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短信平臺安全域改造研究初探

文檔作者：黃斯煒1 李洪2 文檔來源： 1．中國電信股份有限公司湖南分公司網絡運行維護部 2．中國電信集團公司網絡運行維護事業(yè)		點擊數： 203 1	更新時間： 2021年07月07日
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專題：業(yè)務平臺安全
短信平臺安全域改造研究初探
黃斯煒1。李洪2
(1．中國電信股份有限公司湖南分公司網絡運行維護部長沙410011；
2．中國電信集團公司網絡運行維護事業(yè)部北京100032)
摘要：以對信息安全的保護為關注目標，在信息系統(tǒng)安全保護的技術層面上。對安全域劃分和邊界整合改造
進行深入分析與探討。選取中國電信某省分公司的短信平臺為典型案例。對其包含的短信中心、互通網關等系
統(tǒng)進行安全域改造研究分析，研究結論可以為電信運營商其他業(yè)務平臺的信息安全保護、業(yè)務連續(xù)性等方面
提供良好的指導。
關鍵詞：短信；信息安全；安全域
doi：10．3969／j．issn．1000．0801．2013．08．0lO
Prelinlinary Study on the Security Domain
TlrraannsSfloorrmmaatUi0onn 0oIf SMS Prllaatnfoorrmm
Huang siweil，Li Hon矛
(1．Department of Network 0peration&amp;amp;Maintenance，Hunan Branch of China Tekcom Co．，Ltd．，Ch鋤gsha 410011，China；
2．Network Opera血on＆Maintenance Division，China Telecom Corpora血on，Beijing 100032，China)
Abs缸act：Taking the pmtection of info肌ation securit)r as the focus，tlle technical level in tlle security protection of
i11fb瑚ation system，山e partition of security domain and boundar)r imegration transfo肌ation were analyzed and
discussed．China Telecom SMS pla怕m was selected as a typical case，and me security domain transfomation of
systems as message couters atld gateways were researched aIld aIlalyzed The conclusion coIlld pmvide 900d guid蚰ce for
otIler service pladb珊0f info珊ation security，business continui哆．
1【ey words：short message，i11fb瑚ation security，security domain
1 引言
隨著信息技術的發(fā)展以及國家政策導向的變化，對信
息安全越來越重視，特別是國家4部委聯合頒發(fā)了《信息
安全等級保護管理辦法》以及一系列具體等級保護基本要
求，對我國信息系統(tǒng)的安全提出了基本要求。根據等級保
護管理辦法的要求．工業(yè)和信息化部也發(fā)布了一系列信息
安全文件，要求基礎電信運營商對網絡和系統(tǒng)進行安全保
障。中國電信根據工業(yè)和信息化部的政策要求，下發(fā)《關于
構建中國電信互聯網及相關網絡安全策略體系及推進相
關工作的通知》、《安全域劃分與邊界整合技術規(guī)范》等文
件明確網絡安全防護邊界，進行出口統(tǒng)一防護。根據上述
一系列規(guī)定，對中國電信某省分公司的短信平臺安全域改
造和劃分進行相關研究。
2安全域改造分析研究
2．1 整體思路
將大型復雜系統(tǒng)的安全問題，變化為小區(qū)域簡單系統(tǒng)
簍麓黼
萬方數據
■塑燮燮
的安全保護問題，并在保證所有系統(tǒng)與網絡對各種互
聯需求有效提供的前提下，對安全域的邊界進行合理
有效的整合，對區(qū)域內的系統(tǒng)與網絡接口進行合理有
效的整理和合并．縮減接口數量，提高區(qū)域內系統(tǒng)與網
絡接口的規(guī)范性．有效實現大規(guī)模復雜系統(tǒng)的安全等
級保護。
2．2研究內容
(1)安全域劃分
安全域劃分以“同構性簡化”為原則，對復雜的大型網
絡進行簡化后設計保護體系，實現有效的安全管理，具體
有以下3個原則。
·業(yè)務保障原則：保障網絡承載業(yè)務的正常、高效
運行。
·結構簡化原則：簡單的網絡結構便于設計防護
體系。
·立體協防原則：訪問控制、鏈路冗余、身份鑒別、內容
檢測、檢測審計等各種安全功能實現安全域防護。
(2)安全域內加固
在進行安全域劃分與邊界整合之后，對所有安全域內
的重要設備進行安全加固，因為各安全域內使用的設備具
有不同的互聯需求，其所面臨的威脅也不盡相同，因此其
安全需求也存在很大差異。安全域內加固主要考慮生產服
務器、維護終端、第三方維護控制、合作伙伴連接防護、互
聯網安全防護。
(3)邊界安全和區(qū)域安全
區(qū)域邊界安全：安全域的保護，其區(qū)域邊界安全是最
基礎的保護措施，通過對區(qū)域邊界的控制能夠保護安全域
不會受到來自其他區(qū)域的安全威脅。
重點區(qū)域安全：通過在安全域內部進行審計、清理、監(jiān)
視、測量等技術手段，完成安全域內安全事件的應急響應
和清除。安全域的區(qū)域安全以安全狀況的監(jiān)控為主要手
段，通過監(jiān)控本安全域內部的安全事件并進行及時的應急
響應和清除。是安全域的關鍵安全處置手段。
2．3研究的重點與難點
2．3．1安全域改造難點
進行安全域改造過程，需要大量的調查研究工作，需
要針對每個系統(tǒng)進行相應的難點分析，主要從以下幾個
難點：
·對業(yè)務平臺的防護目標進行分析．分析各種服務及
數據流和活動，識別其各要素，分析在網絡、系統(tǒng)、
應用、數據層的承載情況以及存在的重點等；
·業(yè)務平臺防護目標的安全風險分析，主要識別數
據、應用、系統(tǒng)、網絡等層次的安全威脅、脆弱性情
況，分析其可能性及受到侵害的影響等；
·業(yè)務平臺邊界整合的業(yè)務關聯分析：
·業(yè)務平臺結構變更的業(yè)務關聯分析：
·確定防護目標的安全需求分析，以其承載業(yè)務為出
發(fā)點．分析各業(yè)務的安全防護要求，如服務域(關注
可用性)、維護域、計算域等各域的安全要求；從其
自身的安全威脅、脆弱性情況及安全發(fā)展趨勢走向
進行分析、總結，并提出改進需求；
·業(yè)務平臺的合規(guī)性分析：
·業(yè)務平臺的綜合分析，根據以上內容綜合分析出全
面的信息安全風險。
2．3．2安全域改造的重點
對于安全域的改造，將以下幾個方面的分析內容作為
改造過程中的重點：
·安全域改造實施的原則分析：
·安全域改造實施內容的流程、順序分析：
·安全域改造實施技術的標準化、規(guī)范化、流程化等
內容分析：
·安全域改造實施的業(yè)務保障原則：
·安全域改造實施業(yè)務平臺的信息安全性保障分析；
·安全域改造實施人員保障分析；
·安全域實施改造后的業(yè)務服務狀態(tài)、安全性、連續(xù)
性、維護、審計等測試。
3安全域改造實施方案研究
3．1 研究現狀
中國電信某省分公司CDMA網的短信中心分為3套，
均獨立成網；各平臺交換機與短信平臺匯聚交換機互聯，
上行設備分別與DCN、互聯網以及其他運營商互連互通，
滿足業(yè)務的需求，網絡拓撲結構如圖1所示。
短信平臺涵蓋網元較多，除傳統(tǒng)的短信中心、短信網
關外。還包括MSP、短信綜合應用平臺，外連彩信、WAP網
關、ISMP、ISAG，整個拓撲結構較為復雜。
3．2風險分析
短信平臺系統(tǒng)在設計建設之初已經考慮了系統(tǒng)相關
安全需求，建立了比較完善的安全機制，但通過對短信平
臺系統(tǒng)的實地調研與分析．目前存在以下安全隱患：
萬方數據
短信中心MsP
圖1 短信平臺整體網絡結構
·短信平臺各功能模塊沒有明顯的安全域劃分，沒有
有效的安全保護措施：
-短信平臺整個平臺外界的相連出口眾多，邊界沒有
統(tǒng)一出口，整個網絡顯得比較復雜與無序；
·短信平臺各設備沒有進行安全配置，各設備僅根據
實際情況進行相應的配置等操作，未根據中國電信
集團的安全配置規(guī)范進行配置：
·各業(yè)務系統(tǒng)間的互聯互通缺乏統(tǒng)一的控制規(guī)范．安
全問題容易擴散：
·平臺缺乏有效的安全防護機制，針對攻擊流量平臺
無監(jiān)測功能。不具備有效的防御措施：維護區(qū)域具
有審計功能的安全接入網關跳板設備；網絡、系統(tǒng)
等之問缺少有效的訪問控制等措施；對入侵防范等
措施有一定的缺失：整個短信平臺系統(tǒng)的防病毒防
范機制缺失：
·內網缺少專用補丁服務器，各服務器無法及時更新
補丁，針對所有設備操作無專用的日志服務器進行
記錄和審核。
3．3短信平臺安全域改造目標
安全域的劃分就是做好各區(qū)域的安全邊界。通過資源
位置進行劃分的目標是將相同網絡安全等級的資源，依照
對企業(yè)的重要性、其面臨的外來攻擊風險、自身內在的運
行風險的不同，合理地劃分成多個網絡安全區(qū)域。劃分的
依據是將相同網絡安全層次內客戶端之間的連接控制在
同一安全域內．盡量消除不同安全層次之間的聯系，實施
邏輯隔離或物理隔離。
完成劃分網絡安全域，是做好系統(tǒng)安全保護基礎的第
一步。因為通過安全域劃分可以確定網絡邊界，形成簡潔、
清晰、穩(wěn)定的組網架構，實現各系統(tǒng)之間嚴格的訪問控制
安全互聯，可解決系統(tǒng)的安全問題。有效地實現各網絡之
間和支撐系統(tǒng)之間的安全隔離和訪問控制．達到“化復雜
為簡單、盡在掌控”的目的。安全域的劃分加強了網絡的可
控性，可以有效地防止?jié)B透攻擊。針對業(yè)務，劃分成以下幾
個區(qū)域，網絡目標如圖2所示。
(1)交互網絡域
由連接具有相同安全等級的維護域、計算域和服務域
的網絡設備以及網絡拓撲組成。作為安全子域以及承載網
的統(tǒng)一接口區(qū)域，一般分為專線接人區(qū)、互聯網接入區(qū)和
內網接入區(qū)。網絡域通常包括交換機、路由器、入侵防護、
防火墻、入侵檢測等設備，是安全域的承載子域。
·專線接入區(qū)主要指VPN或者專線網絡接人IP承載
網的邏輯接入分區(qū)；
-互聯網接入區(qū)主要指上聯互聯網的邏輯接人分區(qū)：
·內網接入區(qū)主要指直連到公司內部網絡(如DCN等)
的邏輯接人分區(qū)。
(2)計算域
計算域是指在安全域范圍內進行存儲、傳輸、處理業(yè)
務數據的計算機或集群組成的區(qū)域，如磁盤陣列、數據庫
服務器等。
(3)服務域
服務域由支撐業(yè)務運營的基礎組件和提供安全服務
管理控制組件組成，包括對內服務區(qū)和對外服務區(qū)。
(4)維護管理域
維護管理域由能訪問同類數據或進行業(yè)務處理、業(yè)務
維護的維護終端組成。維護域可根據用戶維護終端所在的
不同地理位置，分為遠程維護區(qū)和本地維護區(qū)：可根據不
同的維護用戶主體，分為第三方維護區(qū)和局方維護區(qū)。
而維護域的安全需求．建議以限制權限、加強認證和
審計以及嚴格遵守安全配置標準的技術手段為主，同時使
用安全防護工具，如口令管理等保護措施、部署防病毒系
統(tǒng)。此外，還需要加強對終端的安全管理，逐步實現終端配
置標準化，從軟件、硬件平臺、用戶ID、管理工具、服務水
平及系統(tǒng)的建立和使用等方面實現終端防護的統(tǒng)一管理
和安全監(jiān)控。
3．4改造實施思路
短信平臺改造從步驟上分為以下幾步。
(1)增加匯聚交換機、路由器、防火墻、IPS等安全防護
萬方數據
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交互網絡
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I．竺竺要!董土?竺竺．i??壁型??j??一璧量氅??j??．黧姜竺??』
圖2短信平臺目標網絡
產品，通過設備將安全域的邊界統(tǒng)一：將增加的匯聚交換
機分別與DCN、Intemet、CN2設備互聯，與中國移動某省分
公司、中國聯通某省分公司、中國電信某省分公司通過
2 Mbi譏鏈路與原Cisco 3845路由器互聯，IPs則根據業(yè)務
需求進行部署；通過防火墻與交換機的整合．形成各安全
域邊界的統(tǒng)一，網絡拓撲如圖3所示。
圖3短信平臺目標網絡部署一
(2)部署防火墻并將業(yè)務系統(tǒng)割接至匯聚交換機，劃
分以下安全域，具體網絡變更如圖4所示。
(3)調整各安全域的服務器與網絡設備，部署相應的
安全策略與防護手段，達到安全域要求。
4安全域改造實施內容
根據安全域劃分的結果，按照多層、深度防護的原則，
安全域策略的實現從邊界防護策略和內部防護策略兩個
方面人手，采用防火墻安全策略、路由器(或其他網絡互聯
設備)的ACL(訪問控制列表)策略，實現安全域的邊界、安
全域內部的訪問、通信控制。
4．1 交互網絡域防護策略
4．1．1互聯網接入區(qū)防護策略
(1)邊界防護策略
對于安全域改造，其安全策略的實施是一個重要的內
容，針對邊界的防護策略有以下內容：部署并優(yōu)化防火墻策
略，優(yōu)化出口防火墻的訪問控制策略，只允許特定的業(yè)務數
據流通過防火墻．通信流控制要細化到通信的IP地址和服
務端口，并且除允許的業(yè)務通信外，嚴格禁止其他通信。
(2)內部防護策略
網絡域劃分過后，其網絡域的安全策略是一個重要的
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萬方數據
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電信科學；；；|2翁孽鬟鬻鏊鬻瀵i
服務域服務域i應用服務器數據庫服務器i應用服務器數據庫服務器i應用服務器數據庫服務器；
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圖4短信平臺目標網絡部署二
實施內容。針對區(qū)域的安全防護，除了邊界保護策略外，也
要考慮內部防護策略，內部保護的重點與邊界有所不同，
其內部防護策略主要有以下3方面。
部署日志審計系統(tǒng)：對所有核心路由器、交換設備、
業(yè)務系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)等的日志進行統(tǒng)一集中審計分
析．審計記錄應包含網絡系統(tǒng)中的網絡設備流量、運行
狀況等．而事件審計記錄應包括事件發(fā)生的日期和時
間、事件類型、用戶、事件成功情況以及其他與審計相關
的情況。
部署行為審計系統(tǒng)：對所有核心路由器、交換設備、業(yè)
務系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)等的管理員用戶的管理操作行為進行
記錄。
對路由器、防火墻等網絡設備進行安全加固服務，包
括配置合理的訪問策略，嚴格控制對設備的訪問；對管理
員登錄地址進行限制．包括在待登錄的目標網絡設備中對
用戶的源IP地址進行設置，僅允許合法的IP地址登錄、在
用戶端與目標設備通信之間的網絡設備上設置相應的訪
問控制：啟用網絡登錄鏈接超時功能，用戶登錄一段時間
后未進行操作，將自動中斷此用戶的連接；啟用登錄次數
限制，通常設為3。5次，在嘗試給定次數登錄都未成功的
情況下，將直接中止連接。
4．1．2內網接入區(qū)防護策略
(1)邊界防護策略
針對內網接入區(qū)的邊界保護策略與互聯網接人區(qū)的
防護策略基本類似．性質上都是邊界防護，其防護策略有
以下舉措。
·邊界調整：將各業(yè)務系統(tǒng)邊界調整為統(tǒng)一出口，并
進行集中防護。
·邊界路由器策略優(yōu)化：在邊界路由器上啟用ACL功
能．對病毒蠕蟲常用端口進行過濾。
·防火墻策略優(yōu)化：優(yōu)化出口防火墻的訪問控制策
略，只允許特定的管理維護數據流通過防火墻，通
信流控制要細化到通信的IP地址和服務端口，并
且除允許的業(yè)務通信外，嚴格禁止其他通信。
(2)內部防護策略
內網接入區(qū)的防護策略與互聯網接人區(qū)的內部防護
策略基本一致，安全防護手段相似，因為雖然區(qū)域不同，但
在安全要求上基本一致，具體包括如下3個方面。
萬方數據
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部署日志審計系統(tǒng)：對所有核心路由器、交換設備、業(yè)
務系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)等的日志進行統(tǒng)一集中審計分析，審
計記錄應包含網絡系統(tǒng)中的網絡設備流量、運行狀況等，
其事件審計記錄應該包括事件發(fā)生的日期和時間、事件類
型、用戶、事件成功情況以及其他與審計相關的情況。
部署行為審計系統(tǒng)：對所有核心路由器、交換設備、業(yè)
務系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)等管理員用戶的管理操作行為進行
記錄。
對路由器、防火墻等網絡設備進行安全加固服務，包
括：應及時安裝各種網絡設備的補丁或升級程序；配置合
理的訪問策略，嚴格控制對設備的訪問；對管理員登錄地
址進行限制，包括在待登錄的目標網絡設備中對用戶的源
IP地址進行設置．僅允許合法的IP地址登錄、在用戶端與
目標設備通信之間的網絡設備上設置相應的訪問控制；啟
用網絡登錄連接超時功能，用戶登錄一段時間后未進行操
作，將自動中斷此用戶的連接；在網絡設備中設置登錄失
敗處理機制，具體包括結束會話、停用賬號、記錄日志等；
啟用登錄次數限制，通常設為3。5次，在嘗試給定次數登
錄都未成功的情況下。將直接中止連接。
4．2業(yè)務域防護策略
4．2．1邊界防護策略
業(yè)務域是保護的一個重點，因為提供的業(yè)務功能是在
業(yè)務域的服務器上承載．如何保護業(yè)務域是本次研究的重
點。根據業(yè)務域的特性，如何保護業(yè)務域的各種業(yè)務服務
是策略保護的導向。具體策略如下：
·合理劃分VLAN，對計算域、服務域、維護域通過
VLAN進行隔離，只允許合法數據流通過；
·IP地址、MAC地址、交換機端口綁定；
·對業(yè)務域的維護通過統(tǒng)一的邊界跳板機(堡壘機)
進行統(tǒng)一訪問，并記錄其操作等信息。
4．2．2內部防護策略
由于業(yè)務域的重要性，其內部防護策略要重點考慮，
重點是審計、系統(tǒng)防護策略、防病毒、認證、授權等一系列
策略，具體如下。
部署日志審計系統(tǒng)：對所有核心路由器、交換設備、業(yè)
務系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)等的系統(tǒng)日志進行統(tǒng)一集中審計分
析，審計記錄包含系統(tǒng)日志等，其事件審計記錄應該包括
事件發(fā)生的日期和時間、事件類型、用戶、事件成功情況以
及其他與審計相關的情況。
部署行為審計系統(tǒng)：對所有核心路由器、交換設備、業(yè)
務系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)等管理員用戶的管理操作行為進行
記錄。
對主機操作系統(tǒng)和數據庫系統(tǒng)進行安全加固服務，包
括：系統(tǒng)補丁修補、賬號口令策略增強、端口服務最小化、
啟用日志審計功能、啟用非法登錄的次數限制功能、啟用
登錄連接超時功能。嚴格進行業(yè)務域內部的訪問控制，顆
粒度達到端口級。通過部署網絡防病毒產品，對整個短信
平臺系統(tǒng)進行防病毒工作。
4．3系統(tǒng)安全策略部署
針對操作系統(tǒng)．根據國家、工業(yè)和信息化部以及中國
電信集團的文件要求和業(yè)界安全最佳實踐，對其進行安全
配置加固，介紹如下。
·關閉多余的系統(tǒng)服務，啟動操作系統(tǒng)自帶的軟件防
火墻，配置系統(tǒng)的安全策略，配置防止源路由攻擊、
防止源IP地址欺騙式攻擊、SYN f100d保護、禁止重
定向設置、防止ping of deatIl攻擊、禁止ICMP廣播
回應、忽略錯誤ICMP分組；
·限制了遠程登錄只能使用SSH，并且對SSH服務進
行加固，修改默認的登錄端口和能使用SSH登錄的
用戶．只有特定的用戶才能使用SSH登錄；
·刪除多余的用戶和組，限制有SU權限的用戶；
．對系統(tǒng)關鍵文件增加不可修改屬性，防止被誤刪除
或人為破壞；
·保護系統(tǒng)啟動引導配置文件；
·抵御特洛伊木馬病毒的攻擊；
’·記錄遠程登錄用戶的行為，便于審核用戶進行破壞
操作。
4．4網絡設備安全加固
針對網絡設備，根據國家、工業(yè)和信息化部以及中國
電信集團的文件要求和業(yè)界安全最佳實踐，對其進行安全
配置加固：關閉或限制可能引起安全問題的服務，如UDP
和TCP服務器、{in印r、NTP、CDP服務、pmxy ARP、SNMP服
務、HTrP服務；啟用備份和日志服務器；用10S安全機制
保護關鍵設備。
5 結束語
通過一系列的安全域改造研究后，進行安全域的改造
實施工作，通過一系列安全防護手段，達到提高業(yè)務平臺
安全性的目的．具體可以達到以下效果，也可以為其他業(yè)
務平臺改造提供參考依據。
(下轉第113頁)
萬方數據
道傳播過程中的路徑損耗不一樣。其傳播距離不一樣的特
性，并結合載波聚合技術中不同頻帶內非連續(xù)載波聚合技
術對高低頻率進行聚合。以達到UE對大帶寬的需求．同
時運用“高頻切換、低頻輔助”的協作切換思想，使得UE
在切換過程中切換中斷時延相對降低，并且減小了切換中
斷概率。通過進一步的仿真得知．UE的切換中斷概率相較
于傳統(tǒng)的m．Advallced系統(tǒng)和姍．Adv徹ced中繼系統(tǒng)有
所降低，并且UE的吞吐量也得到了提升。
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9 3GPP 7I_s 36．826 VO．13．o．Evolved Unive瑪al’rerre矧al Radio
Access正一uTRA)；Relay Radi0 TransIIlissi帆and Recepti咀2012
lO 3GPP’I'S 36．942 V10．3．O．Evolved UniveIsal Terrestrial Radio
Access (E-UTRA)；Radio Freqllency(RF)System scenarios，
2012
[作者簡介】
趙季紅，女，博士，西安郵電大學教授，主要
從事新一代無線寬帶無線通信技術的研究
工作。
何煒揚，男，西安郵電大學碩士研究生，主
要從事寬帶移動通信網的研究工作。
曲樺，男，博士，西安交通大學教授，主要
從事新一代無線寬帶無線通信技術的研
究工作。
(收稿日期2013一04—25)
(上接第68頁)
·管理層：區(qū)域之間維護界面清晰．誰主管誰負責，易
于分析管理與維護界面。
·數據層：增強了數據及應用的安全性：跨業(yè)務系統(tǒng)
非授權互訪易于監(jiān)控和管理：業(yè)務系統(tǒng)間的應用訪
問進行了安全域的隔離，有效控制數據流，保護信
息安全。
·系統(tǒng)層：加強了域內系統(tǒng)的訪問安全：防范了安全
域之外的威脅來源：加強了安全事件的追根溯源。
·網絡層：各業(yè)務域具有清晰、簡潔的網絡及系統(tǒng)架
構；明確安全域網絡出口；安全問題易控制、處理、
調查；保證網絡與系統(tǒng)間的安全互聯：業(yè)務系統(tǒng)間
互連互通統(tǒng)一控制規(guī)范：從邊界進行安全防護，從
來源進行安全控制。
·物理層：邊界互聯清楚。接口統(tǒng)一。
做好業(yè)務平臺的安全域改造工作，可以更好地保證電
信業(yè)務平臺的安全性，保證業(yè)務正常連續(xù)地運行，提高電
信服務水平。中國電信的其他業(yè)務平臺．可以參考短信平
臺安全域改造的研究成果進行安全域改造．以提高平臺的
安全性。
(收稿日期：2013—08—01)
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