摘要：在美國聯(lián)邦政府大力推進云計算的同時，美國政府大力研究和制定云計算安全策略。年月美國啟動了政府范圍的云計算解決方案的安全認證認可過程的開發(fā)。

引言

由于云計算在經(jīng)濟、敏捷和創(chuàng)新方面的突出特點，受到美國政府高度重視。早在2009 年1 月, 美國行政管理和預(yù)算局(OMB)就開始關(guān)注云計算和虛擬化。3 月維維克·昆德拉被任命為聯(lián)邦政府首席信息官委員會(CIOC)的首席信息官后即表示將推動政府采用云計算，啟動了聯(lián)邦云計算倡議(FCCI)，成立了專 門管理組織，包括下設(shè)于CIOC 的決策機構(gòu)“FCCI 執(zhí)行促進委員會”(ESC)和顧問機構(gòu)“FCCI 云計算顧問委員會”(CCAC)以及下設(shè)于總務(wù)管理局(GSA)的FCCI 日常辦公機構(gòu)“云計算項目管理辦公室”(CCPMO)，并確定了聯(lián)邦政府云計算發(fā)展目標(biāo)。5 月份發(fā)布的2010 財年美國政府預(yù)算報告的《遠景分析》中明確提出要開展云計算示范項目，通過優(yōu)化云計算平臺來優(yōu)化通用的服務(wù)和解決方案，并在隨后發(fā)布了聯(lián)邦政府云服務(wù)采購 書面需求單和上線了app.gov 云服務(wù)在線店面。2010 年12 月份發(fā)布了《改革聯(lián)邦信息技術(shù)管理的25 點實施計劃》，要求聯(lián)邦政府與數(shù)據(jù)中心整合相配合，實施“云推薦”的策略等。2011 年發(fā)布了《聯(lián)邦云計算戰(zhàn)略》,確定了云遷移的三步走決策框架以及促進云計算發(fā)展的6 方面措施。

在美國聯(lián)邦政府大力推進云計算的同時，美國政府大力研究和制定云計算安全策略。本文在簡要分析美國政府云計算安全進展的基礎(chǔ)上，重點剖析了美國政府云計算安全策略，可為我國政府發(fā)展云計算提供有價值的參考。

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1 美國聯(lián)邦政府云計算安全發(fā)展過程

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昆德拉上任時就承認云計算可能存在隱私泄露或其它安全隱患，但表示不能因此而錯過云計算的速度和效率。2009 年5月召開的云計算倡議工業(yè)界峰會上，美國產(chǎn)業(yè)界認識到云計算在法律法規(guī)和政策以及I T 安全和隱私方面的挑戰(zhàn)，深入討論了云計算認證認可、訪問控制和身份管理、數(shù)據(jù)和應(yīng)用安全、可移植性和互操作性以及服務(wù)級別協(xié)議(S L A)等。5 月份的《遠景分析》中指出了與新技術(shù)服務(wù)交付模型相關(guān)的風(fēng)險，包括政策的變化、動態(tài)應(yīng)用的實施以及動態(tài)環(huán)境的安全保障，要求建立一個項目管理辦公室來實施 工業(yè)界較佳實踐和政府項目管理方面的政策。10 月份國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)在《有效安全地使用云計算范式》的研究報告中分析了云計算安全的眾多優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。

2010 年2 月美國啟動了政府范圍的云計算解決方案的安全認證認可過程的開發(fā)。8 月CIOC 發(fā)布了《聯(lián)邦部門和機構(gòu)使用云計算的隱私建議》，指出云環(huán)境下隱私風(fēng)險跟法律法規(guī)、隱私數(shù)據(jù)存儲位置、云服務(wù)商服務(wù)條款和隱私保護策略有關(guān)，并指出了9 類風(fēng)險，通過使用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、簽署隱私保護的補充合同條款、進行隱私門檻分析和隱私影響評估、充分考慮相關(guān)的隱私保護法律，可以有效加強云計算環(huán)境下的隱私 保護。9 月非盈利組織MITRE 給出了《政府客戶云計算SL A 考慮》。11 月份，NIST、GSA、CIOC 以及信息安全及身份管理委員會(ISIMC)等組成的團隊歷時18 個月提出了《美國政府云計算安全評估和授權(quán)建議方案》，該方案由云計算安全要求基線、持續(xù)監(jiān)視、評估和授權(quán)三部分組成。12月，在《改革聯(lián)邦信息技術(shù)管理 的25 點實施計劃》中指出安全、互操作性、可移植性是云計算被接納的主要障礙。

2011 年1 月國土安全部( DHS ) 給出了《從安全角度看云計算：聯(lián)邦I(lǐng)T 管理者入門》讀本，指出了聯(lián)邦面臨的16 項關(guān)鍵安全挑戰(zhàn)：隱私、司法、調(diào)查與電子發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)保留、過程驗證、多租戶、安全評估、共享風(fēng)險、人員安全甄選、分布式數(shù)據(jù)中心、物理安全、程序編碼安 全、數(shù)據(jù)泄露、未來的規(guī)章制度、云計算應(yīng)用、有能力的IT人員挑戰(zhàn)，NIST 發(fā)布了《公共云計算安全和隱私指南》和《完全虛擬化技術(shù)安全指南》。2 月份的《聯(lián)邦云計算戰(zhàn)略》指出在管理云服務(wù)時要主動監(jiān)視和定期評估，確保一個安全可信的環(huán)境，并做出了戰(zhàn)略部署，包括推動聯(lián)邦風(fēng)險和授權(quán)管理項目 (FedRAMP)、DHS 要每6個月或按需發(fā)布一個安全威脅TOP 列表并給出合適的安全控制措施和方法，NIST 要發(fā)布一些安全技術(shù)指南。

2011 年12 月OMB 發(fā)布了一項關(guān)于“云計算環(huán)境下信息系統(tǒng)安全授權(quán)”的首席信息官備忘錄，正式設(shè)立FedRAMP 項目。

2012 年2 月成立了FedRAMP 項目聯(lián)合授權(quán)委員會(JAB)并發(fā)布了《FedRAMP 概念框架(CONOPS)》、《FedRAMP 安全控制措施》。

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2 美國聯(lián)邦政府云計算安全策略分析

2.1 高度重視云計算安全和隱私、可移植性和互操作性，對云服務(wù)實施基于風(fēng)險的管理

美國聯(lián)邦政府在推動云計算一開始就認識到云計算安全和隱私、可移植性和互操作性是云計算被接納的主要障礙，并給予了高度重視。美國聯(lián)邦政府認為，對于云服 務(wù)要實施基于風(fēng)險的安全管理，在控制風(fēng)險的基礎(chǔ)上，充分利用云計算高效、快捷、利于革新等重要優(yōu)勢，并啟動了聯(lián)邦風(fēng)險和授權(quán)管理項目(FedRAMP)。

2.2 加強云計算安全管理，明確安全管理相關(guān)方及其職責(zé)

首先，明確了云計算安全管理的政府部門角色及其職責(zé)：

1) 聯(lián)合授權(quán)委員會(JAB)：成立了由國防部(DOD)、DHS、GSA 三方組成的聯(lián)合授權(quán)委員會JAB，主要負責(zé)制定更新安全基線要求、批準(zhǔn)第三方評估機構(gòu)認可標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)立優(yōu)先順序并評審云服務(wù)授權(quán)包、對云服務(wù)供應(yīng)進行初始授 權(quán)等;2)FedRAMP 項目管理辦公室(FedRAMPPMO)：設(shè)立于GSA，負責(zé)管理評估、授權(quán)、持續(xù)監(jiān)視過程等, 并與NIST 合作實施對第三方評估組織的符合性評估;3)國土安全部：主要負責(zé)監(jiān)視、響應(yīng)、報告安全事件，為可信互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接提供指南等;4)各執(zhí)行部門或機構(gòu)：按照 DHS、JAB 等要求評估、授權(quán)、使用和監(jiān)視云服務(wù)等，并每年4 月向CIOC 提供由本部門CIO 和CFO 簽發(fā)的認證;5)首席信息官委員會：負責(zé)出版和分發(fā)來自FedRAMP PMO 和JAB 的信息。

其次，明確了FedRAMP 項目相關(guān)方的角色和職責(zé)(如圖1)。這些角色中除了DHS、JAB、FedRAMPPMO、各執(zhí)行部門或機構(gòu)、CIOC 外，還包括云服務(wù)商(CSP)和第三方評估組織(3PAO)。云服務(wù)商實現(xiàn)安全控制措施;創(chuàng)建滿足FedRAMP 需求的安全評估包;與第三方評估機構(gòu)聯(lián)系，執(zhí)行初始的系統(tǒng)評估，以及運行中所需的評估與授權(quán);維護連續(xù)監(jiān)視項目;遵從有關(guān)變更管理和安全事件報告的聯(lián)邦需 求。

第三方評估組織保持滿足FedRAMP 所需的獨立性和技術(shù)優(yōu)勢;對CSP 系統(tǒng)執(zhí)行獨立評估，并創(chuàng)建滿足FedRAMP 需求的安全評估包清單。

FedRAMP 項目相關(guān)方的角色和職責(zé)

2.3 注重云計算安全管理的頂層設(shè)計

美國聯(lián)邦政府注重對云計算安全管理的頂層設(shè)計。在政策法規(guī)的指導(dǎo)下，以安全控制基線為基本要求，以評估和授權(quán)以及監(jiān)視為管理抓手，同時提供模板、指南等協(xié)助手段，建立了云計算安全管理的立體體系(如圖2)。

云計算安全管理立體體系

政策備忘錄：OMB 于2011 年12 月8 日發(fā)布，為政府級云計算安全提供方向和高級框架。

安全控制基線：基于N I S T 發(fā)布的S P800-53 第三版中所描述的安全控制措施指南，補充和增強了控制措施，以應(yīng)對云計算系統(tǒng)特定的安全脆弱性。FedRAMP 的安全控制基線于2012 年1 月6 號多帶帶發(fā)布。

運營概念(CONOPS)：提供對FedRAMP 的運營模型與關(guān)鍵過程的概述。

運營模型：FedRAMP 的運營模型基于OMB 發(fā)布的政策備忘錄，明確FedRAMP 實現(xiàn)的關(guān)鍵組織，對各個組織運營角色與職責(zé)進行抽象描述。

關(guān)鍵過程：指“安全評估與授權(quán)”、“第三方評估”、“正在進行的評估與授權(quán)”，它們?yōu)镕edRAMP 運營過程的三個主要功能。

詳細的模板與指南：云服務(wù)商與第三方評估組織在FedRAMP 整個過程中需要這些文檔模板作為文檔規(guī)范。

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2.4 豐富已有安全措施規(guī)范，制定云計算安全基線要求

在《推薦的聯(lián)邦信息系統(tǒng)和組織安全措施》(s p800-53)基礎(chǔ)上，根據(jù)云計算特點，針對信息系統(tǒng)的不同等級(低影響級和中影響級)，制定了云計算安全基線要求《FedRAMP 安全控制措施》。與傳統(tǒng)安全控制措施相比，云計算環(huán)境下需增強的安全控制措施包括：

1)訪問控制：要求定義非用戶帳戶(如設(shè)備帳戶)的存活期限、采用基于角色的訪問控制、供應(yīng)商提供安全功能列表、確定系統(tǒng)使用通知的要素、供應(yīng)商實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要經(jīng)過JAB 同意等。

2)審計和可追蹤：供應(yīng)商要定義審計的事件集合、配置軟硬件的審計特性、定義審計記錄類型并經(jīng)過同意、服務(wù)商要實現(xiàn)合法的加密算法、審計記錄90 天有效等。

3)配置管理：要求供應(yīng)商維護軟件程序列表、建立變更控制措施和通知措施、建立集中網(wǎng)絡(luò)配置中心且配置列表符合或兼容安全內(nèi)容自動化協(xié)議(SCAP)、確定屬性可追蹤信息等。

4)持續(xù)性規(guī)劃：要求服務(wù)商確定關(guān)鍵的持續(xù)性人員和組織要素的列表、開發(fā)業(yè)務(wù)持續(xù)性測試計劃、確定哪些要素需要備份、備份如何驗證和定期檢查、至少保留用戶級信息的3份備份等。

5)標(biāo)識和鑒別：要求供應(yīng)商確定抗重放的鑒別機制、提供特定設(shè)備列表等。

6)事件響應(yīng)：要求每天提供演練計劃、提供事件響應(yīng)人員和組織要素的列表等。

7)維護：要確定關(guān)鍵的安全信息系統(tǒng)要素或信息技術(shù)要素、確定獲取維護的期限等。

8)介質(zhì)保護：確定介質(zhì)類型和保護方式等。

9)物理和環(huán)境保護：要確定緊急關(guān)閉的開關(guān)位置、測量溫濕度、確定可替代的工作節(jié)點的管理、運維和技術(shù)信息系統(tǒng)安全控制措施等。

10)系統(tǒng)和服務(wù)獲取：對所有外包的服務(wù)要記錄在案并進行風(fēng)險評估、對開發(fā)的代碼提供評估報告、確定供應(yīng)鏈威脅的應(yīng)對措施列表等。

11)系統(tǒng)和通信保護：確定拒絕服務(wù)攻擊類型列表、使用可信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接傳輸聯(lián)邦信息、通信網(wǎng)絡(luò)流量通過經(jīng)鑒別的服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)、使用隔離措施。

12)系統(tǒng)和信息完整性：在信息系統(tǒng)監(jiān)視時要確定額外的指示系統(tǒng)遭到攻擊的指標(biāo)。其他方面如意識和培訓(xùn)、評估和授權(quán)、規(guī)劃、人員安全、風(fēng)險評估則與傳統(tǒng)差別不大。

2.5 主抓評估和授權(quán)，加強安全監(jiān)視

安全授權(quán)越來越變?yōu)橐环N高時間消耗的過程，其成本也不斷增加。政府級的風(fēng)險和授權(quán)項目通過“一次授權(quán)，多次應(yīng)用”的方式加速政府部門采用云服務(wù)的過程，節(jié)約云服務(wù)采用費用，實現(xiàn)在政府部門內(nèi)管理目標(biāo)的開放和透明。

1)以第三方評估機構(gòu)作支撐，對云服務(wù)進行安全評估

CSP 向FedRAMP PMO 提出安全評估請求，并經(jīng)已獲得授權(quán)的3PAO 檢查與驗證后，向FedRAMP PMO 提交評估材料，由FedRAMP PMO 組織專家組對其進行評審。當(dāng)專家組通過評估后，由FedRAMP PMO 向CSP 頒發(fā)初始授權(quán)。云計算應(yīng)用部門不應(yīng)該把部門的安全責(zé)任轉(zhuǎn)嫁給CSP，政府部門以該初始授權(quán)為基礎(chǔ)，頒發(fā)部門的云服務(wù)運營授權(quán)(ATO)。

2)通過初始安全授權(quán)，加強雙層授權(quán)機制

FedRAMP PMO 維護一個初始授權(quán)以及相關(guān)安全評估材料的信息庫，政府部門可以基于這些初始授權(quán)和評估材料頒發(fā)部門的服務(wù)運營授權(quán)，政府部門也可以添加另外的安全控制。

3)對云服務(wù)商持續(xù)監(jiān)視，保證云服務(wù)運營安全

對已獲得初始授權(quán)的CSP，F(xiàn)edRAMP PMO 應(yīng)與3PAO 一同開展對其系統(tǒng)和服務(wù)的連續(xù)監(jiān)視活動。連續(xù)監(jiān)視需要判斷安全控制是否持續(xù)有效。

2.6 提供SLA、合同等指導(dǎo)，為云服務(wù)安全采購提供指南

政府部門在采用云服務(wù)、特別在采用公有云服務(wù)時，將會面臨諸多嚴(yán)重安全風(fēng)險，如多租戶引入的安全問題、信息安全與隱私泄露、業(yè)務(wù)連續(xù)性、廠商鎖定等諸多安全問題。在云服務(wù)采購合同中包含有效的SLA 內(nèi)容將會為云服務(wù)采購及其使用過程提供充分的安全保障。

2010 年9 月MITRE 給出的《政府客戶云計算SL A 考慮》中，對政府部門與云服務(wù)商之間的SLA 設(shè)計給出了具體的指南，指出SLA 設(shè)計要考慮如下11 方面的內(nèi)容，每個方面的內(nèi)容又劃分為具體的細項給予了具體的指導(dǎo)：S L A 背景、服務(wù)描述、測量與關(guān)鍵性能指標(biāo)、連續(xù)性或業(yè)務(wù)中斷、安全管理、角色與責(zé)任、支付與賠償及獎勵、術(shù)語與條件、報告指南與需求、服務(wù)管理、定義/ 術(shù)語表。

另外，在合同方面，2012 年2 月發(fā)布的《聯(lián)邦政府制定有效的云計算合同——獲取IT 即服務(wù)的較佳實踐》，給出了采購云服務(wù)的合同需求和建議，包括服務(wù)協(xié)議條款、保密協(xié)議、服務(wù)級別協(xié)議等，并分析安全、隱私、電子發(fā)現(xiàn)、信息自由訪問、聯(lián)邦 記錄保留等方面的需求并給出了具體建議。

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3 結(jié)束語

本文從政府部門如何安全管理云計算的角度，重點分析了美國聯(lián)邦政府的云計算安全保障策略。這些策略可以為中國政府部門實施基于云服務(wù)的信息安全保障提供參考。