零信任相关标准、框架及落地实践（上）_零信任安全认证 架构图

一、传统边界安全防护系统面临问题

传统的网络防护框架如下图所示，通过边界安全防护系统，将内网和外网进行隔离：

但边界安全防护系统存在如下安全问题：

■ 企业内网不一定可信

在传统的边界安全防护下，企业的私有网络并不可信。私有网络中的客户端有可能成为攻击者操纵的目标。同时，我们默认内网用户（如企业员工）是可信的，但往往某些恶意的员工正是非法窃取公司机密的始作俑者。

■ 访问业务的终端不一定可信

网络上访问企业内网的终端设备可能非企业的设备，这些设备可能存在一些安全风险，比如设备可能被恶意安装了攻击软件，对内网系统产生攻击。同时，企业自己的终端设备也不是天生可信的，可能已经被攻击者攻击变成了傀儡机。

■ 人、设备、业务的安全性并非一成不变

边界安全防护系统主要基于协议、IP和端口来设置访问控制策略，默认认为已授权的IP地址、端口所代表的人、设备、业务都是安全可信的，并为IP、端口所代表的用户设置静态访问权限。但实际上，人、终端设备、业务的安全性不是一成不变的，有可能已经成为恶意攻击的来源，成为安全风险源。

■ 企业业务系统或在云端，安全防护边界不明确

随着云计算的发展，企业的一部分业务已向云端迁移，另一部分仍留在内网，这种情况下，安全边界不明确，难以实施部署。

二、零信任防护架构简介

零信任架构（ZTA: Zero Trust Architecture）是一种基于零信任原则的企业网络安全架构，是网络空间安全的一种实际可落地的安全防护架构。该架构默认网络空间中的人、设备、业务系统都是不安全的，将这些网络空间元素身份化，进行身份管理，并对身份进行持续风险评估。

零信任架构，实现了控制层和数据层的分离。由控制层生成动态控制策略，数据层负责执行策略，对用户的访问实时进行动态权限控制，其基础逻辑架构如下图：

美国国家标准与技术研究院（NIST）于2019年和2020年发布两版《零信任架构》标准草案，并于2020年8月推出正式版。同时，国内安全界也在积极开展零信任关键技术研究和产品研制，并结合国内实际应用场景进行落地实践，推进零信任标准化进程。2019年9月工信部公开发布的《关于促进网络安全产业发展的指导意见（征求意见稿）》中，将“零信任安全”列入“着力突破的网络安全关键技术”。2020年10月，国内首个立项的零信任国家标准《信息安全技术 零信任参考体系架构》正式启动。2021年7月，国内首个零信任技术团体标准《零信任系统技术规范》正式发布。

目前国内零信任标准的定制，都是以NSIT的《零信任架构》为基础的，以不违背定义的原则为前提制定的。下面我们来了解一下美国NIST零信任架构的标准要求。

三、NIST零信任架构介绍

十多年来，美国一直在积极转向基于零信任原则的网络安全，推进相关能力建设和政策，如《联邦信息安全管理法案》（ FISMA）、风险管理框架（ RMF）、联邦身份凭证和访问管理（ FICAM）、可信互联网连接（ TIC）、持续诊断和缓解（ CDM）等，这些规范和标准为零信任方案标准的推出奠定了基础。下面我们看看NIST零信任标准逻辑框架：

零信任架构组件描述如下：

■ 策略引擎（PE）：该组件负责最终决定是否授予特定访问主体对资源的访问权限。策略引擎使用企业安全策略以及来自外部源（例如持续诊断和缓解系统、威胁情报服务）的输入作为“信任算法”的输入，用于决定授予、拒绝或撤销对该资源的访问权限。策略引擎常与策略管理器组件搭配使用，策略引擎做出决定，策略管理器执行该决定，并将决定的策略下发到策略执行点。

■ 策略管理器（PA）：该组件负责建立和/或切断主体与资源之间的通信路径（通过与策略执行点相关的指令）。它将生成针对具体会话的身份验证令牌或凭证，供客户端用于访问企业资源。它与策略引擎密切相关，并依赖策略引擎最终做出允许或拒绝会话的决定。如果业务请求被授权并且请求已通过身份验证，PA将向策略执行点（PEP）下发策略，放行该请求，否则拒绝请求通过执行点。

■ 策略执行点（PEP）：该组件负责启用、监控并最终结束访问主体和企业资源之间的连接。PEP与PA通信，转发请求和/或从PA接收控制策略。策略执行点是ZTA中的一个逻辑组件，又可细分为两个不同的组件：客户端组件（例如笔记本电脑上的代理）、资源端组件（例如资源前控制访问的网关）或保护通信路径的单个门户组件。

除了上述组件外，还有用于风险评估的组件，主要如下：

■ 持续诊断和缓解（CDM）系统：持续收集企业系统当前状态信息，并将新动态应用到配置和软件组件中。企业CDM系统为策略引擎提供业务主体信息，如主体运行的操作系统是否打过补丁、系统上的软件组件是否完整或是否存在不可信组件、系统是否存在任何已知漏洞等。

■ 行业合规系统：合规系统确保企业可以满足可能归入的任何监管制度（如FISMA、 医疗或金融行业信息安全要求等）的合规性要求，包括企业为确保合规性而制定的所有策略规则。可以通过行业合规性的满足度来评估终端、业务系统可能存在的风险。

■ 威胁情报源：该系统提供内部或外部威胁情报源信息。威胁情报源可以作为一个风险评估因素，帮助策略引擎对业务请求主体和客体进行深度、全方位的风险评估。威胁情报源系统可以从多个外部源获取情报数据，包括新发现的攻击、漏洞信息的多个服务、新发现的软件缺陷或新识别的恶意软件等。

■ 网络和系统活动日志: 这是一个企业系统，它聚合了资产日志、网络流量、资源访问操作和其他事件，这些事件提供关于企业信息系统安全态势的实时（或接近实时）反馈。

■ 安全信息与事件管理（SIEM）：该组件收集以安全为中心的信息供以后分析。这些数据将用于完善策略并警告可能对企业资产发起的攻击。

控制层面主要用来生成动态策略，但动态策略需要以静态策略为基础。静态策略主要涉及如下组件：

■ 数据访问策略：关于数据访问的属性、规则以及有关访问企业资源的策略的集合。策略规则集可以编码（通过管理界面）在策略引擎中或由策略引擎动态生成。这些策略是授予资源访问权限的基础，因为它们为企业中的访问主体、访问客体提供了基本的访问权限。这些策略的制定应该以本组织内已经确定的任务角色和需要为基础。

零信任系统要将网络空间的元素身份化，身份管理是重要的功能模块，包含的主要组件如下：

■ 企业公钥基础设施（PKI）：该系统负责生成和记录企业向资源、主体、服务和应用等发布的证书，还包括全局CA生态系统和联邦 PKI。联邦PKI可以与企业PKI集成，也可以是建立在X.509证书上的PKI。

■ 身份管理系统：该系统负责创建、存储和管理企业用户帐户和身份记录（例如，轻量级目录访问协议（LDAP）服务器）。该系统包含必要的主体信息和其他企业特征，比如角色、访问属性、分配的系统。该系统通常利用其他系统（如上述 PKI）来处理与用户帐户相关联的工作。

四、NIST零信任架构的处理流程

基于上述组件介绍，我们来分析一下零信任主要处理流程。基于零信任标准逻辑框架，我们重新整理了框架结构图，如下图所示：

处理流程如下：

1. 主体、客体的身份在身份系统中注册，进行统一身份管理；

2. 在访问策略模块设置主体与客体之间的访问策略；

3. 通过CDM对主体、客体进行持续风险评估；

4. 策略引擎根据CDM数据、行业合规系统、威胁情报源和安全审计信息对主体、客体进行风险评估，给出风险等级；

5. 主体向客体发起业务请求，到达PEP，如果主体没有进行认证，PEP将请求重定向到PA的认证页面，要求用户认证，用户通过策略引擎的身份系统、PKI系统进行认证，认证通过后，PA向主体下发身份凭证，如用户令牌；

6. 主体携带身份凭证向客体发起访问，请求到达PEP，PEP将请求送到PA，PA和策略引擎交互确认主体是否有权限，如有权限则告知PEP允许访问，否则告知拒绝访问；

7. 如果由于主体、客体风险变化导致了主体权限变化，PA会将主体的权限变化通知PEP，实现已访问业务的阻断。