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基于政务云平台的宁夏智慧气象APP安全风险防护研究
基于政务云平台的宁夏智慧气象APP安全风险防护研究
| 成果信息 |
| 项目年度编号： |
2500100225 |
| 限制使用： |
国内 |
| 省市： |
宁夏 |
| 中图分类号： |
TP319 |
| 成果类别： |
应用技术 |
| 成果公布年份： |
2025 |
| 关键词： |
软件
政务云平台
加密设备
|
| 成果简介： |
在数字化时代，气象APP凭借实时性、个性化、深度融合和影响广泛的特点，成为公众获取天气信息的重要工具。在灾害性天气来临前，气象APP能够迅速发布预警信息，引导公众采取防范措施，减少灾害损失。然而，随着数据泄露和网络攻击风险加剧，气象APP的安全问题日益突出。为此，宁夏气象局结合宁夏智慧气象APP政务云平台的应用实际，重点提出3个方面的安全措施。在APP设计阶段，采用单向数据传输的安全措施，完善内外网两端的系统功能；在完成打包阶段，采用防逆向、防篡改、防调试、防泄漏4种措施避免重要信息泄露；在强化系统和网络应用环境方面，实施了Web应用防护、下一代防火墙、流量检测、态势感知4项安全措施。这些措施能起到减少暴露、降低关注、隐藏数据、防止攻击的作用。测试结果和防护成绩表明：防范措施提高了系统数据安全防护能力，网络防护威胁降噪率96.94％，攻击有效拦截率89.66％，宁夏智慧气象APP的综合防护效果明显。
一、宁夏智慧气象APP安全应对措施：基于宁夏气象专有云和政务云平台之间的关系，根据最小化暴露的原则，为尽可能减少两个网络之间的联系，宁夏智慧气象APP选择了单向数据传输方式。为了适应网络单向数据传输结构，必须完善内外网络系统功能，实现两个网络间的数据传递和冗余数据消除。在此基础上，围绕软件本身和系统外部环境提高安全防护能力。在宁夏智慧气象APP安7全防护中，团队采用了3个方面的措施。
1.完善内外网系统功能，采用单向数据传输方式。内外网络的系统完善方案包括两个方面。一是在气象专有云(内网)端增加数据采集节点，执行APP数据收集任务，保持间断性输出数据到政务云数据库(含结构化和非结构化数据)。在气象专有云“天擎•宁夏”端关闭外网进入通道，提高了内网安全性。二是在政务云平台端增加数据更新(维护)管理模块，完成数据更新。锁定数据采集节点定向链接，排除非法数据输入。新增数据更新(维护)管理模块，清理过期数据，降低数据风险。
2.提高系统数据安全防护能力。系统开发完成后进入发布打包阶段，针对安装包需要采取代码防逆向、应用防篡改、内存防调试、数据防泄漏4个措施。(1)代码防逆向。在软件编译代码基础上，加大软件代码逆向工程的难度，阻止对软件程序的结构、功能、工作机制进行分析，避免复原功能和改变软件运行流程。该方法主要目标是保护软件的知识产权、防止恶意分析、保护敏感信息不被泄露，以及防止软件被非法复原。通用的技术措施包括对DEX、SO文件进行代码混淆、加密、虚拟化保护，防止通过反编译工具逆向破解分析。需要注意的是，没有一种方法能够完全防止逆向工程。因此，在保护软件代码时，通常需要综合运用多种策略，并根据实际情况和需求来选择最合适的保护措施。同时，开发者还应该关注软件的安全性和稳定性，避免因为过度保护而导致软件性能下降或用户体验变差。(2)应用防篡改。手机APP防篡改是保障应用安全、保护用户数据和防止恶意攻击的重要手段。为了实现这一目标，可以采用数字签名技术和重要文件(资源、证书、配置)加密技术，或者多种技术措施综合实施，提高防篡改能力和整体安全性。(3)内存防调试。内存防调试是防止攻击者通过调试手段获取程序内存中的敏感信息或修改程序行为。该方法通常有隐藏调试信息、检测调试行为、干扰调试流程3种策略。①隐藏调试信息：防止调试器获取程序的调试信息，如断点、寄存器状态等。②检测调试行为：通过监测程序的运行环境，检测是否存在调试行为。③干扰调试流程：在检测到调试行为时，通过改变程序流程或输出错误信息等方式干扰调试。在实施内存防调试策略时，需要确保这些策略不会与程序的正常功能发生冲突，也不会影响程序的兼容性。某些防调试策略可能会对程序的性能产生一定的影响。因此，在选择和实施这些策略时，需要权衡安全性和性能之间的关系。(4)数据防泄露。数据防泄露是防止敏感数据被未经授权的第三方获取、使用、泄露或访问的技术方法。数据防泄露的主要措施有3种。①数据加密：对存储和传输的敏感数据进行加密，确保即使数据被窃取，也无法被轻易解密。②加密数据与设备绑定：将设备唯一标识符与加密数据绑定是一种保护用户数据安全和隐私的重要方法。当访问加密数据时，将验证其提供的设备标识是否与存储的加密设备标识相匹配，从而确保只有授权的设备才能访问敏感数据或服务。③行为审计和监控：实时监控和记录数据访问情况，发现异常及时处理。通过行为分析技术，识别潜在的数据泄露风险，并采取相应的防护措施。
3.增强网络安全防护。宁夏智慧气象APP部署在宁夏政务云平台上，其服务直接暴露在互联网上，更容易遭受攻击，因此有必要加强其网络安全防护。针对这种开放的服务，立足于保护良好的网络环境，团队采取了安装下一代防火墙、部署Web应用防护、引入全流量智能检测、加入态势感知4项措施。以上措施对网站及系统进行统一监测与防护，各安全设备相互协同配合对发生的各类安全事件做到事前防御、事中应急处置、事后总体安全分析，将发生的安全事件所带来的风险和损失降到最低。
二、安全能力测试与效果评估：宁夏智慧气象APP采取安全措施后，对软件进行防护效果验证测试。利用模拟用户的操作行为，执行程序的各个可能场景，测试项目包含功能测试、兼容性测试、性能测试等。通过对比安全措施实施前后的表现，评判APP的安全能力。2024年3-7月，在采取了安全防护措施后，经态势感知数据汇总分析，得到网络安全防护成绩。全流量智能检测共检测威胁359 665条，包含入向流量和出向流量，经Web安全防护降噪处理后存在高中风险告警项10821条，降噪率96.94％；对告警攻击项进一步自动拦截9702条，有效拦截率89.66％。
三、总结：APP种类应用存在差异，其内在结构需要量身定制。在实施过程中，数据保护可采用多种措施单独或组合实施，但需要权衡安全措施与系统运行之间的关系，以不严重影响系统运行为标准。系统及网络环境涉及安全问题较为广泛，可以进行筛选使用、逐步完善、专业公司辅助等多种途径来完成。强化软件本身安全和环境安全的同时，必须要指出的是，安全和风险是动态变化的。除了前述的安全措施之外，在后期的使用中，应及时根据新技术要求，及时弥补应用系统暴露的安全缺陷(例如更新系统补丁)，维持安全态势，才能保持安全应用。 |
| 申报信息 |
| 计划名称： |
宁夏回族自治区自然科学基金 |
| 相关人信息 |
| 完成单位： |
中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室 宁夏气象防灾减灾重点实验室 宁夏气象信息中心 |
| 完成人： |
卫建国 范彦芳 马宁 杨有林 马宏 程晓龙 武雅珍 |
| 行业及专利信息 |
| 应用行业名称： |
公共软件服务 |
| 应用行业码： |
621 |
| 转让信息 |
| 投资信息 |
| 推广信息 |
| 联系信息 |
| 联系单位名称： |
中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室 |
