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摘要：数据是院校的核心资产，随着院校信息化的高速发展，数据的跨网传输需求也随之增加。在满足传输效率的同时，数据的安全性至关重要。单向网闸是一种解决数据跨网传输的安全设备，基于光的单向无反馈通信技术，确保数据在物理层绝对单向流动。本文介绍了单向网闸的概念、工作原理、主要功能以及军队院校背景下的应用场景，为内外网之间数据传输的合规性和可行性提供了可靠的参考依据。

关键词：单向网闸；网络安全隔离；数据传输

一、引言

在大数据时代，随着信息技术的飞速发展和广泛应用，数据跨网传输已成为各行各业不可或缺的一部分，特别是在党政、军工、院校、科研机构等核心领域，数据的安全流转尤其是敏感数据的安全流转显得尤为重要。当前网络信息安全环境正处于一个复杂多变且高度敏感的状态，各种网络攻击手段层出不穷，黑客和不法分子利用高超的技术手段，不断寻找和利用系统的漏洞，企图窃取、篡改或破坏关键信息。从简单的病毒、木马传播到复杂的分布式拒绝服务攻击（DDoS）、高级持续性威胁（APT）等，这些攻击不仅威胁到个人隐私的安全，更可能对企业的商业机密、院校的科研数据、政府的敏感数据乃至国家的信息安全构成重大风险。

为了应对这些挑战，企业、政府、军工、院校等各类组织机构不断加强信息安全防护体系建设，主要手段包括防火墙、入侵检测系统、入侵防御系统、漏洞扫描设备、行为审计设备等，但是这些系统和设备本质上都是将不同类别的网络进行逻辑隔离，只要是逻辑隔离就会在数据流转过程中造成极大信息泄露危险和网络安全风险。因此，国家安全保密部门要求党政、军队、央企等单位将承载敏感数据的内部网络（涉密网）与外部网络（互联网）之间采取物理隔离的方式，以确保内部敏感数据的安全保密。这种方式虽然能有效保障敏感信息的安全保密要求，但无法进行安全便捷的数据交换，从而造成信息交换不畅，阻碍信息系统发展。有的单位安排专人刻录光盘，以点对点的形式传输数据，但这种形式存在操作繁琐、耗时长、数据易染毒出错等问题，只适用于小量、非实时、近距离的信息流转。当涉及到大量、实时、长距离的信息流转就迫切的需要新思路来设计一套跨网数据流转单向导入的方案，以达到信息有效、安全流转的目的，网间的安全隔离与信息交换技术应运而生。

二、单向网闸简介

2.1单向网闸的概念

单向网闸，也被称为单向隔离网关或信息单向导入系统，是一种专门设计用于确保网络之间数据只能单向传输的安全设备，通过物理手段限制数据的流动方向，确保数据只能从低密级别网络（外部网络）流向高密级别网络（内部网络），而不能反向流动。

2.2基于光通信的单向网闸工作原理

基于光通信的单向网闸，在硬件层面，利用光信号的单向无反馈物理特性，集成一对隔离传输卡（发送卡和接收卡），其中单向隔离发送卡的光口集成只发不收的光模块，单向隔离接收卡集成只收不发的光模块，发送卡和接收卡之间通过单向光纤连接，构建单向无反馈的数据传输通道；在协议层面，单向隔离传输卡通过私有协议实现协议转换，阻断标准网络协议传输通道，提高隔离安全度，拒绝任何TCP/IP协议，避免使用网卡芯片数据直传导致的数据泄露风险；在接口层面，采用可编程逻辑芯片作为单向隔离传输卡的核心处理芯片，各项功能都基于FPGA编程来实现，包括控制访问PCIE接口，与服务器主板传输数据；调用高速串行GTP接口，和光模块进行数据交互；利用FPGA内部BRAM生成大容量的FIFO，对高速通信数据进行缓存等功能。

三、单向网闸在军队院校的典型应用

3.1应用场景

单向网闸作为一种先进网络安全技术方案，在军队院校环境中有着重要的应用。以我校为例，教学、科研、办公、管理等业务主要依托园区内部网络，单向网闸的应用场景包括但不限于以下几个方面：

（1）教学管理系统与外部网络的数据交换：

本校的教学管理系统需要与外部网络（如上级主管部门、招生机构等）进行数据交换，如师生信息、考核成绩等。单向网闸可以在确保数据准确传输的同时，防止外部网络的恶意攻击或病毒侵入教学管理系统。

（2）数字资源与外部网络的数据同步：

本校的数字图书馆需要与外部数据库或电子资源提供商进行数据同步，以更新图书资源或提供电子文献服务；海量音频、视频、图片、软件等媒体资源均来自于外部网络（互联网），单向网闸可以确保这些资源在同步过程中的安全性和高可用性，防止内部数据在传输过程中不会被反向泄露或被非法访问。

（3）科研实验数据的安全传输：

本校科研系统中的科研数据、研究成果以及各类实验室中的实验数据具有高度的敏感性和涉密性，涉及大量的知识产权，单向网闸可以将内部科研网络与外部网络隔离，防止未经授权的数据受到外部威胁，确保科研实验数据的不受窃取、侵害或损失。

3.2网络架构

单向网闸部署内部网和外部网的网络边界，在满足物理隔离的合规前提下，确保内、外网的稳定性和可靠性。

3.3功能描述

（1）数据单向传输：

单向网闸利用光的单向无反馈通信技术，支持数据以文件、数据库、接口等不同形式进行单向传输，确保数据只能从外部网络传输到内部网络，防止内网的敏感数据被泄露。

（2）内容过滤与病毒查杀：

单向网闸内置内容过滤和病毒查杀功能，支持病毒查杀、内容关键字过滤、文件格式过滤、OCR识别过滤，能够识别和阻止恶意软件、病毒等不安全因素的传入，有助于保护涉密网络受到外部威胁的侵害。

（3）兼容性与稳定性：

单向网闸适配多种操作系统，如Windows、银河麒麟、统信UOS等专用和通用版本；适配多种CPU架构，如X86架构（海光、兆芯），ARM架构（飞腾、鲲鹏），MIPS架构（龙芯）；适配多种常见数据库，如Oracle、SQL Server、达梦、人大金仓、神通、高斯等，以满足不同环境下的使用需求。同时，支持超大文件及批量小文件传输、断点续传等功能，提高传输效率。

（4）审计与记录：

单向网闸具备日志审计功能，能够记录每次数据导入的详细信息，包括导入时间、来源、数量等内容，有助于追踪数据的流向和来源，确保数据传输的可追溯性，为网络的安全管理提供了有力的支持。

四、结束语

综上所述，信息时代数据跨网传输呈现出需求不断增加、效率不断提升、技术不断创新以及应用场景不断拓展的趋势。通过我校的实践与检验，重点解决了不同等级网络之间数据传输的安全性问题，不仅提高了数据跨网传输的时效，减轻运维人员工作负担，还将网络攻击行为扼杀在初期阶段，为院校和其他行业不同安全级别网络的隔离及数据交换提供了典型的解决方案。

参考文献

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[3] 张卫勇.基于光通信的数据单向导入系统的设计与实现[J].信息系统工程，2016，12：30.