共享服务能力。数据安全共享服务平台基于数据安全共享节点，利用可信受控存储环境下的数据分析与计算实现了对受限数据的安全使用，解决了内外部数据不能被直接获取，甚至部分数据不能被访问的问题。Z参考文献[1]蒋凯元. 多方安全计算研究综述[J]. 信息安全研究, 2021,7(12):

1161-1165[2]李凤华，李晖，贾焰,等. 隐私计算研究范畴及发展趋势[J]. 通信学报，2016, 37(4):1-11[3]熊金波，周永洁，毕仁万,等.

边缘协同的轻量级隐私保护分类框架[J]. 通信学报，2022, 43(1):1-11[4]张贺，王忠杰，陈连平,等.

面向持续软件工程的微服务架构技术专题前言[J]. 软件学报, 2021,

32(5):1229-1230[5]彭鑫，赵文耘，吴毅坚，49

研究与探讨等. 一个基于服务请求语言的统一Web服务框架[J].计算机科学，2006,

33(1):86-90[6] Zhang J，Jiang Z L，Li P，et al. Privacy-Preserving Multikey

Computing Framework for Encrypted

Data in the Cloud[J]. Information

Sciences, 2021, 575(3):217-230[7] Li C，Lv Q，Li N，et al. A

novel deep framework for dynamic

malware detection based on API

sequence intrinsic features[J].

Computers&Security，2022,

116:102686[8] Xue K，Liu Z，Zhu H，et

al. Advances in privacy-preserving

computing[J].Peer-to-Peer Networking

and Applications, 2021, 14(3):1348-1352[9] Fazal R，Shah M A，Khattak

H A，et al. Achieving data privacy

for decision support systems in

times of massive data sharing[J].

Cluster Computing, 2022(18):1-13[10]钱文君，沈晴霓，吴鹏飞,等. 大数据计算环境下的隐私保护技术研究进展[J]. 计算机学报，2022,

45(4):669-701[11] Du W，Atallah M J. Atallah，Secure multi-party computation

problems and their applications: A

review and open problems[C]//Proc

of Workshop New Secur. Paradigms,

2001: 13–22[12] Shukla S，Patel S J.A

novel ECC-based provably secure and

privacy-preserving multi-factor

authentication protocol for cloud

computing[J]. Computing, 2022，104(5):1173-1202（作者简介：裴彦纯，吉林大学，硕士；中国航天科工飞航技术研究院，高级工程师；主要研究方向和关注领域：信息安全、工业信息安全）银光集团员工获公安部、国家国防科工局表彰近日，中国兵器工业集团北化研究院集团甘肃银光化学工业集团有限公司武装保卫部综合管理科科长吴勇被公安部、国家国防科技工业局授予“2020—2022年度全国国防军工安全保卫工作成绩突出个人”荣誉称号。此次获得国家级荣誉，是对银光公司国防军工安全保卫工作的充分肯定。长期以来，银光集团党委始终坚持把“预防为主、明确责任、突出重点、保障安全”作为军工安全保卫工作的总基调，强化底线思维，增强风险意识，健全和完善综合治理长效机制，构建三级防护网络，以强化基础建设为重点，大力推进安保防护工作向科技和智能防护转变，打造适应现代化军工企业建设发展的安保防护体系，多举措、多维度维护企业内部安全秩序稳定。 （谭顺兰）中国军转民50Copyright©博看网. All Rights Reserved.