CN107181735A - 内外网关之间的数据单向传输系统及方法 - Google Patents

内外网关之间的数据单向传输系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种内外网关之间的数据单向传输系统及方法,其通过检索外网数据中是否包含敏感关键字从而判断数据的合法性;并根据合法性的判断结果判断是否对数据进行传输;同时根据是否接收到待传输数据来控制设置于内外网通信路径初始端的光开关的通断执行。所述光开关接收控制指令,根据控制指令决定是否执行电光转换工作,从而实现对内网与外网之间数据传输的通断控制,达到既实现在网络链路上的物理隔断,又能在需要传输数据的时候自动导通链路并进行高速数据传输的目的。

Description

内外网关之间的数据单向传输系统及方法
技术领域
本发明涉及一种数据传输技术,具体涉及一种内外网关之间的数据单向传输系统及方法。
背景技术
面对信息化的迅速发展和日益猖獗的网络攻击发展态势,如何解决网络的安全隔离与数据的安全交换,已成为普遍关心的问题。为了满足日益增长的网络安全需求,安全厂商不断研发新技术,先后开发了五代隔离技术。从第一代的完全隔离,使得内部网络成为信息孤岛,第二代硬件卡隔离,第三代数据转播隔离,第四代空气开关隔离以及目前最新的第五代安全通道隔离。在安全通道隔离技术中要求通过专用通信硬件和专有安全协议等安全机制,来实现内外部网络的隔离和数据交换,目前的专用通信硬件主要分为两种:一种为定制化的硬件通信通道,例如DTP隔离通道控制系统;另一种为通用单向光单元传输。其中定制化的硬件通信通道在数据的传输的安全上更佳,但其设计成本高,设计周期长,相应的配套软件需要重新设计,缺乏通用性。与之不同的是,采用通用单向光单元作为数据传输硬件通道,既可以满足单向传输的安全需要,又易于设计相对应的数据传输软件。但随着对网络隔离设备要求的不断提升,希望网络隔离设备既能在网络链路上实现物理隔断,又能在需要传输数据的时候网络链路自动导通,进行高速的数据传输,从而达到更高的安全性,然而仅仅依靠单向光单元是无法实现的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提出了一种部署在内外网关之间,既能实现在网络链路上的物理隔断,又能在需要传输数据的时候网络链路自动导通的数据单向传输系统及方法。
为达到上述技术目的,本发明的技术方案提供一种内外网关之间的数据单向传输系统,其包括内网网卡和外网网卡,设置在内网网卡和外网网卡之间的光纤,以及分别设置在所述内网网卡和外网网卡上的数据判断模块以及光开关,
所述数据判断模块包括用于存储敏感关键字的第一关键字数据库;用于接收网络数据的第一接收单元;将重组后的数据与关键字数据库中的敏感关键字进行匹配、并判断数据合法性的第一匹配单元;根据数据的合法性判断结果决定是否对数据进行传输的第一输出控制单元;以及根据数据的合法性判断结果来控制光开关通断的第一通断控制单元;
其中,所述第一通断控制单元与光开关电性连接。
一种内外网关之间的数据单向传输方法,所述内外网关之间的数据单向传输方法包括以下步骤:
S1、建立关键字数据库;
S2、接收网络数据,并对接收到的数据进行顺序编号;
S3、将重组后的数据与关键字数据库中的敏感关键字进行匹配,判断数据的合法性;
S4、根据数据的合法性判断结果决定是否对数据进行传输;
S5、根据是否接收到待传输数据来控制设置于内外网通信路径初始端的光开关的通断执行。
本发明所述内外网关之间的数据单向传输系统及方法,其通过检索外网数据中是否包含敏感关键字从而判断数据的合法性;并根据合法性的判断结果判断是否对数据进行传输;同时根据是否接收到待传输数据来控制设置于内外网通信路径初始端的光开关的通断执行。所述光开关接收控制指令,根据控制指令决定是否执行电光转换工作,从而实现对内网与外网之间数据传输的通断控制,达到既实现在网络链路上的物理隔断,又能在需要传输数据的时候网络链路自动导通并进行高速的数据传输,且安全性更高的目的。
附图说明
图1是本发明所述数据判断模块的单元框图;
图2是本发明所述光开关的结构框图;
图3是本发明所述接收检测模块的结构框图;
图4是本发明所述内外网关之间的数据单向传输方法的步骤框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供了一种内外网关之间的数据单向传输系统,其包括内网网卡和外网网卡,设置在内网网卡和外网网卡之间的光纤,以及分别设置在所述内网网卡和外网网卡上的数据判断模块100以及光开关200。
如图1所示,所述数据判断模块100包括用于存储敏感关键字的第一关键字数据库101;用于接收网络数据的第一接收单元102;对接收到的数据进行重组的第一重组单元103;将重组后的数据与第一关键字数据库101中的敏感关键字进行匹配、并判断数据合法性的第一匹配单元104;根据数据的合法性判断结果决定是否对数据进行传输的第一输出控制单元105;以及根据数据的合法性判断结果来控制光开关通断的第一通断控制单元106。
首先建立第一关键字数据库101,统计非法数据的敏感关键字,将所有敏感关键字都存储在第一关键字数据库101;当外网网卡接收到网络数据时,为保证内网接收数据与外网发送数据的一致性,需要对接收到的数据进行顺序编号,从而使内网网卡接收到外网传递过来的数据后能够按编号顺序进行组装,还原原始数据。
将重组后的数据与第一关键字数据库101中的敏感关键字进行匹配,判断数据的合法性;如果在数据中匹配到相关敏感关键字,则判断该数据属于非法数据,则所述第一输出控制单元105丢弃该数据,不向网卡上发送相应数据包,如果未在数据中未匹配到相关敏感关键字,则判断该数据属于合法数据,第一输出控制单元105将该数据包发送至内网网卡上。
所述数据判断模块100的第一通断控制单元106与光开关200电性连接。具体的,所述第一通断控制单元106为控制寄存器。
如图2所示,所述光开关200包括微处理器201、电-光转换单元以及光-电转换单元,所述微处理器201与控制寄存器电性连接,所述电-光转换单元与光-电转换单元分别与微处理器201电性连接。所述控制寄存器根据数据的合法性判断结果而相应的向微处理器201输出高低电平,进而由微处理器201控制电-光转换单元的通断;所述电-光转换单元与第一输出控制单元105通信连接,用于将接收的电信号转换为光信号,所述第一输出控制单元105根据第一匹配单元104判断外网数据的合法性来决定是否向电-光转换单元输送相应数据包;所述光-电转换单元与光纤的输出端通信连接,用于将接收到的光信号转换为电信号。
具体的,所述电-光转换单元包括一控制芯片202及一激光器203,所述控制芯片202的输入端与第一输出控制单元105的输出端通信连接,并与所述微处理器201电性连接,所述控制芯片202的输出端与激光器203电性连接。所述激光器203需要40mA~80mA的偏置以及调制电流,所述控制芯片202能够将网卡的数据信号调制为激光器203能够接收的电信号,从而实现对激光器203的控制,具体的,所述控制芯片202选择MAX3736。
所述光-电转换单元包括一接收芯片204及一光电探测器205,所述接收芯片204的输入端与光电探测器205电性连接,所述接收芯片204的输出端与对接网络的输入端通信连接,并与所述微处理器201电性连接。当光电探测器205将接收的光信号转换为电信号时,其信号强度较小,所述接收芯片204能够将光电探测器205的信号进行放大,使网卡接收到准确的数据信息。所述接收芯片204及光电探测器205一直处于导通工作状态。具体的,所述接收芯片204选择MAX3748,所述光电探测器205优选ROSA探测器。
当外网有数据需要传输至内网中时,首先对接收到的数据进行顺序编号,将重组后的数据与第一关键字数据库101中的敏感关键字进行匹配,判断数据的合法性;如果在数据中匹配到相关敏感关键字,则判断该数据属于非法数据,则所述第一输出控制单元105丢弃该数据,不向外网网卡上发送相应数据包,第一通断控制单元106向微处理器201输出低电平,微处理器201接收到低电平后,控制控制芯片202停止调整信号的工作,以此形成对内网与外网之间数据传输的通断控制,从而既实现了在网络链路上的物理隔断,又能在需要传输数据的时候网络链路自动导通,并进行高速的数据传输,从而达到更高的安全性能的目的。
如果未在数据中未匹配到相关敏感关键字,则判断该数据属于合法数据,所述第一输出控制单元105向电-光转换单元输送相应数据包,第一通断控制单元106向微处理器201输出高电平,微处理器201接收到高电平后,向控制芯片202发送执行指令,控制芯片202将数据信号调制为电信号,并发送给激光器203,从而将外网网卡中的电信号转化为光信号,通过光纤传输给内网网卡的光-电转换单元中。
同理,当内网向外网传输数据时,所述待传输的数据也需要进行上述操作才能够进入外网。
由于不同的光路可采用不同的波长,为实现单光纤多信号的同时传输,本发明在所述电-光转换单元的输出端与光纤的输入端之间设置光输复用器;所述光-电转换单元的输出端与光纤的输入端之间设置光解复用器。通过光输复用器将不同波长的光信号复用至单根光纤进行传输,在链路的接收端,再借助光解复用器将光纤中的混合信号分解为不同波长的信号,从而实现单光纤多信号的同时传输。
为进一步保证数据的合法性,所述内外网关之间的数据单向传输系统还包括分别设置在所述内网网卡和外网网卡上的接收检测模块300,如图3所示,所述接收检测模块300包括用于存储敏感关键字的第二关键字数据库301;用于接收网络数据的第二接收单元302;对接收到的数据进行重组的第二重组单元303;将重组后的数据与第二关键字数据库101中的敏感关键字进行匹配、并判断数据合法性的第二匹配单元304;根据数据的合法性判断结果决定是否对数据进行传输的第二输出控制单元305;所述接收检测模块300设置在第二接收单元302与网络的输入端之间,所述第二接收单元302与光-电转换单元通信连接,即所述第二接收单元302与接收芯片204通信连接,所述第二输出控制单元305与网络的输入端通信连接。
即当内网网卡接收外网网卡传输的光信号之后,首先由光电探测器205将光信号转换为电信号,经过接收芯片204放大后传给第二接收单元302,并由第二重组单元303先对接收的数据进行重组,并通过第二匹配单元304对重组的数据进行敏感关键字匹配,只有在未匹配到相关敏感关键字,第二输出控制单元305才会将该数据通过内网网络的输入端传递至相应内网网中。
同理,当外网接收到内网传输的数据时,所述待传输的数据也需要进行上述操作才能够进入外网。
基于上述内外网关之间的数据单向传输系统,本发明还提供一种内外网关之间的数据单向传输方法,如图4所示,所述内外网关之间的数据单向传输方法包括如下步骤:
S1、建立关键字数据库;
S2、接收网络数据,并对接收到的数据进行重组;
具体的,为保证内网接收数据与外网发送数据的一致性,则当外网网卡接收到外网数据时,首先对数据进行顺序的编号,并将序号存放到每个数据包中,每个数据包1个序号。外网网卡接收数据包之后,从数据包中提取出序号,然后根据序号进行顺序重组,还原数据,从而保证内网接收数据与外网发送数据一致。
S3、将重组后的数据与关键字数据库中的敏感关键字进行匹配,判断数据的合法性;
S4、根据数据的合法性判断结果决定是否对数据进行传输;
S5、根据是否接收到待传输数据来控制设置于内外网通信路径初始端的光开关的通断执行。
即当外网有数据需要传输至内网中时,首先对接收到的数据进行顺序编号,将重组后的数据与第一关键字数据库101中的敏感关键字进行匹配,判断数据的合法性;如果在数据中匹配到相关敏感关键字,则判断该数据属于非法数据,则所述第一输出控制单元105丢弃该数据,不向外网网卡上发送相应数据包,第一通断控制单元106向微处理器201输出低电平,微处理器201接收到低电平后,控制控制芯片202停止调整信号的工作,以此形成对内网与外网之间数据传输的通断控制,从而既实现了在网络链路上的物理隔断,又能在需要传输数据的时候网络链路自动导通,并进行高速的数据传输,从而达到更高的安全性能的目的。反之则判断该数据属于合法数据,并对合法性的数据信号进行加密,将由激光器将外网网卡中的电信号转化为光信号,通过光纤传输给内网网卡中。
同理,当内网向外网传输数据时,所述待传输的数据也需要进行上述操作才能够进入外网。
不过为进一步保证数据的合法性,当内网网卡接收外网网卡传输的光信号之后,首先由光电探测器205将光信号转换为电信号,经过放大并解密进入第二接收单元302中,并由第二重组单元303先对接收的数据进行重组,并通过第二匹配单元304对重组的数据进行敏感关键字匹配,只有在未匹配到相关敏感关键字,第二输出控制单元305才会将该数据通过内网网络的输入端传递至相应内网网中。
同理,当外网接收到内网传输的数据时,所述待传输的数据也需要进行上述操作才能够进入外网。
本发明所述内外网关之间的数据单向传输系统及方法,其通过检索外网数据中是否包含敏感关键字从而判断数据的合法性;并根据合法性的判断结果判断是否对数据进行传输;同时根据是否接收到待传输数据来控制设置于内外网通信路径初始端的光开关的通断执行。所述光开关接收控制指令,根据控制指令决定是否执行电光转换工作,从而实现对内网与外网之间数据传输的通断控制,达到既实现在网络链路上的物理隔断,又能在需要传输数据的时候网络链路自动导通并进行高速的数据传输,且安全性更高的目的。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种内外网关之间的数据单向传输系统,其特征在于,包括内网网卡和外网网卡,设置在内网网卡和外网网卡之间的光纤,以及分别设置在所述内网网卡和外网网卡上的数据判断模块以及光开关,
所述数据判断模块包括用于存储敏感关键字的第一关键字数据库;用于接收网络数据的第一接收单元;将重组后的数据与关键字数据库中的敏感关键字进行匹配、并判断数据合法性的第一匹配单元;根据数据的合法性判断结果决定是否对数据进行传输的第一输出控制单元;以及根据数据的合法性判断结果来控制光开关通断的第一通断控制单元;
其中,所述第一通断控制单元与光开关电性连接。
2.根据权利要求1所述内外网关之间的数据单向传输系统,其特征在于,所述数据判断模块还包括重组单元,用于对接收到的数据进行重组的。
3.根据权利要求1所述内外网关之间的数据单向传输系统,其特征在于,所述光开关包括
微处理器;
至少一个与输出控制单元、用于将接收的电信号转换为光信号的电-光转换单元;以及
至少一个与光纤的输出端、用于将接收到的光信号转换为电信号的光-电转换单元;
所述电-光转换单元、光-电转换单元分别与所述微处理器电性连接,所述微处理器与输出控制单元电性连接。
4.根据权利要求2所述内外网关之间的数据单向传输系统,其特征在于,所述电-光转换单元包括一激光器;所述光-电转换单元包括一光电探测器。
5.根据权利要求2所述内外网关之间的数据单向传输系统,其特征在于,所述电-光转换单元包括一控制芯片及一激光器,所述控制芯片的输入端与对接网络的输出端通信连接,并与所述微处理器电性连接,所述控制芯片的输出端与激光器电性连接。
6.根据权利要求2所述内外网关之间的数据单向传输系统,其特征在于,所述光-电转换单元包括一接收芯片及一光电探测器,所述接收芯片的输入端与光电探测器电性连接,所述接收芯片的输出端与对接网络的输入端通信连接,并与所述微处理器电性连接。
7.根据权利要求2所述内外网关之间的数据单向传输系统,其特征在于,所述电-光转换单元的输出端与光纤的输入端之间设有光输复用器;所述光-电转换单元的输出端与光纤的输入端之间设有光解复用器。
8.根据权利要求2所述内外网关之间的数据单向传输系统,其特征在于,所述内外网关之间的数据单向传输系统还包括分别设置在所述内网网卡和外网网卡上的接收检测模块,所述接收检测模块包括用于存储敏感关键字的第二关键字数据库;用于接收网络数据的第二接收单元;对接收到的数据进行重组的第二重组单元;将重组后的数据与关键字数据库中的敏感关键字进行匹配、并判断数据合法性的第二匹配单元;根据数据的合法性判断结果决定是否对数据进行传输的第二输出控制单元;所述接收检测模块设置在第二接收单元与网络的输入端之间,所述第二接收单元与光-电转换单元通信连接,所述第二输出控制单元与网络的输入端通信连接。
9.一种内外网关之间的数据单向传输方法,其特征在于,所述内外网关之间的数据单向传输方法包括以下步骤:
S1、建立关键字数据库;
S2、接收网络数据,并对接收到的数据进行顺序编号;
S3、将重组后的数据与关键字数据库中的敏感关键字进行匹配,判断数据的合法性;
S4、根据数据的合法性判断结果决定是否对数据进行传输;
S5、根据是否接收到待传输数据来控制设置于内外网通信路径初始端的光开关的通断执行。
10.根据权利要求9所述内外网关之间的数据单向传输方法,其特征在于,网络数据自内外网中的一个网络进入另一个网络之前,亦需要进行关键字匹配。
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