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入侵檢測概念、過程分析和布署
1、入侵檢測的基本概念
入侵檢測是指“通過對行為、安全日志或?qū)徲嫈?shù)據(jù)或其它網(wǎng)絡(luò)上可以獲得的信息進行操作，檢測到對系統(tǒng)的闖入或闖入的企圖”（參見國標(biāo)GB/T18336）。入侵檢測是檢測和響應(yīng)計算機誤用的學(xué)科，其作用包括威懾、檢測、響應(yīng)、損失情況評估、攻擊預(yù)測和起訴支持。入侵檢測技術(shù)是為保證計算機系統(tǒng)的安全而設(shè)計與配置的一種能夠及時發(fā)現(xiàn)并報告系統(tǒng)中未授權(quán)或異�，F(xiàn)象的技術(shù)，是一種用于檢測計算機網(wǎng)絡(luò)中違反安全策略行?募際酢＝?腥肭旨觳獾娜砑?胗布?淖楹媳閌僑肭旨觳庀低常↖ntrusion Detection System，簡稱IDS）。
2、入侵檢測系統(tǒng)的發(fā)展歷史
1980年JamesP.Anderson在給一個保密客戶寫的一份題為《計算機安全威脅監(jiān)控與監(jiān)視》的技術(shù)報告中指出，審計記錄可以用于識別計算機誤用，他給威脅進行了分類，第一次詳細闡述了入侵檢測的概念。1984年到1986年喬治敦大學(xué)的DorothyDenning和SRI公司計算機科學(xué)實驗室的PeterNeumann研究出了一個實時入侵檢測系統(tǒng)模型- IDES（Intrusion Detection Expert Systems入侵檢測專家系統(tǒng)），是第一個在一個應(yīng)用中運用了統(tǒng)計和基于規(guī)則兩種技術(shù)的系統(tǒng)，是入侵檢測研究中最有影響的一個系統(tǒng)。1989年，加州大學(xué)戴維斯分校的Todd Heberlein寫了一篇論文《A Network SecurityMonitor》，該監(jiān)控器用于捕獲TCP/IP分組，第一次直接將網(wǎng)絡(luò)流作為審計數(shù)據(jù)來源，因而可以在不將審計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式的情況下監(jiān)控異種主機，網(wǎng)絡(luò)入侵檢測從此誕生。
3、系統(tǒng)模型
為解決入侵檢測系統(tǒng)之間的互操作性，國際上的一些研究組織開展了標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前對IDS進行標(biāo)準(zhǔn)化工作的有兩個組織：IETF的Intrusion Detection Working Group（IDWG）和Common Intrusion Detection Framework（CIDF）。CIDF早期由美國國防部高級研究計劃局贊助研究，現(xiàn)在由CIDF工作組負責(zé)，是一個開放組織。
CIDF闡述了一個入侵檢測系統(tǒng)（IDS）的通用模型。它將一個入侵檢測系統(tǒng)分為以下組件：事件產(chǎn)生器（Event generators），用E盒表示；事件分析器（Event analyzers），用A盒表示；響應(yīng)單元（Responseunits），用R盒表示；事件數(shù)據(jù)庫（Event databases），用D盒表示。
CIDF模型的結(jié)構(gòu)如下：E盒通過傳感器收集事件數(shù)據(jù)，并將信息傳送給A盒，A盒檢測誤用模式；D盒存儲來自A、E盒的數(shù)據(jù)，并為額外的分析提供信息；R盒從A、E盒中提取數(shù)據(jù)，D盒啟動適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。A、E、D及R盒之間的通信都基于GIDO（generalized Intrusion detection objects，通用入侵檢測對象）和CISL（common intrusion specification language，通用入侵規(guī)范語言）。如果想在不同種類的A、E、D及R盒之間實現(xiàn)互操作，需要對GIDO實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化并使用CISL。
4、分類4.1 按照檢測類型劃分
從技術(shù)上劃分，入侵檢測有兩種檢測模型：
（1）異常檢測模型（Anomaly Detection）：檢測與可接受行為之間的偏差。如果可以定義每項可接受的行為，那么每項不可接受的行為就應(yīng)該是入侵。首先總結(jié)正常操作應(yīng)該具有的特征（用戶輪廓），當(dāng)用戶活動與正常行為有重大偏離時即被認(rèn)為是入侵。這種檢測模型漏報率低，誤報率高。因為不需要對每種入侵行為進行定義，所以能有效檢測未知的入侵。
（2）誤用檢測模型（Misuse Detection）：檢測與已知的不可接受行為之間的匹配程度。如果可以定義所有的不可接受行為，那么每種能夠與之匹配的行為都會引起告警。收集非正常操作的行為特征，建立相關(guān)的特征庫，當(dāng)監(jiān)測的用戶或系統(tǒng)行為與庫中的記錄相匹配時，系統(tǒng)就認(rèn)為這種行為是入侵。這種檢測模型誤報率低、漏報率高。對于已知的攻擊，它可以詳細、準(zhǔn)確地報告出攻擊類型，但是對未知攻擊卻效果有限，而且特征庫必須不斷更新。
4.2 按照檢測對象劃分
基于主機：系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)是計算機操作系統(tǒng)的事件日志、應(yīng)用程序的事件日志、系統(tǒng)調(diào)用、端口調(diào)用和安全審計記錄。主機型入侵檢測系統(tǒng)保護的一般是所在的主機系統(tǒng)。是由代理（agent）來實現(xiàn)的，代理是運行在目標(biāo)主機上的小的可執(zhí)行程序，它們與命令控制臺（console）通信。
基于網(wǎng)絡(luò)：系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)型入侵檢測系統(tǒng)擔(dān)負著保護整個網(wǎng)段的任務(wù)，基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測系統(tǒng)由遍及網(wǎng)絡(luò)的傳感器（sensor）組成，傳感器是一臺將以太網(wǎng)卡置于混雜模式的計算機，用于嗅探網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包。
混合型：基于網(wǎng)絡(luò)和基于主機的入侵檢測系統(tǒng)都有不足之處，會造成防御體系的不全面，綜合了基于網(wǎng)絡(luò)和基于主機的混合型入侵檢測系統(tǒng)既可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的攻擊信息，也可以從系統(tǒng)日志中發(fā)現(xiàn)異常情況。
5、入侵檢測過程分析
過程分為三部分：信息收集、信息分析和結(jié)果處理。
（1）信息收集：入侵檢測的第一步是信息收集，收集內(nèi)容包括系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)及用戶活動的狀態(tài)和行為。由放置在不同網(wǎng)段的傳感器或不同主機的代理來收集信息，包括系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)日志文件、網(wǎng)絡(luò)流量、非正常的目錄和文件改變、非正常的程序執(zhí)行。
（2）信息分析：收集到的有關(guān)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)及用戶活動的狀態(tài)和行為等信息，被送到檢測引擎，檢測引擎駐留在傳感器中，一般通過三種技術(shù)手段進行分析：模式匹配、統(tǒng)計分析和完整性分析。當(dāng)檢測到某種誤用模式時，產(chǎn)生一個告警并發(fā)送給控制臺。
（3）結(jié)果處理：控制臺按照告警產(chǎn)生預(yù)先定義的響應(yīng)采取相應(yīng)措施，可以是重新配置路由器或防火墻、終止進程、切斷連接、改變文件屬性，也可以只是簡單的告警。
6、IDS部署實例
圖2
為ISS（Internet Security Systems）RealSecure的部署圖，RealSecure是一種混合型的入侵檢測系統(tǒng)，提供基于網(wǎng)絡(luò)和基于主機的實時入侵檢測。其控制臺運行在Windows 2000上。RealSecure的傳感器是自治的，能被許多控制臺控制。各部分的功能如下：
（1）ReaISecure控制臺：對多臺網(wǎng)絡(luò)傳感器和服務(wù)器代理進行管理；對被管理傳感器進行遠程的配置和控制；各個監(jiān)控器發(fā)現(xiàn)的安全事件實時地報告控制臺。
（2）Network Sensor（網(wǎng)絡(luò)引擎）：對網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)聽并自動對可疑行為進行響應(yīng)，最大程度保護網(wǎng)絡(luò)安全；運行在特定的主機上，監(jiān)聽并解析所有的網(wǎng)絡(luò)信息，及時發(fā)現(xiàn)具有攻擊特征的信息包；檢測本地網(wǎng)段，查找每一數(shù)據(jù)包內(nèi)隱藏的惡意入侵，對發(fā)現(xiàn)的入侵做出及時的響應(yīng)。當(dāng)檢測到攻擊時，網(wǎng)絡(luò)引擎能即刻做出響應(yīng)，進行告警/通知（向控制臺告警、向安全管理員發(fā)E-mail、SNMP trap、查看實時會話和通報其他控制臺），記錄現(xiàn)場（記錄事件日志及整個會話），采取安全響應(yīng)行動（終止入侵連接、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置，如防火墻、執(zhí)行特定的用戶響應(yīng)程序）。
（3）Server Sensor（服務(wù)器代理，安裝在各個服務(wù)器上）：對主機的核心級事件、系統(tǒng)日志以及網(wǎng)絡(luò)活動實現(xiàn)實時入侵檢測；具有包攔截、智能報警以及阻塞通信的能力，能夠在入侵到達操作系統(tǒng)或應(yīng)用之前主動阻止入侵；自動重新配置網(wǎng)絡(luò)引擎和選擇防火墻阻止黑客的進一步攻擊。
7、發(fā)展趨勢
對分析技術(shù)加以改進：采用當(dāng)前的分析技術(shù)和模型，會產(chǎn)生大量的誤報和漏報，難以確定真正的入侵行為。采用協(xié)議分析和行為分析等新的分析技術(shù)后，可極大地提高檢測效率和準(zhǔn)確性，從而對真正的攻擊做出反應(yīng)。協(xié)議分析是目前最先進的檢測技術(shù)，通過對數(shù)據(jù)包進行結(jié)構(gòu)化協(xié)議分析來識別入侵企圖和行為，這種技術(shù)比模式匹配檢測效率更高，并能對一些未知的攻擊特征進行識別，具有一定的免疫功能；行為分析技術(shù)不僅簡單分析單次攻擊事件，還根據(jù)前后發(fā)生的事件確認(rèn)是否確有攻擊發(fā)生、攻擊行為是否生效，是入侵檢測技術(shù)發(fā)展的趨勢。
增進對大流量網(wǎng)絡(luò)的處理能力：隨著網(wǎng)絡(luò)流量的不斷增長，對獲得的數(shù)據(jù)進行實時分析的難度加大，這導(dǎo)致對所在入侵檢測系統(tǒng)的要求越來越高。入侵檢測產(chǎn)品能否高效處理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是衡量入侵檢測產(chǎn)品的重要依據(jù)。
向高度可集成性發(fā)展：集成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)管理的相關(guān)功能。入侵檢測可以檢測網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某臺設(shè)備出現(xiàn)問題時，可立即對該設(shè)備進行相應(yīng)的管理。未來的入侵檢測系統(tǒng)將會結(jié)合其它網(wǎng)絡(luò)管理軟件，形成入侵檢測、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控三位一體的工具。
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