云计算平台AWS安全最佳实践：云计算平台AWS安全最佳实践

作者：禅与计算机程序设计艺术

1.背景介绍

随着互联网的飞速发展，计算机网络技术的应用范围越来越广泛，同时复杂的应用程序越来越多，云计算平台作为基础设施的普及也给业务带来了极大的便利。因此，越来越多的人开始关注云计算平台上面的安全问题。

云计算平台安全一直是一个复杂的话题，并且不同公司在安全方面都有自己的理解和实践方法。比如亚马逊、微软、阿里巴巴等在安全方面的经验积累非常丰富，但云计算平台安全的最佳实践也是不断增长的。

基于此，本文将分享亚马逊云计算平台安全的最佳实践。通过分享最新的云计算平台安全实践，希望能够帮助更多的人了解并运用云计算平台安全保障自己的企业业务。

本文将从以下几个方面进行阐述：

1. 数据加密传输和存储安全

2. 身份认证和访问控制安全

3. 网络安全配置和监控

4. 漏洞扫描和漏洞管理

5. 日志分析和风险检测

6. AWS服务的部署和配置安全

2.核心概念与联系

2.1 云计算平台数据加密传输和存储安全

数据加密传输和存储安全属于云计算平台的重要组成部分，包括两大方向：

1. 数据加密传输安全：通过加密协议对网络流量进行加密保护，防止数据泄露和篡改，确保用户信息在网络中传输过程中的完整性、可靠性和安全性。

2. 数据存储安全：对存储在云平台上的所有数据进行加密保护，确保数据的机密性、完整性、可用性和持久性。

2.2 云计算平台身份认证和访问控制安全

身份认证和访问控制安全是保障云计算平台运行安全的核心机制之一，其功能主要包括：

1. 用户身份认证：用户身份认证可以解决不同用户之间的访问权限问题，同时保证用户数据安全，提升云平台整体安全水平。

2. 访问控制策略：访问控制策略可以细化到每个用户、用户组或租户对云资源的访问权限级别，实现合理的权限管控。

2.3 云计算平台网络安全配置和监控

网络安全配置和监控是保障云计算平台安全的关键环节，涉及到网络设备的硬件、操作系统、软件和配置，它还包括对流量入侵、攻击行为的监控，确保云平台的网络环境安全稳定运行。

2.4 云计算平台漏洞扫描和漏洞管理

漏洞扫描和漏洞管理是云计算平台安全的辅助手段，它需要自动发现云平台上的漏洞并根据云平台的业务特点进行分类处理，使得云平台的安全漏洞得到及时修复。

2.5 云计算平台日志分析和风险检测

日志分析和风险检测是云计算平台安全的重要工具，它利用云平台产生的数据日志进行数据分析，发现和识别云平台潜在的安全威胁，保障云平台的安全运行。

2.6 AWS服务的部署和配置安全

AWS服务的部署和配置安全直接关系到云平台的整体安全运行，该项安全工作由AWS官方提供，目前国内大部分AWS客户都能获得相应的安全产品。

3.核心算法原理和具体操作步骤以及数学模型公式详细讲解

3.1 数据加密传输和存储安全

数据加密传输安全

SSL/TLS协议

1996年，美国国家标准与技术研究院(NIST)发布了SSL协议标准，该协议为互联网通信提供安全支持。

2017年，美国政府购买SSL/TLS证书，有超过3亿网站采用SSL/TLS协议。SSL/TLS协议提供了各种安全加密套件用于保护网络通信，如对称加密（对称密码），非对称加密（公钥密码），消息认证代码（MAC）等。

SSL/TLS协议的优点是简单易用，适用于各类网络通信，缺点是性能较差，协议支持有限，存在版本问题和中间人攻击等安全隐患。

HTTPS协议

HTTP协议是万维网上使用最广泛的协议，但是在数据传输过程中容易受到中间人攻击。HTTPS协议（Hypertext Transfer Protocol Secure）是在HTTP协议和SSL/TLS协议之间架起的一层包装，通过建立SSL/TLS安全通道，然后使用HTTP协议通信，有效地抵御中间人攻击。HTTPS协议的作用主要如下：

1. 对网络请求和响应进行加密，可以防止第三方获取敏感数据；

2. 使用公钥私钥技术验证客户端的真实性，可以在不通过CA证书的情况下实现认证；

3. 支持HTTP/2，解决HTTP1.1协议效率低下的问题。

TLS协议的基本原理

TLS协议全称Transport Layer Security（传输层安全），是一种安全协议，由IETF的RFC 2246定义。其基本思路是：在两个通信应用程序之间建立一条安全的通道，传输的数据先通过对称加密算法加密，再通过公钥加密算法加密生成数字签名，发送给接收端。接收端使用私钥解密数据，验证数字签名，再使用对称加密算法解密。这样就能够确保数据的安全传输，防止中间人攻击。TLS协议目前版本号为1.2。

TLS协议在建立连接时，握手协商确定使用的加密算法和密钥长度。通信双方协商一致后，会生成一个随机的对称密钥，然后使用公私钥加密算法分别对该密钥加密，形成数字证书。数字证书包含了双方的公钥，以及其他相关信息，例如颁发机构，签发时间等。

当客户端向服务器发出请求时，首先会验证服务器的数字证书是否有效。如果有效，则会发送对称加密后的请求。服务器收到请求之后，会验证请求是否被篡改过。如果验证通过，会发送解密后的响应数据，并将对称加密后的对称密钥返回给客户端。客户端收到服务器返回的密钥后，也会用私钥解密，然后就可以正常通信了。

以上流程是TLS协议基本原理。

数据存储安全

AES加密算法

AES（Advanced Encryption Standard）加密算法是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这种加密算法相比DES、Triple DES，具有更高级的加密性能。AES对原始数据按照128、192或256位进行分组，每一组分别进行AES加密算法，输出为加密结果。加密和解密共同使用相同的密钥，整个过程为加密解密过程。

AES算法的优点是速度快、安全性高，缺点是加密数据和解密数据长度不一样，对小文本很不友好。

EBS加密方式

在云平台中，通常使用EBS（Elastic Block Store）提供的磁盘存储，由于数据安全性的考虑，EBS可以选择使用两种不同的加密方式：

1. Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) encryption for data at rest：默认情况下，加密使用的是AWS KMS密钥加密，密钥由AWS KMS保管，AWS KMS可以让您创建用于保护数据的主密钥，这些密钥可以通过一系列强大的功能来帮助您控制对数据的访问和使用。您可以使用AWS KMS提供的各种工具和API来管理这些密钥，并在必要时触发自动密钥轮换。

2. Amazon EBS encryption by default：如果您使用AWS提供的默认加密选项，则EBS会使用对称加密算法进行加密，该算法使用AES-256加密模式和HMAC-SHA-256消息认证码（Integrity Checksum）。这种加密方式对文本文件，数据库，快照等敏感数据类型均适用。

S3加密方式

S3（Simple Storage Service）对象存储，顾名思义就是简单存储服务。S3支持三种加密方式：

1. SSE-S3（Server-Side Encryption with Amazon S3）：在上传文件之前，S3 会在其所在区域创建一个主密钥，并使用KMS对它进行加密，并将加密的密钥和加密算法编码到文件的元数据中。只有拥有正确的密钥才能解密，从而保障数据的安全性。

2. SSE-KMS（Server-Side Encryption with KMS）：在上传文件之前，S3 会在指定的AWS KMS主密钥下创建主密钥，并使用该主密钥对其进行加密。该密钥仅加密文件，不用于任何其他用途。只有拥有正确的密钥才能解密，从而保障数据的安全性。

3. SSE-C（Server-Side Encryption with Customer-Provided Keys）：您可以选择自己的密钥进行加密，上传到S3后，只能由您来解密。这种方案比较灵活，因为您可以完全掌控自己的加密密钥。不过，建议您使用KMS来托管您的密钥，并采用KMS托管密钥的方式来加密数据，这是因为KMS提供访问控制、轮换和其他安全措施。

RDS加密方式

RDS（Relational Database Service）是AWS提供的关系型数据库服务，其支持的加密方式如下：

1. Encrypted：加密整个RDS实例。

2. Encrypted with a customer managed key：使用客户托管密钥进行加密。

3. Encrypted with a default database encryption key：使用AWS默认数据库加密密钥进行加密。

4. Not encrypted：不加密。

3.2 云计算平台身份认证和访问控制安全

用户身份认证

用户身份认证是云计算平台的重要组成部分，通过用户名密码验证的方式确认用户的身份，来限制不同用户之间的访问权限。身份认证涉及到以下几个部分：

1. 注册和登录页面：用户需要填写用户名和密码来注册和登陆云平台。

2. 身份验证中心：身份验证中心负责确认用户身份，即验证用户名和密码是否匹配。

3. SSO（Single Sign On）：单点登录（Single sign on，SSO）是指多个应用系统通过统一身份认证系统验证一次凭据，即可访问所有相关系统。

4. 身份认证策略：云平台可以设置不同的身份认证策略，包括多因素认证、两步验证、身份短信通知等。

访问控制策略

访问控制策略也是云计算平台的重要组成部分，用于细化到每个用户、用户组或租户对云资源的访问权限级别，实现合理的权限管控。访问控制策略可以分为两大类：

1. IAM（Identity and Access Management）：IAM是云平台提供的基于角色的访问控制（RBAC）工具。IAM可以精细地控制用户的访问权限，并集中管理权限，降低出错概率。

2. VPC（Virtual Private Cloud）：VPC是云平台提供的虚拟网络，可以在其中创建子网，并分配专门的IP地址。VPC中的资源都可以控制其网络访问权限，因此可以有效防止不同用户间的恶意攻击。

3.3 云计算平台网络安全配置和监控

网络安全配置

网络安全配置是保障云计算平台安全的关键环节，涉及到网络设备的硬件、操作系统、软件和配置，它还包括对流量入侵、攻击行为的监控，确保云平台的网络环境安全稳定运行。

1. 边界防火墙（NGFW）：边界防火墙（NGFW）是一种网络安全设备，用于保护网络内部的主机免受外界恶意攻击。NGFW有着严格的路由控制规则，可以过滤恶意流量，阻止未经授权的入侵。

2. DDoS（Distributed Denial of Service）防护：DDoS（分布式拒绝服务）攻击是一种网络攻击，目的就是利用超大规模的网络计算资源将目标网站瘫痪，导致用户无法访问或者服务质量急剧下降。DDoS防护是云平台的一个重要组件，它可以针对大流量网络拒绝服务攻击。

3. ACL（Access Control List）策略：ACL（访问控制列表）是一种网络访问控制策略，用于控制网络流量进入和离开网络，通过配置ACL可以实现更加精细的网络访问控制。

4. DMZ（Demilitarized Zone）网络：DMZ（分割域）是一种网络安全策略，将不受信任的网络放置在专用网络中，隔离受信任网络，实现对内部网络的保护。

5. VPN（Virtual Private Network）：VPN（虚拟专用网络）是一种网络安全技术，可以让远程用户访问本地网络资源，不用公网IP地址。VPN一般是加密的，只能通过双方认证的链接访问本地网络资源。

网络安全监控

网络安全监控是云计算平台的一个重要组成部分，它涉及到网络设备的运行状况和日志监控，通过预警和报警机制来发现异常行为，确保网络的运行状态稳定，避免发生安全事件。

1. IDS（Intrusion Detection System）系统：IDS（入侵检测系统）是一种网络安全设备，它会记录网络活动，并分析其特征，根据规则判断是否存在攻击行为。IDS系统一般部署在防火墙前面，能够快速发现网络攻击，减少攻击损失。

2. NGFW日志：NGFW会记录攻击源、目标IP地址、攻击类型、攻击时间、攻击流量等信息。通过分析日志，可以制作攻击报告，并向管理员、安全团队和法律部门传达安全威胁。

3. 流量审计：流量审计是一种安全防范手段，用来跟踪、分析网络流量的出入情况，有助于发现网络安全问题，提高安全可靠度。

3.4 云计算平台漏洞扫描和漏洞管理

漏洞扫描

漏洞扫描是云计算平台安全的辅助手段，它需要自动发现云平台上的漏洞并根据云平台的业务特点进行分类处理，使得云平台的安全漏洞得到及时修复。

1. 漏洞扫描程序：云平台的漏洞扫描程序可以自动扫描云平台的后台系统、数据库等组件，搜索可能存在的安全漏洞。

2. 漏洞扫描报告：扫描完成后，漏洞扫描报告会汇总所有的漏洞信息，并根据严重程度、危害级别、漏洞类别、参考链接、影响范围等划分。

3. 补丁管理：云平台的补丁管理模块可以帮助管理员及时安装最新补丁，降低漏洞利用难度。

漏洞管理

漏洞管理也是云计算平台的重要组成部分，它通过一系列流程、工具和方法，协助管理员管理云平台上出现的漏洞。

1. 危害评估：云平台的漏洞危害评估可以帮管理员快速判断漏洞的严重程度、影响范围、漏洞类别和利用方式，并做好应对措施。

2. 漏洞分类：云平台的漏洞分类可以根据严重程度、危害级别、漏洞类别等属性对漏洞进行分类，方便管理员快速查阅和管理。

3. 修复建议：云平台的修复建议可以帮助管理员快速找到可供利用的漏洞，并指导管理员修复漏洞。

4. 通知通道：云平台的通知通道可以向管理员及时推送漏洞的更新情况，确保管理员快速修复漏洞。

3.5 云计算平台日志分析和风险检测

日志收集和分析

日志收集和分析是云计算平台安全的重要组成部分，日志收集模块会把重要信息记录下来，供日常审计、安全事件响应、合规检查等使用。

1. 日志数据仓库：云平台的日志数据仓库可以存储和维护日志数据，并可以按需查询。

2. 日志清洗和处理：云平台的日志清洗和处理模块可以对日志数据进行清洗、转换、聚合和分析，以提取价值信息。

3. 日志中心：日志中心是云平台提供的日志查询、分析和报警功能的中心。日志中心可以满足云平台各个模块的日志查询需求，并集成各类安全事件响应和合规检查。

风险检测

风险检测是云计算平台的另一个重要组成部分，它利用云平台产生的数据日志进行数据分析，发现和识别云平台潜在的安全威胁，保障云平台的安全运行。

1. 违规检测：违规检测可以从日志数据中发现出符合云平台运营规范的不安全行为，帮助管理员快速识别出系统安全风险。

2. 可疑活动检测：可疑活动检测可以对日志数据进行分析，识别异常行为，帮助管理员发现系统异常。

3. 反馈系统：反馈系统可以提供云平台用户提交的安全问题和风险反馈，帮助管理员及时处理安全事宜。

3.6 AWS服务的部署和配置安全

AWS服务的部署和配置安全直接关系到云平台的整体安全运行，该项安全工作由AWS官方提供，目前国内大部分AWS客户都能获得相应的安全产品。

1. AWS Config：AWSConfig是AWS提供的服务，可以帮助用户轻松实现资源配置的一致性和合规性。AWSConfig可以分析AWS资源配置，发现配置错误或异常，并提供详细的描述性报告。

2. AWS Trusted Advisor：TrustedAdvisor是AWS提供的服务，可以帮助用户轻松定位优化改进服务的建议，提升AWS服务的可用性和安全性。TrustedAdvisor可以自动分析用户账户、资源配置、AWS服务使用情况、安全趋势、成本费用、性能，并给出建议解决方案。

3. AWS Marketplace：AWS Marketplace是一个商店，里面有很多AWS产品和服务供用户购买和试用。Marketplace提供了完整的合规性验证流程，帮助用户快速检验服务的安全性和可用性。