探討計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測技術(shù)

1、探討計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測技術(shù)    摘要：介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測技術(shù)的概念、功能和檢測方法，描述了目前采用的入侵檢測技術(shù)及其發(fā)展方向。   在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的今天，代寫論文基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)成為發(fā)展的主流。政府、教育、商業(yè)、金融等機(jī)構(gòu)紛紛聯(lián)入Internet，全社會信息共享已逐步成為現(xiàn)實(shí)。然而，近年來，網(wǎng)上黑客的攻擊活動正以每年10倍的速度增長。因此，保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及整個信息基礎(chǔ)設(shè)施的安全已經(jīng)成為刻不容緩的重要課題。 1 防火墻 目前防范網(wǎng)絡(luò)攻擊最常用的方法是構(gòu)建防火墻。防火墻作為一種邊界安全的

2、手段，在網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)中起著重要作用。其主要功能是控制對網(wǎng)絡(luò)的非法訪問，通過監(jiān)視、限制、更改通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流，一方面盡可能屏蔽內(nèi)部網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，另一方面對內(nèi)屏蔽外部危險(xiǎn)站點(diǎn)，以防范外對內(nèi)的非法訪問。然而，防火墻存在明顯的局限性。(1)入侵者可以找到防火墻背后可能敞開的后門。如同深宅大院的高大院墻不能擋住老鼠的偷襲一樣，防火墻有時無法阻止入侵者的攻擊。(2)防火墻不能阻止來自內(nèi)部的襲擊。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，50的攻擊都將來自于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。(3)由于性能的限制，防火墻通常不能提供實(shí)時的入侵檢測能力。代寫畢業(yè)論文 而這一點(diǎn)，對于層出不窮的網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)來說是至關(guān)重要的。因此，在Internet入口處部署防火墻系統(tǒng)是

3、不能確保安全的。單純的防火墻策略已經(jīng)無法滿足對安全高度敏感部門的需要，網(wǎng)絡(luò)的防衛(wèi)必須采用一種縱深的、多樣化的手段。由于傳統(tǒng)防火墻存在缺陷，引發(fā)了入侵檢測IDS(Intrusion Detection System)的研究和開發(fā)。入侵檢測是防火墻之后的第二道安全閘門，是對防火墻的合理補(bǔ)充，在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的情況下，通過對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測，幫助系統(tǒng)對付網(wǎng)絡(luò)攻擊，擴(kuò)展系統(tǒng)管理員的安全管理能力(包括安全審計(jì)、監(jiān)視、進(jìn)攻識別和響應(yīng))，提高信息安全基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性，提供對內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實(shí)時保護(hù)?，F(xiàn)在，入侵檢測已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)安全中一個重要的研究方向，在各種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中發(fā)揮重要作用。 2

4、入侵檢測 21 入侵檢測入侵檢測是通過從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵點(diǎn)收集信息并對其進(jìn)行分析，從中發(fā)現(xiàn)違反安全策略的行為和遭到攻擊的跡象，并做出自動的響應(yīng)。其主要功能是對用戶和系統(tǒng)行為的監(jiān)測與分析、系統(tǒng)配置和漏洞的審計(jì)檢查、重要系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的完整性評估、已知的攻擊行為模式的識別、異常行為模式的統(tǒng)計(jì)分析、操作系統(tǒng)的審計(jì)跟蹤管理及違反安全策略的用戶行為的識別。入侵檢測通過迅速地檢測入侵，在可能造成系統(tǒng)損壞或數(shù)據(jù)丟失之前，識別并驅(qū)除入侵者，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常工作，并且阻止入侵者進(jìn)一步的行動。同時，收集有關(guān)入侵的技術(shù)資料，用于改進(jìn)和增強(qiáng)系統(tǒng)抵抗入侵的能力。入侵檢測可分為基于主機(jī)型、基于網(wǎng)絡(luò)型

5、、基于代理型三類。從20世紀(jì)90年代至今，代寫英語論文 已經(jīng)開發(fā)出一些入侵檢測的產(chǎn)品，其中比較有代表性的產(chǎn)品有ISS(Intemet Security System)公司的Realsecure，NAI(Network Associates，Inc)公司的Cybercop和Cisco公司的NetRanger。22 檢測技術(shù)入侵檢測為網(wǎng)絡(luò)安全提供實(shí)時檢測及攻擊行為檢測，并采取相應(yīng)的防護(hù)手段。例如，實(shí)時檢測通過記錄證據(jù)來進(jìn)行跟蹤、恢復(fù)、斷開網(wǎng)絡(luò)連接等控制；攻擊行為檢測注重于發(fā)現(xiàn)信息系統(tǒng)中可能已經(jīng)通過身份檢查的形跡可疑者，進(jìn)一步加強(qiáng)信息系統(tǒng)的安全力度。入侵檢測的步驟如下：收集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)及用戶活動

6、的狀態(tài)和行為的信息入侵檢測一般采用分布式結(jié)構(gòu)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的若干不同關(guān)鍵點(diǎn)(不同網(wǎng)段和不同主機(jī))收集信息，一方面擴(kuò)大檢測范圍，另一方面通過多個采集點(diǎn)的信息的比較來判斷是否存在可疑現(xiàn)象或發(fā)生入侵行為。入侵檢測所利用的信息一般來自以下4個方面：系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)日志文件、目錄和文件中的不期望的改變、程序執(zhí)行中的不期望行為、物理形式的入侵信息。(2)根據(jù)收集到的信息進(jìn)行分析常用的分析方法有模式匹配、統(tǒng)計(jì)分析、完整性分析。模式匹配是將收集到的信息與已知的網(wǎng)絡(luò)入侵和系統(tǒng)誤用模式數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，從而發(fā)現(xiàn)違背安全策略的行為。統(tǒng)計(jì)分析方法首先給系統(tǒng)對象(如用戶、文件、目錄和設(shè)備等)創(chuàng)建一個統(tǒng)計(jì)描述，統(tǒng)計(jì)正常使用

7、時的一些測量屬性。測量屬性的平均值將被用來與網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)的行為進(jìn)行比較。當(dāng)觀察值超出正常值范圍時，就有可能發(fā)生入侵行為。該方法的難點(diǎn)是閾值的選擇，閾值太小可能產(chǎn)生錯誤的入侵報(bào)告，閾值太大可能漏報(bào)一些入侵事件。完整性分析主要關(guān)注某個文件或?qū)ο笫欠癖桓?，包括文件和目錄的?nèi)容及屬性。該方法能有效地防范特洛伊木馬的攻擊。 3 分類及存在的問題 入侵檢測通過對入侵和攻擊行為的檢測，查出系統(tǒng)的入侵者或合法用戶對系統(tǒng)資源的濫用和誤用。代寫工作總結(jié) 根據(jù)不同的檢測方法，將入侵檢測分為異常入侵檢測(Anomaly Detection)和誤用人侵檢測(Misuse Detection)。31

8、異常檢測又稱為基于行為的檢測。其基本前提是：假定所有的入侵行為都是異常的。首先建立系統(tǒng)或用戶的“正常”行為特征輪廓，通過比較當(dāng)前的系統(tǒng)或用戶的行為是否偏離正常的行為特征輪廓來判斷是否發(fā)生了入侵。此方法不依賴于是否表現(xiàn)出具體行為來進(jìn)行檢測，是一種間接的方法。常用的具體方法有：統(tǒng)計(jì)異常檢測方法、基于特征選擇異常檢測方法、基于貝葉斯推理異常檢測方法、基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)異常檢測方法、基于模式預(yù)測異常檢測方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)異常檢測方法、基于機(jī)器學(xué)習(xí)異常檢測方法、基于數(shù)據(jù)采掘異常檢測方法等。采用異常檢測的關(guān)鍵問題有如下兩個方面：(1)特征量的選擇在建立系統(tǒng)或用戶的行為特征輪廓的正常模型時，選取的特征量既要能準(zhǔn)

9、確地體現(xiàn)系統(tǒng)或用戶的行為特征，又能使模型最優(yōu)化，即以最少的特征量就能涵蓋系統(tǒng)或用戶的行為特征。(2)參考閾值的選定由于異常檢測是以正常的特征輪廓作為比較的參考基準(zhǔn)，因此，參考閾值的選定是非常關(guān)鍵的。閾值設(shè)定得過大，那漏警率會很高；閾值設(shè)定的過小，則虛警率就會提高。合適的參考閾值的選定是決定這一檢測方法準(zhǔn)確率的至關(guān)重要的因素。由此可見，異常檢測技術(shù)難點(diǎn)是“正?！毙袨樘卣鬏喞拇_定、特征量的選取、特征輪廓的更新。由于這幾個因素的制約，異常檢測的虛警率很高，但對于未知的入侵行為的檢測非常有效。此外，由于需要實(shí)時地建立和更新系統(tǒng)或用戶的特征輪廓，這樣所需的計(jì)算量很大，對系統(tǒng)的處理性能要求很高。32 誤

10、用檢測又稱為基于知識的檢測。其基本前提是：假定所有可能的入侵行為都能被識別和表示。首先，代寫留學(xué)生論文 對已知的攻擊方法進(jìn)行攻擊簽名(攻擊簽名是指用一種特定的方式來表示已知的攻擊模式)表示，然后根據(jù)已經(jīng)定義好的攻擊簽名，通過判斷這些攻擊簽名是否出現(xiàn)來判斷入侵行為的發(fā)生與否。這種方法是依據(jù)是否出現(xiàn)攻擊簽名來判斷入侵行為，是一種直接的方法。常用的具體方法有：基于條件概率誤用入侵檢測方法、基于專家系統(tǒng)誤用入侵檢測方法、基于狀態(tài)遷移分析誤用入侵檢測方法、基于鍵盤監(jiān)控誤用入侵檢測方法、基于模型誤用入侵檢測方法。誤用檢測的關(guān)鍵問題是攻擊簽名的正確表示。誤用檢測是根據(jù)攻擊簽名來判斷入侵的，根據(jù)對已知的攻擊方

11、法的了解，用特定的模式語言來表示這種攻擊，使得攻擊簽名能夠準(zhǔn)確地表示入侵行為及其所有可能的變種，同時又不會把非入侵行為包含進(jìn)來。由于多數(shù)入侵行為是利用系統(tǒng)的漏洞和應(yīng)用程序的缺陷，因此，通過分析攻擊過程的特征、條件、排列以及事件間的關(guān)系，就可具體描述入侵行為的跡象。這些跡象不僅對分析已經(jīng)發(fā)生的入侵行為有幫助，而且對即將發(fā)生的入侵也有預(yù)警作用。誤用檢測將收集到的信息與已知的攻擊簽名模式庫進(jìn)行比較，從中發(fā)現(xiàn)違背安全策略的行為。由于只需要收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，這樣系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)明顯減少。該方法類似于病毒檢測系統(tǒng)，其檢測的準(zhǔn)確率和效率都比較高。但是它也存在一些缺點(diǎn)。321 不能檢測未知的入侵行為由于其檢測機(jī)理是對

12、已知的入侵方法進(jìn)行模式提取，對于未知的入侵方法就不能進(jìn)行有效的檢測。也就是說漏警率比較高。322 與系統(tǒng)的相關(guān)性很強(qiáng)對于不同實(shí)現(xiàn)機(jī)制的操作系統(tǒng)，由于攻擊的方法不盡相同，很難定義出統(tǒng)一的模式庫。另外，誤用檢測技術(shù)也難以檢測出內(nèi)部人員的入侵行為。目前，由于誤用檢測技術(shù)比較成熟，多數(shù)的商業(yè)產(chǎn)品都主要是基于誤用檢測模型的。不過，為了增強(qiáng)檢測功能，不少產(chǎn)品也加入了異常檢測的方法。 4 入侵檢測的發(fā)展方向 隨著信息系統(tǒng)對一個國家的社會生產(chǎn)與國民經(jīng)濟(jì)的影響越來越大，再加上網(wǎng)絡(luò)攻擊者的攻擊工具與手法日趨復(fù)雜化，信息戰(zhàn)已逐步被各個國家重視。近年來，入侵檢測有如下幾個主要發(fā)展方向：41 分布式

13、入侵檢測與通用入侵檢測架構(gòu)傳統(tǒng)的IDS一般局限于單一的主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對異構(gòu)系統(tǒng)及大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測明顯不足，再加上不同的IDS系統(tǒng)之間不能很好地協(xié)同工作。為解決這一問題，需要采用分布式入侵檢測技術(shù)與通用入侵檢測架構(gòu)。42應(yīng)用層入侵檢測許多入侵的語義只有在應(yīng)用層才能理解，然而目前的IDS僅能檢測到諸如Web之類的通用協(xié)議，而不能處理Lotus Notes、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等其他的應(yīng)用系統(tǒng)。許多基于客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)、中間件技術(shù)及對象技術(shù)的大型應(yīng)用，也需要應(yīng)用層的入侵檢測保護(hù)。43 智能的入侵檢測入侵方法越來越多樣化與綜合化，盡管已經(jīng)有智能體、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法在入侵檢測領(lǐng)域應(yīng)用研究，但是，這只是一些嘗試

14、性的研究工作，需要對智能化的IDS加以進(jìn)一步的研究，以解決其自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)能力。44 入侵檢測的評測方法用戶需對眾多的IDS系統(tǒng)進(jìn)行評價，評價指標(biāo)包括IDS檢測范圍、系統(tǒng)資源占用、IDS自身的可靠性，從而設(shè)計(jì)出通用的入侵檢測測試與評估方法與平臺，實(shí)現(xiàn)對多種IDS的檢測。45 全面的安全防御方案結(jié)合安全工程風(fēng)險(xiǎn)管理的思想與方法來處理網(wǎng)絡(luò)安全問題，將網(wǎng)絡(luò)安全作為一個整體工程來處理。從管理、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、加密通道、防火墻、病毒防護(hù)、入侵檢測多方位全面對所關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)作全面的評估，然后提出可行的全面解決方案。綜上所述，入侵檢測作為一種積極主動的安全防護(hù)技術(shù)，提供了對內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實(shí)時保護(hù)，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在受到危害之前即攔截和響應(yīng)入侵行為，為網(wǎng)絡(luò)安全增加一道屏障。隨著入侵檢測的研究與開發(fā)，并在實(shí)際應(yīng)用中與其它網(wǎng)絡(luò)管理軟件相結(jié)合，使網(wǎng)絡(luò)安全可以從立體縱深、多層次防御的角度出發(fā)，形成人侵檢測、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控三位一體化，從而更加有效地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全。 參考文獻(xiàn)l 吳新民兩種典型的入侵檢測方法