LAXCUS集群操作系统密钥令牌分配方案

从Laxcus集群操作系统 5.2版本开始，强制要求集群所有节点的网络通信必须是可验证和经过加密处理的。Laxcus加密通信是一种强随机性质的一次一密的通信方式，加密处理依次使用了非对称密钥、数据签名、对称密钥技术。其中对称密钥是由系统运行过程中，根据当时运行环境随机产生，经过非对称密钥加密后分发。而做为整个安全体系和网络加密通信源头的非对称密钥，它的产生可以有很多种，包括从脚本中生成、系统自动随机生成、管理员设置、从密钥机获得，甚至Laxcus集群操作系统接入量子通信网络，远程获取量子密钥。每组非对称密钥配属一个密钥令牌，密钥令牌是包含多种参数的集合，其中包括适配的IP地址。只有在这个白名单上的IP地址才允许与服务器通信。通过限制IP地址访问，Laxcus集群操作系统实现保护服务器安全，防止各类非法接入，以及网络攻击行为的目的。每台Laxcus服务器上，允许部署任意数量的密钥令牌，来实现有区别的加密通信。下面就来介绍一下密钥令牌中使用的参数。

name：密钥令牌的名称。系统规定密钥令牌名称是唯一的，如果出现重复现象，后来的密钥令牌替换前面的密钥令牌。

address: IP地址白名单。客户机只有在与名单IP地址匹配时，才是服务器接受的。

check: IP地址检查方式。包括“None、Address、Cipher、Duplex”四种，None是最低要求的安全检查，只需要请求来源地址与白名单IP地址一致即可。Address增加了客户机混淆签名的要求，然后与白名单IP地址进行一致性判断。Cipher要求客户端采用加密安全通信，在加密通信前，会进行非对称密钥和对称密钥的交换，过程类似SSH。Duplex是结合了Address和Cipher的复合型检查，安全等级最高。由于“None、Address”不需要使用加密算法，在公共网络环境中使用，安全性和可靠性无法保证，所以从Laxcus 5.2版本开始，已经不再采用。目前推荐使用“ Cipher、Duplex”检查。

mode：应用模式，分为Special和Common两种。Special模式的密钥令牌必须适配一段IP地址，在运行环境中允许有任意多个。Common模式的密钥令牌适配除Special之外的所有IP地址，在运行环境中有且只能有一个存在。

现在来模拟一下Laxcus集群操作系统使用密钥令牌的处理流程。假如一个“137.26.71.82”IP的客户机访问Laxcus服务器，那么系统首先用调用密钥令牌，判断这个IP是不是在密钥令牌的白名单IP地址集里面。它首先检索“Special”模式的密钥令牌，再检索“Common”模式的密钥令牌。任何一个答案是肯定的，访问工作进入下一步。如果不是，系统将拒绝IP。在这一层，Laxcus集群操作系统通过限制IP地址，会过滤掉各种非法访问和网络攻击行为。

进入下一步，系统将检查请求数据块中携带的数据指纹（包含数字签名的验正模块）。如果数据指纹校验正确，推送进下一步处理。如果校验错误，那么可以肯定这块数据在网络传输过程中已经被非法篡改，系统不再做任何处理，直接丢弃。

如果数据指纹要求进行网络安全通信协商，那么系统将根据请求配属的密钥信息，协商出一个双方可以接受的安全通信协议，然后通信双方进入安全通信状态，这个过程类似SSH。

跟着就是进入数据加密/解密的处理流程，根据之前的安全协商结果，客户端在发送数据前会进行加密，服务器收到数据后，取出密钥令牌和这个IP对应的密钥，进行数据解密。解密后的数据将推送给系统的业务流程来处理。业务流程处理结束，结果数据将再次被服务器加密，返回给客户机，客户机收到后完成解密，形成一次安全通信闭环。

Laxcus密钥令牌采用一次一密的处理方式。通信双方的安全通信协商结果会在客户机结束后，被客户机和服务器一起丢弃。下次通信时，需要客户机重新申请。

通过脚本文件生成非对称密钥，这是一种较老的密钥生成方案，Laxcus 5.2版本已经不采用了。

由系统管理员在集群运行过程中远程增加/删除/显示密钥令牌，全程加密通信，这种方案是系统推荐使用的，具有灵活性高、保密性好、零成本等优点。

系统调用底层的动态链接库，产生密钥令牌。由于密钥令牌的产生和执行处理过程完全在一台计算机上发生，这也是一种安全可靠、零成本的方案。

使用“crypto”加密协议，从crypto密钥机获得密钥。crypto密钥机本质就是一台服务器，需要部署在安全的网络环境中，为有加密需求的设备，产生各种对称密钥和非对称密钥。密钥机使用专属的加密协议，全程采用加密通信，相比第三方提供的密钥机，这是一种安全可靠、低成本的方案。

接入量子通信网络，从量子密钥机获得非对称密钥。这个真没啥说的，地表最强安全通信，没有之一！绝对的安全可靠！缺点就是现在的设备采购成本太高，网络成本太高。Laxcus集群操作系统量子通信版本，目前也只提供给国内需要保密通信的企业单位使用，暂时不对外发售。