美国防部2020年底将推出零信任架构网络

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美国海军中将、美国国防信息系统局(DISA)局长、联合部队总部国防部信息网络部(JFHD-DoDIN)司令 南希·诺顿(Nancy Norton)表示:美国国防部打算在2020日历年年底前发布初始零信任参考架构,以改善网络安全。

事实表明:零信任架构正在引领国防部下一代安全架构的发展,从“以网络为中心”转变到“以数据为中心”,从“允许所有”转变到“拒绝所有”,从“边界防护”转变到“零信任”。

笔者还专门梳理了国防部网络安全架构转型的背景和演进过程:

1)单一安全架构(SSA)启动国防部安全架构转型之旅;

2)安全云计算架构(SCCA)为国防部云战略保驾护航;

3)零信任架构(ZTA)引领国防部下一代安全架构。

南希·诺顿(Nancy Norton):美国海军中将、DISA局长、JFHD-DoDIN司令 

注:南希·诺顿同时掌管国防部的技术支持机构DISA国防部日常网络安全作战总部(JHFQ-DoDIN)

一、国防部零信任架构推进计划

1.1 女性中将公布国防部零信任架构年底发布计划

2020年7月15日,美国海军中将、DISA局长、JFHD-DoDIN司令南希·诺顿(Nancy Norton),在由AFCEA(武装部队通讯与电子协会)主办的“陆军虚拟2020信号会议”(Army’s virtual 2020 Signal Conference)上称,美国国防部将在日历年年底发布一个初始零信任架构,以改善整个国防部的网络安全。该会议的目的之一就是,将零信任从流行语变为现实

初始零信任架构预计将在2020日历年年底发布,然后DISA将花几个月时间征求行业和政府的意见建议,然后再发布完整的文件。

1.2 DISA与NSA合作开发国防部初始零信任参考架构

南希·诺顿领导的DISA(国防信息系统局)是整个国防部信息网络的IT支持机构,其职责可参见《美军网络安全 | 我们需要自己的DISA》。她说,当前DISA正在与国家安全局(NSA)、零信任团队、国防部首席信息官(DOD CIO)及其他机构合作,开发初始零信任参考架构,该架构从本质上确保每个想使用国防部信息网络(DODIN)的人都被识别出来,每个尝试连接的设备都经过身份验证。陆军和国防部的组成部门,将能够使用该参考架构,以指导他们在零信任架构的最佳实践方面取得进展。

零信任意味着组织不会默认信任任何用户和设备,必须以细粒度的方式,持续评估和授予信任。这正好使得国防机构可以创建策略,为从任意用户/设备,在任意时间、任意地点提供对信息资源的安全访问。

解读:零信任恰好提供了国防部联合信息环境“三个任意”目标的实现可能性。

1.3 初始零信任参考架构正在JITC实验室中构建和测试

她说,初始参考架构正在联合互操作性测试司令部(JITC,Joint Interoperability Test Command)实验室中进行构建和测试,并将用于“协调零信任所需的核心能力,并指导我们的实验室测试”。

虽然在当前支持零信任参考架构开发的测试过程中,使用了代表当前国防部企业级网络能力的特定(供应商)产品,但最终目标是开发出一个不受供应商限制的解决方案

1.4 国防部转向零信任架构演进的方式:吸收整合

向零信任架构的演进,将是一个巨大的变化。零信任架构包括网络和其他基础设施、用户身份认证、授权和监控、可见性和分析、自动化和编排、最终用户设备活动、应用程序和工作负载以及数据租户等,是信息技术的自然演变。需要复杂的分析软件、身份和认证系统以及相关政策。

但是国防部承担不起淘汰整个IT系统并购买替代品的沉重负担。诺顿说:“我们非常明白,通往新架构之路将不会是一个大规模的绿地方式。”(绿地方式指推倒重来、全面替换)

新的架构将利用现有的能力,同时吸收新的原则、分析、策略、设备和自动化。诺顿中将解释说:“我们将利用我们的旧设备,……结合新的原理、新的分析方法和特定的策略,……将设备和自动化添加到我们已经拥有的架构中。” “它不会替换我们现有的许多系统、工具、技术,但它将使我们能够采取更全面的方法,来集成、增强、优化现有功能,以演进我们的企业架构。”

零信任将是一个旅程,国防部将采用向现有系统添加零信任的方式。而在国防部当前网络上实施零信任原则的真正含义是:将促使国防部提出一个更好的架构。当前,陆军的网络企业技术司令部(NETCOM)已经在与JFHQ-DODIN进行零信任试验项目。

二、零信任引领国防部安全架构的转型

2.1 零信任引领国防部下一代安全架构

这项工作将为国防部向下一代架构演进提供信息和指导。它将统筹网络安全工作和IT工作,基于性能和安全性,来优化可定制的、基于风险的决策。它还将作为一个框架和架构,指导我们如何运行和保护我们的信息环境的文化变革。”

2.2 从“以网络为中心”转变到“以数据为中心”

零信任有望消除国防部传统的以网络为中心的安全模式。南希·诺顿说:“这种从以网络为中心向以数据为中心的安全模式的转变,将影响我们网络空间的每个领域,应该首先关注如何保护我们的数据和关键资源,然后才关注我们的网络。”  “在我们传统的纵深防御方式下,我们试图使DODIN成为可信和安全的领土。而在我们新的零信任模型下,我们总是假设我们的内部网络和外部网络一样具有敌意。”

解读:怎么理解“从以网络为中心到以数据为中心”?这句话原本指的是指国防部IT(信息化)建设的模式转换,即从网络中心战要求的网络建设,转变到以数据使用和共享为目的的数据建设。而在网络安全建设的场景下理解,就是指从网络边界防护转变为数据安全防护。当然,这个数据安全防护并非仅指狭义的数据安全(如数据防泄漏技术),而是以数据和资源为中心的安全防护理念,这与当前流行的零信任思想完美契合。

2.3 从“允许所有”转变到“拒绝所有”

向零信任架构的转变,将是国防部的一个重大变化。南希·诺顿补充说:“这改变了一个基本前提,即拒绝所有、允许例外,而非之前的允许所有、拒绝例外。” 

解读:这里的意思是,过去的安全模式类似黑名单方式——允许绝大多数网络访问,仅拒绝少数例外情况;而零信任带来的安全模式类似白名单方式——拒绝大多数网络访问,仅允许少数例外情况,而这少数“例外”情况才是经过认证和授权的合法访问。

这种安全架构的转变是必要的,因为美国国防部经常被网络攻击淹没。南希·诺顿讲述道,“其他国家和非国家行为体,每天都试图攻击我们的网络,而攻击面遍及世界各地的每一个军种、作战司令部和作战领域。对于我们的国家和战士来说,这是一个不可失败的任务。” “JFHQ-DODIN每天指挥着国防部网络应对所有攻击面的数百万起事件的防御行动。聪明的对手总是试图窃取我们的证书凭证,提升特权,渗取数据。这就是为什么我们拥抱零信任的原因——阻止数据泄露。”

2.4 从“边界防护”转变到“零信任”

诺顿中将还表示,旧的以网络为中心的模式已经不够了。标准的比喻是带有护城河的城堡。在传统的边界防御模式中,边界安全检查人员在护城河上的吊桥处检查游客,如果我们的对手设法越过了护城河,他们就可以在城堡内自由走动。国防部正在努力结束这一局面。通过零信任模式,在城堡内的每个房间门口派驻守卫

三、理解国防部网络安全架构的演进过程

要理解美国国防部将如何从这种零信任架构中受益,需要更深入地了解国防部当前的联合信息环境(JIE)的初衷、弱点、演进过程

3.1 单一安全架构(SSA)启动国防部安全架构转型之旅

国防部自2012年左右提出联合信息环境(JIE)框架,是为了解决各军种/部门自建孤岛架构的低效率问题。JIE架构的最大创新之处,在于JIE将国防部IT架构从分散式架构(即每个部门/机构管理自己的网络安全策略)转变为集中式架构

单一安全架构(SSA)正好配合了国防部IT架构的转型趋势,启动了国防部安全架构转型之旅。单一安全架构(SSA)的核心优势在于:

1)破除安全壁垒:可以打破国防部各部门各自为政建设的安全壁垒;

2)减少攻击面:可以减少国防部的外部攻击面。之前,美军全球兵营基地有190多个机构安全栈。现在,采用JIE架构,只需由DISA集中管理的22个联合区域安全栈(JRSS),就可以为国防部所有用户提供一致的安全性,而无论其位置在哪里。

3)增加网络纵深:通过部署JRSS(联合区域安全栈),

4)实现集中管控:还可以通过标准化管理和运行实现集中管控;

5)减少开支:可以减少所需的维护和持续的基础设施支出。

3.2 安全云计算架构(SCCA)为国防部云战略保驾护航

伴随着国防部云战略的推进,云上安全日益紧迫。但是,在JIE的单一安全架构(SSA)中,主要依靠联合区域安全栈(JRSS)家族的互联网访问点(IAP)云访问点(CAP)传统上只专注于保护网络安全,而非数据或身份安全。而随着越来越多的DoD员工和承包商开展远程工作并且数据量增加,传统硬件无法扩展以支持他们。这又引起了对性能、可靠性、延迟和成本的持续关注。

作为对云安全和性能等问题的回应,美国国防部利用了来自联邦风险与授权管理计划(FedRAMP)的授权解决方案,而它参考了《安全云计算架构(SCCA)指南》,为托管在商业云环境中的4级和5级数据,提供边界和应用级安全的标准方法。SCCA的目的是在国防部信息网络和国防部使用的商业云服务之间,提供保护屏障,并优化网络安全的性价比。

解读:一句话总结,SCCA是一个非常高明的云安全架构。

3.3 零信任架构(ZTA)引领国防部下一代安全架构

经历了单一安全架构(SSA)和安全云计算架构(SCCA)的发展,仍然不能认为JIE已经实现了从以网络为中心向以数据为中心的转变。

保护DISA和国防部网络的下一步演进,是拥抱具有零信任能力的安全访问边缘模型SASE模型将基本的安全功能(例如Web网关防火墙、零信任能力、数据防泄漏、安全网络连接等),全都移到云中。这样一来,国防部雇员可以直接访问云,而安全性则被推到尽可能接近用户/数据/设备的位置。

NIST SP 800-27零信任架构指南,提供了在整个企业环境中迁移和部署零信任的路线图。本指南概述了零信任的必要原则,包括保护所有通信(无论网络位置如何)和基于会话授予访问权限。这将创建最小特权访问模型,以确保合适的人员、设备和服务可以访问他们所需的数据,同时保护高价值资产。

随着国防部将JIE架构转变为具有零信任能力的即服务模式,国防机构将节省成本,提高可扩展性,为最终用户和作战人员提供更好的性能,提高可见性,对国防部全网进行控制,最终将获得更强大、更全面的网络安全能力。

参考资料:

  1. 2020年7月15日《DOD to Offer Zero Trust Architecture This Year》(国防部今年将提供零信任架构);
  2. 2020年7月15日《‘Zero Trust’ Cybersecurity Plan This Year From DISA & NSA》(DISA和NSA今年的“零信任”网络安全计划);
  3. 2020年9月29日《The DoD needs data-centric security, and here’s why》(国防部需要以数据为中心的安全)。

转载自:网络安全观 ,作者柯善学

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