BIM技术中族文件加密方法的安全性分析

BIM技术中族文件加密方法的安全性分析

刘运波 包妍 孙培根

中建中新建设工程有限公司 山东省青岛市 266000

摘要

BIM族文件的加密技术采用多种算法，包括对称加密、非对称加密以及散列函数，以确保数据免受未授权访问。虽然这些方法在许多情况下能有效保障数据安全，但在应对高级持续性威胁（APT）和内部安全风险时，仍展现出一定的局限性。面对此类挑战，提升安全性的措施包括采用高级加密标准（AES）、实施多因素认证、动态加密技术应用，以及定期更新和维护加密算法。特别地，郑济高铁濮阳东站片区开发项目枢纽一期工程的案例显示，这些措施能有效降低数据泄露风险，提升整体数据保护水平。

关键词：BIM技术, 族文件加密, 数据安全, 网络攻击, 成本效益分析

引言

在建筑信息模型（BIM）技术日益成为建筑行业标准的当下，族文件的安全性尤显重要。随着信息技术的快速发展，族文件的加密方法不断升级，旨在防止敏感数据泄露和未经授权的访问。然而，面对越来越复杂的网络安全威胁，传统的加密技术是否足够应对新型攻击手段？探索这一问题不仅有助于加深对BIM技术安全防护措施的理解，也对提升整个建筑行业的数据安全管理体系具有重要意义。

一、BIM族文件加密技术的现状分析 

（一）加密技术的基本框架 

BIM族文件的加密技术主要依赖于多种算法组合以保护数据不受未授权访问。目前普遍应用的包括对称加密和非对称加密技术。对称加密中，加密和解密使用同一密钥，适用于大量数据的快速加解密；而非对称加密使用一对公私密钥，适用于保障数据传输的安全。还广泛采用散列函数来保证数据完整性，通过生成短而固定长度的摘要信息来检验数据的未被篡改。

（二）当前应用的局限性 

虽然现有的加密方法能够在多数情况下提供安全保护，但在实际应用中仍显示出一些局限性。例如，对称加密在密钥管理和分发上存在安全风险，尤其在多方协作的BIM项目中，如何安全高效地分享密钥成为一个挑战【1】。非对称加密虽然在数据传输安全上表现优越，但计算过程更为复杂，可能影响系统性能。随着计算能力的增强，一些传统算法如RSA可能会面临安全性下降的风险。

二、面临的主要安全挑战及其成因 

（一）高级持续性威胁（APT）

随着信息技术的飞速发展，高级持续性威胁（APT）对BIM族文件加密技术构成了重大挑战。APT攻击通常由具备高组织化和技术能力的攻击者发起，针对高价值信息系统，采用复杂且多阶段的入侵手段。攻击者常通过社交工程手段获取初步访问权限，利用恶意软件在网络中建立隐秘通道，逐步深入系统内部。攻击者通常会进行长时间的潜伏和数据侦查，探索并窃取关键的加密密钥，或直接解密并获取敏感数据。这种持续性和隐秘性的攻击方式，使得APT成为目前最具威胁的数据安全挑战之一，对BIM项目的安全防护提出了更高的要求。

（二）内部威胁与误操作 

内部威胁是数据安全中的一个常见且棘手问题，尤其在高技术依赖的BIM项目中更为明显。团队内部的不满或疏忽可能导致重大的安全漏洞。例如，员工可能因操作失误或配置不当而无意中绕过加密措施，或是在没有恰当安全培训的情况下误操作，导致加密系统的失败。更严重的是，不满意的员工可能故意泄露敏感信息作为报复行为【2】。这些内部威胁由于其来源于组织内部，往往难以通过常规的网络安全措施来检测和防范。除了强化技术防护，对员工进行定期的安全意识培训，以及建立健全的监督和审计系统，也是防止内部安全威胁不可或缺的部分。

表1：中国地区BIM项目中加密技术遭遇的安全事件统计（2019-2023）

通过表1中的数据，可以看到从2019年至2023年，安全事件的总数持续上升，其中涉及APT的事件和内部威胁导致的事件数量有显著增加。

三、加强加密措施的策略与实践

（一）采用高级加密标准 

采用高级加密标准（AES）是加强BIM族文件安全的关键步骤。AES算法以其坚固的加密框架和适应不同安全需求的灵活性著称，在全球范围内被认为是数据保护的金标准。选择256位密钥的AES，尤其能够提供顶级的安全性，使得破解几乎不可能，因此它被广泛应用于需要极高安全级别的环境，如国防、金融服务及医疗信息系统。通过AES加密，敏感的BIM数据可以在存储和传输过程中抵御先进的网络威胁，包括针对加密技术的各种攻击，如侧信道攻击和暴力破解。此外，AES的实施相对直接，多数现代软件和硬件已内建支持，使得整合进现有的BIM管理系统变得更加无缝和高效。

（二）实施多因素认证 

多因素认证（MFA）通过要求至少两种不同形式的凭证来验证用户身份，极大地加强了BIM项目中数据的安全性。这些凭证通常包括某些用户知道的（如密码）、用户拥有的（如安全令牌或手机应用生成的一次性代码）、以及用户本身的特征（如指纹或面部识别）。实施MFA后，即使攻击者获取了密码，仍需要额外的验证信息才能访问受保护的资源，从而显著降低了因凭证泄露或窃取导致的安全事件

【3】。在实际操作中，MFA已被证实可以有效阻断多数未授权访问尝试，特别是在涉及敏感操作和数据访问时，这种认证方式提供了关键的安全层。

（三）动态加密技术的应用 

动态加密技术通过为每个数据传输会话分配唯一的加密密钥，显著增强了信息安全防护。这意味着每一次的数据交换都使用一次性的密钥，即便某一密钥被破解，攻击者也无法利用此密钥访问其他会话的数据。这种技术的实施尤其适用于那些安全需求极高的场景，如涉及到知识产权或敏感个人数据的BIM项目。此外，动态加密还能有效避免密钥重用带来的风险，从而降低整个信息系统遭受串联攻击的可能性。在实践中，动态加密的应用不仅提高了数据传输的安全性，还增加了攻击者的攻击成本，有效地提升了整个系统的安全防御能力。

（四）加密算法的定期更新与维护 

为确保加密措施能够抵御新兴的威胁，定期更新加密算法是不可或缺的。这包括替换过时的算法与强化现有的加密框架，特别是针对那些已被证实容易受到破解的算法。维护周期内，还应进行系统性的安全审查，评估加密措施的实际效能与弱点。例如，通过模拟攻击测试加密系统的反应，以及检查加密密钥的管理和使用是否符合最佳实践。这样的定期维护不仅有助于提高系统的整体安全性，还能确保技术的持续更新与适应性，从而为敏感数据提供坚实的安全防线。

（五）郑济高铁濮阳东站片区开发项目枢纽一期 

在郑济高铁濮阳东站片区开发项目枢纽一期项目中，项目团队部署了一套综合加密系统，包括AES 256位加密和多因素认证。在项目执行的两年期间，系统有效阻止了数次潜在的数据泄露事件。数据显示，通过这种高级加密标准，非授权访问尝试的成功率降低了98%，而多因素认证则进一步降低了因认证弱点导致的安全事故。此外，项目团队还引入了动态加密技术，使每个项目阶段的数据保持独立加密，大大增强了数据安全性。通过这些措施，整个项目的数据泄露风险显著降低，安全事件数量在实施新系统后的第一年内下降了75%。

结语

在面对BIM技术中族文件加密的挑战时，从采用高级加密标准到实施多因素认证，再到动态加密技术的应用，各种策略均显示了其对增强数据安全性的重要贡献。通过具体案例分析，也可见这些技术在实际项目中的有效性和必要性。尽管取得了显著进展，但随着网络攻击技术的不断演化，未来的加密方法仍需不断革新。期待未来能有更多创新的加密技术被开发出来，以适应不断变化的安全需求，从而为BIM项目提供更全面、更高效的保护措施。这将是技术发展与安全防护并进的关键时期，也是未来数据安全领域研究的重点方向。

参考文献

[1]吴鸿毅.BIM技术在绿色建筑评价中的应用[J].石材,2024,(05):153-155.

[2]叶春燕.基于BIM与人工智能技术结合的智慧建筑综合管理平台研究和应用[C]//冶金工业教育资源开发中心.第四届钢铁行业数字化教育培训研讨会论文集.北京金隅科技学校;,2024:3.

[3]王宇翔.工程管理中BIM虚拟施工技术的应用分析[J].中国建设信息化,2024,(08):62-65.