CN111783177A - 一种对usb端口进行安全防护和管理的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对USB端口进行安全防护和管理的装置及方法，USB Device接口插头设有一个，USB Device接口插入被保护的计算机的USB端口；USB Host接口设置若干个，USB Host接口接入USB设备；中央处理器连接在USB Device接口插头和USB Host接口之间，中央处理器中烧录运行有安全防护软件，安全防护软件对USB Host接口和Device接口之间的数据传输进行安全防护控制。本发明的有益效果为：USB Host端口对允许接入的USB设备进行了明确的限制,保证了对USB外设的精细化管控；对接入的USB设备进行安全认证鉴权，保证了被保护计算机的机密信息不会泄露到非法存储介质；对于被保护计算机写往USB外部设备的数据进行加密，防止USB外部存储设备遗失后造成泄密；保存访问记录，可以供安全审计使用。
Description
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，特别涉及一种对USB端口进行安全防护和管理的装置及方法。
背景技术
USB(Universal Serial Bus,通用串行总线）作为应用于计算机系统的外部总线标准，用于规范计算机与外部设备的连接和通讯。作为一种高速串行总线，USB极高的传输速度可以满足高速数据传输的应用环境要求，还兼有供电简单、支持即插即用和热插拔、可扩展性好、支持4种传输模式，向下兼容等多种优点,因此迅速成为了计算机外部设备连接的主流技术。使用USB接口的设备也与日俱增，例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。
随着USB接口成为计算机外设接口的标准配置，丰富的USB接口和随处可见的USB存储介质使得USB接口的安全性成为了计算机系统信息安全的典型问题。通过USB存储介质向目标主机进行安全渗透以及通过USB存储介质从目标主机种窃取机密信息，都是很多信息安全事故中的典型手段。其中，迫切需要解决的安全问题包括如下几点：
1.USB接入设备类型的受控管理；2.USB传输内容的安全管理；3.USB存储设备的数据加密；4.USB设备的访问日志。
目前，针对USB接口的安全管控存在两种方式：
一是在被保护的计算机上安装安全管理软件对USB口进行监视管理，当有新的USB设备接入时，对设备类型进行判断，并对设备内数据进行安全检查，只有满足安全策略要求的数据才能够在被保护计算机与USB外设之间进行传输。此种方式的缺点在于要求在被保护主机上安装管理软件，而管理软件自身的安全性以及与主机现有操作系统及软件应用的兼容性得不到保证，而且在一些专用系统中不能安装上述管理软件。
二是业界有厂家提出了USB安全网关的应用，其基本思路为提供USB Device接口和USB Host接口，其中USB Device接口用于连接被保护的计算机USB Host 接口，而USBHost接口用于连接需要接入的USB外部设备。当USB存储设备插入USB Host接口时，该USB安全网关作为Host进行USB 存储信息的读取，并虚拟一个USB Device将USB存储器中的文件内容上报到被保护的计算机，当被保护计算机需要对USB存储设备上的文件进行操作时，由该USB安全网关将对应文件读取到本地，进行安全分析后再执行相应的操作，从而实现数据传输的安全防护。但是，此种方式存在如下两种缺陷：1. 该保护机制只能够防范文件相关的安全威胁，对于仅基于USB通信机制进行的数据交换并不能够起到相应的保护作用；2.对于大型的文件而言，由于需要把文件完整地复制到安全网关中需要较长时间，会使得USB存储设备与被保护主机之间的文件传输效率变得极其低下。
为此，本发明设计出一种新式的USB端口安全管控的装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明为了弥补现有技术中的不足，提供了一种对USB端口进行安全防护和管理的装置及方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种对USB端口进行安全防护和管理的装置，包括USB Device接口插头、USB Host接口和中央处理器，其特征在于：
所述USB Device接口插头设有一个，USB Device接口插入被保护的计算机的USB端口；
所述USB Host接口设置若干个，USB Host接口接入USB设备；
所述中央处理器连接在USB Device接口插头和USB Host接口之间，中央处理器中烧录运行有安全防护软件，安全防护软件对USB Host接口和Device接口之间的数据传输进行安全防护控制。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述若干个USB Host接口通过直连或USB HUB扩展的方式连接中央处理器。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件可以对接入本装置USB Host接口的USB 设备进行设备类型白名单管理，判断所接入设备是否符合对应接口允许通过的白名单,不在白名单范围内的USB设备不允许接入本装置，所述白名单基于每个USB Host接口单独定义，从而实现对指定USB Host接口的专有安全接入控制策略。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件可以对接入的USB存储设备进行安全认证鉴权，鉴权未通过的USB存储设备不能挂接到被保护主机系统。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件可以对接入的USB 存储设备进行安全加密访问，由安全防护软件对写入USB 存储设备的文件信息进行加密处理后存储到USB存储设备中，只能通过本装置进行解密后才能使用。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件支持被保护计算机与符合接口白名单的USB设备之间进行数据文件的安全传输，不需要在本装置内部对传输内容进行完整的存储。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件可以对文件访问进行记录，保存被保护主机与所接入USB存储设备之间的所有文件访问记录，供安全审计使用。
基于上述对USB端口进行安全防护和管理的装置，其使用方法为：
S1，将本装置的USB Device接口插头插入到被保护的计算机的USB端口：
S2，将USB设备插接到本装置的任意一个USB Host接口处：
S3，中央处理器运行安全防护软件，比对插接的USB设备是否处在对应的USB Host接口允许通过的白名单内，不在白名单内的不允许接入本装置；
S4，对于S3中处于白名单内的USB设备，中央处理器运行安全防护软件，对接入的USB设备进行安全认证鉴权，鉴权通过，向被保护计算机的USB Host接口透传消息并挂接USB设备。
进一步地，为了更好的实现本发明，在S4中，USB设备安全挂接到被保护的计算机的USB端口后，需要对USB设备进行文件传输时，具体步骤为：
S5，写操作时，安全防护软件对接入的USB 设备进行安全加密访问，将需要写入USB设备的文件信息存储在本装置的专门的加密区域，再将加密后的文件数据传输到USB设备中；
S6，读操作时，安全防护软件对USB设备中存储的加密的文件数据进行解密，再传输到被保护的计算机端。
进一步地，为了更好的实现本发明，在S5和S6中，本装置进行读写时，安全防护软件对所有的文件访问日志进行记录保存。
与现有的USB端口保护方式相比，本发明的有益效果是：
1.本发明向下扩展的USB Host端口可以支持基于端口的设备类型白名单访问控制，在开放更多端口的同时，对允许接入的USB 设备进行了明确的限制,在USB存储设备之外还可以支持鼠标/键盘等HID设备,且支持HID设备的USB接口不能接入USB存储设备,从而保证了对USB外设的精细化管控；
2.本发明对接入的USB存储设备进行安全认证鉴权，未经认证的USB存储设备不能进行写操作，保证了被保护计算机的机密信息不会泄露到非法存储介质；
3.本发明提供了USB 安全防护软件对于被保护计算机写往USB外部设备的数据进行加密，防止USB外部存储设备遗失后造成泄密；
4.被保护计算机与USB设备之间进行数据文件的安全传输不需要在保护装置内部对文件进行完整的存储；
5.能够保存所有对所接入USB存储设备的访问记录，供安全审计使用。
附图说明
图1为本发明USB端口安全防护管理装置的整体架构示意图；
图2为本发明USB端口安全防护管理装置在新USB设备插入时的安全防护流程图；
图3为本发明USB端口安全防护管理装置的安全防护软件的操作过程示意图。
图中，
1、USB Device接口插头，2、中央处理器，3、USB HUB芯片，4、USB Device接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1-图3为本发明的一种具体实施例，该实施例一种对USB端口进行安全防护和管理的装置及方法。
如图1所示，本实施例的USB端口安全防护管理装置由一个USB Device接口插头、若干个USB Host接口，一个运行安全防护软件来控制USB Host接口与USB Device接口之间数据传输安全的中央处理器组成，其中的USB Device插头插入被保护计算机的USB端口，USB Host接口能够作为被保护计算机的扩展USB接口进行USB设备的接入；中央处理器上运行了安全防护软件对USB Host接口和Device接口之间的数据传输进行安全防护控制。
本实施例中提供安全防护软件实现USB Device设备接入时的安全性，具体包括但不限于以下功能：USB设备类型白名单、USB存储设备数据加密、USB传输过程日志审计。
其中，USB设备类型白名单指对接入本装置USB Host接口的USB 设备进行设备类型白名单管理，判断所接入设备是否符合对应接口允许通过的白名单,不在白名单范围内的USB设备不允许接入本装置。所述白名单基于每个USB Host接口单独定义，从而实现对指定USB Host接口的专有安全接入控制策略。安全防护软件还会对接入的USB存储设备进行安全认证鉴权，鉴权未通过的USB存储设备不能挂接到被保护主机系统，保证了被保护计算机的机密信息不会泄露到非法存储介质。安全防护软件会对接入的USB 存储设备进行安全加密访问，由USB安全防护软件写入USB存储设备的文件信息加密后存储在USB存储设备，只能通过USB安全防护装置才能进行读取。对于符合接口白名单的USB设备，本实施例可以使其与被保护计算机和之间进行数据文件的安全传输，且不需要在本实施例的装置内部对传输内容进行完整的存储。在使用本实施例进行数据传输时，安全防护软件会对所有接入的USB设备的访问日志进行保存，以供安全审计使用。
本实施例的具体防护管理方法如下：
首先，将本装置的USB Device接口插头插入到被保护的计算机的USB端口，再将USB设备插接到本装置的任意一个USB Host接口处，之后，中央处理器运行安全防护软件，比对插接的USB设备是否处在对应的USB Host接口允许通过的白名单内，不在白名单内的不允许接入本装置，对于处于白名单内的USB设备，安全防护软件对接入的USB设备进行安全认证鉴权，鉴权通过，向被保护计算机的USB Host接口透传消息并挂接USB设备。
挂载成功后，在需要将计算机的数据文件写入USB设备时，安全防护软件对接入的USB 设备进行安全加密访问，将需要写入USB设备的文件信息存储在USB存储设备的加密区域。当需要将USB设备的数据文件读取到计算机时，安全防护软件对USB设备中存储的加密的文件数据进行解密，再传输到被保护的计算机端。在进行上述读写操作时，安全防护软件记录对所有的文件访问日志进行记录保存。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种对USB端口进行安全防护和管理的装置，包括USB Device接口插头、USB Host接口和中央处理器，其特征在于：
所述USB Device接口插头设有一个，USB Device接口插入被保护的计算机的USB端口；
所述USB Host接口设置若干个，USB Host接口接入USB设备；
所述中央处理器连接在USB Device接口插头和USB Host接口之间，中央处理器中烧录运行有安全防护软件，安全防护软件对USB Host接口和Device接口之间的数据传输进行安全防护控制。
2.根据权利要求1所述的对USB端口进行安全防护和管理的装置，其特征在于：
所述若干个USB Host接口通过直连或USB HUB扩展的方式连接中央处理器。
3.根据权利要求1所述的对USB端口进行安全防护和管理的装置，其特征在于：
所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件可以对接入本装置USB Host接口的USB设备进行设备类型白名单管理，判断所接入设备是否符合对应接口允许通过的白名单,不在白名单范围内的USB设备不允许接入本装置，所述白名单基于每个USB Host接口单独定义，从而实现对指定USB Host接口的专有安全接入控制策略。
4.根据权利要求1所述的对USB端口进行安全防护和管理的装置，其特征在于：
所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件可以对接入的USB存储设备进行安全认证鉴权，鉴权未通过的USB存储设备不能挂接到被保护主机系统。
5.根据权利要求1所述的对USB端口进行安全防护和管理的装置，其特征在于：
所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件可以对接入的USB 存储设备进行安全加密访问，由安全防护软件写入USB 存储设备的文件信息存储在该USB存储设备的加密区域，只能通过本装置才能进行读取。
6.根据权利要求1所述的对USB端口进行安全防护和管理的装置，其特征在于：
所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件支持被保护计算机与符合接口白名单的USB设备之间进行数据文件的安全传输，不需要在本装置内部对传输内容进行完整的存储。
7.根据权利要求1所述的对USB端口进行安全防护和管理的装置，其特征在于：
所述中央处理器中烧录运行的安全防护软件可以对文件访问进行记录，保存被保护主机与所接入USB存储设备之间的所有文件访问记录，供安全审计使用。
8.一种对USB端口进行安全防护和管理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将本装置的USB Device接口插头插入到被保护的计算机的USB端口：
S2，将USB设备插接到本装置的任意一个USB Host接口处：
S3，中央处理器运行安全防护软件，比对插接的USB设备是否处在对应的USB Host接口允许通过的白名单内，不在白名单内的不允许接入本装置；
S4，对于S3中处于白名单内的USB设备，中央处理器运行安全防护软件，对接入的USB设备进行安全认证鉴权，鉴权通过，向被保护计算机的USB Host接口透传消息并挂接USB设备。
9.根据权利要求8所述的对USB端口进行安全防护和管理的方法，其特征在于，
所述S4中，USB设备安全挂接到被保护的计算机的USB端口后，需要对USB设备进行文件传输时，具体步骤为：
S5，写操作时，安全防护软件对接入的USB 设备进行安全加密访问，将需要写入USB设备的文件信息进行加密处理,再将加密后的文件数据传输到USB设备中；
S6，读操作时，安全防护软件对USB设备中存储的加密的文件数据进行解密，再传输到被保护的计算机端。
10.根据权利要求9所述的对USB端口进行安全防护和管理的方法，其特征在于：
所述S5和S6中，本装置进行读写时，安全防护软件对所有的文件访问日志进行记录保存。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201016 |