信息安全入侵檢測(cè)技術(shù)講義

信息安全入侵檢測(cè)技術(shù)講義第5章入侵檢測(cè)技術(shù)內(nèi)容提要：入侵檢測(cè)概述入侵檢測(cè)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式入侵檢測(cè)入侵檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)入侵檢測(cè)系統(tǒng)示例本章小結(jié)2023/6/302入侵檢測(cè)技術(shù)研究最早可追溯到1980年JamesP.Aderson所寫的一份技術(shù)報(bào)告，他首先提出了入侵檢測(cè)的概念。1987年DorothyDenning提出了入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IDS，IntrusionDetectionSystem）的抽象模型（如圖5-1所示），首次提出了入侵檢測(cè)可作為一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全防御措施的概念與傳統(tǒng)的加密和訪問控制技術(shù)相比，IDS是全新的計(jì)算機(jī)安全措施。返回本章首頁入侵檢測(cè)發(fā)展歷史2023/6/303返回本章首頁入侵檢測(cè)發(fā)展歷史2023/6/3041988年TeresaLunt等人進(jìn)一步改進(jìn)了Denning提出的入侵檢測(cè)模型，并創(chuàng)建了IDES（IntrusionDetectionExpertSystem）該系統(tǒng)用于檢測(cè)單一主機(jī)的入侵嘗試，提出了與系統(tǒng)平臺(tái)無關(guān)的實(shí)時(shí)檢測(cè)思想1995年開發(fā)的NIDES（Next-GenerationIntrusionDetectionExpertSystem）作為IDES完善后的版本可以檢測(cè)出多個(gè)主機(jī)上的入侵。返回本章首頁入侵檢測(cè)發(fā)展歷史2023/6/3051990年，Heberlein等人提出了一個(gè)具有里程碑意義的新型概念：基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)——網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)視器NSM（NetworkSecurityMonitor）。1991年,NADIR（NetworkAnomalyDetectionandIntrusionReporter）與DIDS（DistributeIntrusionDetectionSystem）提出了通過收集和合并處理來自多個(gè)主機(jī)的審計(jì)信息可以檢測(cè)出一系列針對(duì)主機(jī)的協(xié)同攻擊。返回本章首頁入侵檢測(cè)發(fā)展歷史2023/6/3061994年，MarkCrosbie和GeneSpafford建議使用自治代理（autonomousagents）以提高IDS的可伸縮性、可維護(hù)性、效率和容錯(cuò)性，該理念非常符合計(jì)算機(jī)科學(xué)其他領(lǐng)域（如軟件代理，softwareagent）正在進(jìn)行的相關(guān)研究。另一個(gè)致力于解決當(dāng)代絕大多數(shù)入侵檢測(cè)系統(tǒng)伸縮性不足的方法于1996年提出，這就是GrIDS（Graph-basedIntrusionDetectionSystem）的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)可以方便地檢測(cè)大規(guī)模自動(dòng)或協(xié)同方式的網(wǎng)絡(luò)攻擊。返回本章首頁入侵檢測(cè)發(fā)展歷史2023/6/307入侵檢測(cè)技術(shù)研究的主要?jiǎng)?chuàng)新有：Forrest等將免疫學(xué)原理運(yùn)用于分布式入侵檢測(cè)領(lǐng)域；1998年RossAnderson和AbidaKhattak將信息檢索技術(shù)引進(jìn)入侵檢測(cè)；以及采用狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析、數(shù)據(jù)挖掘和遺傳算法等進(jìn)行誤用和異常檢測(cè)。返回本章首頁入侵檢測(cè)發(fā)展歷史2023/6/3085.1.1入侵檢測(cè)原理入侵檢測(cè)入侵檢測(cè)是用于檢測(cè)任何損害或企圖損害系統(tǒng)的保密性、完整性或可用性的一種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。它通過監(jiān)視受保護(hù)系統(tǒng)的狀態(tài)和活動(dòng)，采用誤用檢測(cè)（MisuseDetection）或異常檢測(cè)（AnomalyDetection）的方式，發(fā)現(xiàn)非授權(quán)的或惡意的系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)行為，為防范入侵行為提供有效的手段。返回本章首頁2023/6/309圖5-2入侵檢測(cè)原理框圖

返回本章首頁2023/6/3010入侵檢測(cè)系統(tǒng)執(zhí)行入侵檢測(cè)任務(wù)的硬件或軟件產(chǎn)品入侵檢測(cè)提供了用于發(fā)現(xiàn)入侵攻擊與合法用戶濫用特權(quán)的一種方法。其應(yīng)用前提是入侵行為和合法行為是可區(qū)分的，也即可以通過提取行為的模式特征來判斷該行為的性質(zhì)。一般地，入侵檢測(cè)系統(tǒng)需要解決兩個(gè)問題：如何充分并可靠地提取描述行為特征的數(shù)據(jù)；如何根據(jù)特征數(shù)據(jù)，高效并準(zhǔn)確地判定行為的性質(zhì)。返回本章首頁2023/6/30115.1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和系統(tǒng)安全策略的差異，入侵檢測(cè)系統(tǒng)在具體實(shí)現(xiàn)上也有所不同。從系統(tǒng)構(gòu)成上看，入侵檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)包括事件提取、入侵分析、入侵響應(yīng)和遠(yuǎn)程管理四大部分，另外還可能結(jié)合安全知識(shí)庫、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能模塊，提供更為完善的安全檢測(cè)及數(shù)據(jù)分析功能（如圖5-3所示）。返回本章首頁2023/6/3012圖5-3入侵檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)返回本章首頁2023/6/3013入侵檢測(cè)的思想源于傳統(tǒng)的系統(tǒng)審計(jì)，但拓寬了傳統(tǒng)審計(jì)的概念，它以近乎不間斷的方式進(jìn)行安全檢測(cè)，從而可形成一個(gè)連續(xù)的檢測(cè)過程。這通常是通過執(zhí)行下列任務(wù)來實(shí)現(xiàn)的：監(jiān)視、分析用戶及系統(tǒng)活動(dòng)；系統(tǒng)構(gòu)造和弱點(diǎn)的審計(jì)；識(shí)別分析知名攻擊的行為特征并告警；異常行為特征的統(tǒng)計(jì)分析；評(píng)估重要系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的完整性；操作系統(tǒng)的審計(jì)跟蹤管理，并識(shí)別用戶違反安全策略的行為。返回本章首頁2023/6/30145.1.3系統(tǒng)分類由于功能和體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，入侵檢測(cè)按照不同的標(biāo)準(zhǔn)有多種分類方法?？煞謩e從數(shù)據(jù)源、檢測(cè)理論、檢測(cè)時(shí)效三個(gè)方面來描述入侵檢測(cè)系統(tǒng)的類型。

返回本章首頁2023/6/30155.1.3系統(tǒng)分類1．基于數(shù)據(jù)源的分類

通?？梢园讶肭謾z測(cè)系統(tǒng)分為五類，即：基于主機(jī)、基于網(wǎng)絡(luò)、混合入侵檢測(cè)、基于網(wǎng)關(guān)基于文件完整性檢測(cè)返回本章首頁2023/6/30162．基于檢測(cè)理論的分類

從具體的檢測(cè)理論上來說，入侵檢測(cè)又可分為異常檢測(cè)和誤用檢測(cè)。

異常檢測(cè)（AnomalyDetection）指根據(jù)使用者的行為或資源使用狀況的正常程度來判斷是否入侵，而不依賴于具體行為是否出現(xiàn)來檢測(cè)。誤用檢測(cè)（MisuseDetection）指運(yùn)用已知攻擊方法，根據(jù)已定義好的入侵模式，通過判斷這些入侵模式是否出現(xiàn)來檢測(cè)。

返回本章首頁2023/6/30173．基于檢測(cè)時(shí)效的分類

IDS在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候可以采用實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方式，也可以采用批處理方式，定時(shí)對(duì)處理原始數(shù)據(jù)進(jìn)行離線檢測(cè)，這兩種方法各有特點(diǎn)（如圖5-5所示）。離線檢測(cè)方式將一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，然后定時(shí)發(fā)給數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行分析，如果在這段時(shí)間內(nèi)有攻擊發(fā)生就報(bào)警。在線檢測(cè)方式的實(shí)時(shí)處理是大多數(shù)IDS所采用的辦法，由于計(jì)算機(jī)硬件速度的提高，使得對(duì)攻擊的實(shí)時(shí)檢測(cè)和響應(yīng)成為可能。返回本章首頁2023/6/3018返回本章首頁2023/6/30195.2入侵檢測(cè)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于入侵檢測(cè)的研究，從早期的審計(jì)跟蹤數(shù)據(jù)分析，到實(shí)時(shí)入侵檢測(cè)系統(tǒng)，到目前應(yīng)用于大型網(wǎng)絡(luò)的分布式檢測(cè)系統(tǒng)，基本上已發(fā)展成為具有一定規(guī)模和相應(yīng)理論的研究領(lǐng)域。入侵檢測(cè)的核心問題在于如何對(duì)安全審計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以檢測(cè)其中是否包含入侵或異常行為的跡象。這里，我們先從誤用檢測(cè)和異常檢測(cè)兩個(gè)方面介紹當(dāng)前關(guān)于入侵檢測(cè)技術(shù)的主流技術(shù)實(shí)現(xiàn)，然后對(duì)其它類型的檢測(cè)技術(shù)作簡(jiǎn)要介紹。返回本章首頁2023/6/30205.2.1入侵檢測(cè)分析模型分析是入侵檢測(cè)的核心功能，它既能簡(jiǎn)單到像一個(gè)已熟悉日志情況的管理員去建立決策表，也能復(fù)雜得像一個(gè)集成了幾百萬個(gè)處理的非參數(shù)系統(tǒng)。入侵檢測(cè)的分析處理過程可分為三個(gè)階段：構(gòu)建分析器，對(duì)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，反饋和提煉過程。其中，前兩個(gè)階段都包含三個(gè)功能：數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分類（數(shù)據(jù)可分為入侵指示、非入侵指示或不確定）和后處理。返回本章首頁2023/6/30215.2.2誤用檢測(cè)（MisuseDetection）

誤用檢測(cè)是按照預(yù)定模式搜尋事件數(shù)據(jù)的，最適用于對(duì)已知模式的可靠檢測(cè)。執(zhí)行誤用檢測(cè)，主要依賴于可靠的用戶活動(dòng)記錄和分析事件的方法。1．條件概率預(yù)測(cè)法條件概率預(yù)測(cè)法是基于統(tǒng)計(jì)理論來量化全部外部網(wǎng)絡(luò)事件序列中存在入侵事件的可能程度。2023/6/30222．產(chǎn)生式/專家系統(tǒng)用專家系統(tǒng)對(duì)入侵進(jìn)行檢測(cè)，主要是檢測(cè)基于特征的入侵行為。專家系統(tǒng)的建立依賴于知識(shí)庫的完備性，而知識(shí)庫的完備性又取決于審計(jì)記錄的完備性與實(shí)時(shí)性。產(chǎn)生式/專家系統(tǒng)是誤用檢測(cè)早期的方案之一，在MIDAS、IDES、NIDES、DIDS和CMDS中都使用了這種方法。返回本章首頁2023/6/30233．狀態(tài)轉(zhuǎn)換方法狀態(tài)轉(zhuǎn)換方法使用系統(tǒng)狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表達(dá)式來描述和檢測(cè)入侵，采用最優(yōu)模式匹配技巧來結(jié)構(gòu)化誤用檢測(cè)，增強(qiáng)了檢測(cè)的速度和靈活性。目前，主要有三種實(shí)現(xiàn)方法：狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析、有色Petri-Net和語言/應(yīng)用編程接口（API）。返回本章首頁2023/6/3024返回本章首頁2023/6/30255．KeystrokeMonitor和基于模型的方法KeystrokeMonitor是一種簡(jiǎn)單的入侵檢測(cè)方法，它通過分析用戶擊鍵序列的模式來檢測(cè)入侵行為，常用于對(duì)主機(jī)的入侵檢測(cè)。該方法具有明顯的缺點(diǎn)，首先，批處理或Shell程序可以不通過擊鍵而直接調(diào)用系統(tǒng)攻擊命令序列；其次，操作系統(tǒng)通常不提供統(tǒng)一的擊鍵檢測(cè)接口，需通過額外的鉤子函數(shù)（Hook）來監(jiān)測(cè)擊鍵。返回本章首頁2023/6/30265.2.3異常檢測(cè)（AnomalyDetection）

異常檢測(cè)基于一個(gè)假定：用戶的行為是可預(yù)測(cè)的、遵循一致性模式的，且隨著用戶事件的增加異常檢測(cè)會(huì)適應(yīng)用戶行為的變化。用戶行為的特征輪廓在異常檢測(cè)中是由度量（measure）集來描述，度量是特定網(wǎng)絡(luò)行為的定量表示，通常與某個(gè)檢測(cè)閥值或某個(gè)域相聯(lián)系。異常檢測(cè)可發(fā)現(xiàn)未知的攻擊方法，體現(xiàn)了強(qiáng)健的保護(hù)機(jī)制，但對(duì)于給定的度量集能否完備到表示所有的異常行為？仍需要深入研究。返回本章首頁2023/6/30271．Denning的原始模型

DorothyDenning于1986年給出了入侵檢測(cè)的IDES模型，她認(rèn)為在一個(gè)系統(tǒng)中可以包括四個(gè)統(tǒng)計(jì)模型，每個(gè)模型適合于一個(gè)特定類型的系統(tǒng)度量。

（1）可操作模型

（2）平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差模型

（3）多變量模型

（4）Markov處理模型

返回本章首頁2023/6/30282．量化分析異常檢測(cè)最常用的方法就是將檢驗(yàn)規(guī)則和屬性以數(shù)值形式表示的量化分析，這種度量方法在Denning的可操作模型中有所涉及。量化分析通過采用從簡(jiǎn)單的加法到比較復(fù)雜的密碼學(xué)計(jì)算得到的結(jié)果作為誤用檢測(cè)和異常檢測(cè)統(tǒng)計(jì)模型的基礎(chǔ)。常用量化方法（1）閥值檢驗(yàn)（2）基于目標(biāo)的集成檢查（3）量化分析和數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)返回本章首頁2023/6/30293．統(tǒng)計(jì)度量

統(tǒng)計(jì)度量方法是產(chǎn)品化的入侵檢測(cè)系統(tǒng)中常用的方法，常見于異常檢測(cè)。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法，有效地解決了四個(gè)問題：（1）選取有效的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)，生成能夠反映主體特征的會(huì)話向量；（2）根據(jù)主體活動(dòng)產(chǎn)生的審計(jì)記錄，不斷更新當(dāng)前主體活動(dòng)的會(huì)話向量；（3）采用統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前活動(dòng)是否符合主體的歷史行為特征；（4）隨著時(shí)間推移，學(xué)習(xí)主體的行為特征，更新歷史記錄。返回本章首頁2023/6/30304．非參數(shù)統(tǒng)計(jì)度量非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法通過使用非數(shù)據(jù)區(qū)分技術(shù)，尤其是群集分析技術(shù)來分析參數(shù)方法無法考慮的系統(tǒng)度量。群集分析的基本思想是，根據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)（也稱為特性）將收集到的大量歷史數(shù)據(jù)（一個(gè)樣本集）組織成群，通過預(yù)處理過程，將與具體事件流（經(jīng)常映射為一個(gè)具體用戶）相關(guān)的特性轉(zhuǎn)化為向量表示，再采用群集算法將彼此比較相近的向量成員組織成一個(gè)行為類這樣使用該分析技術(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會(huì)表明用何種方式構(gòu)成的群可以可靠地對(duì)用戶的行為進(jìn)行分組并識(shí)別。返回本章首頁2023/6/30315．基于規(guī)則的方法上面討論的異常檢測(cè)主要基于統(tǒng)計(jì)方法，異常檢測(cè)的另一個(gè)變種就是基于規(guī)則的方法。與統(tǒng)計(jì)方法不同的是基于規(guī)則的檢測(cè)使用規(guī)則集來表示和存儲(chǔ)使用模式。（1）Wisdom&Sense方法（2）基于時(shí)間的引導(dǎo)機(jī)（TIM）返回本章首頁2023/6/30325.2.4其它檢測(cè)技術(shù)這些技術(shù)不能簡(jiǎn)單地歸類為誤用檢測(cè)或是異常檢測(cè)，而是提供了一種有別于傳統(tǒng)入侵檢測(cè)視角的技術(shù)層次，例如免疫系統(tǒng)、基因算法、數(shù)據(jù)挖掘、基于代理（Agent）的檢測(cè)等它們或者提供了更具普遍意義的分析技術(shù)，或者提出了新的檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)，因此無論對(duì)于誤用檢測(cè)還是異常檢測(cè)來說，都可以得到很好的應(yīng)用。返回本章首頁2023/6/30331．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NeuralNetwork）

作為人工智能（AI）的一個(gè)重要分支，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NeuralNetwork）在入侵檢測(cè)領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用它使用自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)來提取異常行為的特征，需要對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集進(jìn)行學(xué)習(xí)以得出正常的行為模式。這種方法要求保證用于學(xué)習(xí)正常模式的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的純潔性，即不包含任何入侵或異常的用戶行為。

返回本章首頁2023/6/30342．免疫學(xué)方法NewMexico大學(xué)的StephanieForrest提出了將生物免疫機(jī)制引入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全保護(hù)框架中。免疫系統(tǒng)中最基本也是最重要的能力是識(shí)別“自我/非自我”（self/nonself），換句話講，它能夠識(shí)別哪些組織是屬于正常機(jī)體的，不屬于正常的就認(rèn)為是異常，這個(gè)概念和入侵檢測(cè)中異常檢測(cè)的概念非常相似。

返回本章首頁2023/6/30353．?dāng)?shù)據(jù)挖掘方法Columbia大學(xué)的WenkeLee在其博士論文中，提出了將數(shù)據(jù)挖掘（DataMining,DM）技術(shù)應(yīng)用到入侵檢測(cè)中，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和主機(jī)系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)的分析挖掘，發(fā)現(xiàn)誤用檢測(cè)規(guī)則或異常檢測(cè)模型。具體的工作包括利用數(shù)據(jù)挖掘中的關(guān)聯(lián)算法和序列挖掘算法提取用戶的行為模式，利用分類算法對(duì)用戶行為和特權(quán)程序的系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行分類預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種方法在入侵檢測(cè)領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。返回本章首頁2023/6/30364．基因算法基因算法是進(jìn)化算法（evolutionaryalgorithms）的一種，引入了達(dá)爾文在進(jìn)化論中提出的自然選擇的概念（優(yōu)勝劣汰、適者生存）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。該算法對(duì)于處理多維系統(tǒng)的優(yōu)化是非常有效的。在基因算法的研究人員看來，入侵檢測(cè)的過程可以抽象為：為審計(jì)事件記錄定義一種向量表示形式，這種向量或者對(duì)應(yīng)于攻擊行為，或者代表正常行為。返回本章首頁2023/6/30375．基于代理的檢測(cè)近年來，一種基于Agent的檢測(cè)技術(shù)（Agent-BasedDetection）逐漸引起研究者的重視。所謂Agent，實(shí)際上可以看作是在執(zhí)行某項(xiàng)特定監(jiān)視任務(wù)的軟件實(shí)體?；贏gent的入侵檢測(cè)系統(tǒng)的靈活性保證它可以為保障系統(tǒng)的安全提供混合式的架構(gòu)，綜合運(yùn)用誤用檢測(cè)和異常檢測(cè)，從而彌補(bǔ)兩者各自的缺陷。返回本章首頁2023/6/30385.3分布式入侵檢測(cè)

分布式入侵檢測(cè)（DistributedIntrusionDetection）是目前入侵檢測(cè)乃至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。到目前為止，還沒有嚴(yán)格意義上的分布式入侵檢測(cè)的商業(yè)化產(chǎn)品，但研究人員已經(jīng)提出并完成了多個(gè)原型系統(tǒng)。通常采用的方法中，一種是對(duì)現(xiàn)有的IDS進(jìn)行規(guī)模上的擴(kuò)展，另一種則通過IDS之間的信息共享來實(shí)現(xiàn)。具體的處理方法上也分為兩種：分布式信息收集、集中式處理；分布式信息收集、分布式處理。返回本章首頁2023/6/30395.3.1分布式入侵檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)分布式入侵檢測(cè)由于采用了非集中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和處理方式，相對(duì)于傳統(tǒng)的單機(jī)IDS具有一些明顯的優(yōu)勢(shì)：（1）檢測(cè)大范圍的攻擊行為（2）提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度（3）提高檢測(cè)效率（4）協(xié)調(diào)響應(yīng)措施返回本章首頁2023/6/30405.3.2分布式入侵檢測(cè)的技術(shù)難點(diǎn)與傳統(tǒng)的單機(jī)IDS相比較，分布式入侵檢測(cè)系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。然而，在實(shí)現(xiàn)分布檢測(cè)組件的信息共享和協(xié)作上，卻存在著一些技術(shù)難點(diǎn)。StanfordResearchInstitute（SRI）在對(duì)EMERALD系統(tǒng)的研究中，列舉了分布式入侵檢測(cè)必須關(guān)注的關(guān)鍵問題：事件產(chǎn)生及存儲(chǔ)、狀態(tài)空間管理規(guī)則復(fù)雜度知識(shí)庫管理推理技術(shù)。

返回本章首頁2023/6/30415.3.3分布式入侵檢測(cè)現(xiàn)狀

盡管分布式入侵檢測(cè)存在技術(shù)和其它層面的難點(diǎn)，但由于其相對(duì)于傳統(tǒng)的單機(jī)IDS所具有的優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)成為這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。1．Snortnet它通過對(duì)傳統(tǒng)的單機(jī)IDS進(jìn)行規(guī)模上的擴(kuò)展，使系統(tǒng)具備分布式檢測(cè)的能力，是基于模式匹配的分布式入侵檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)。主要包括三個(gè)組件：網(wǎng)絡(luò)感應(yīng)器、代理守護(hù)程序和監(jiān)視控制臺(tái)。返回本章首頁2023/6/30422．Agent-Based基于Agent的IDS由于其良好的靈活性和擴(kuò)展性，是分布式入侵檢測(cè)的一個(gè)重要研究方向。國外一些研究機(jī)構(gòu)在這方面已經(jīng)做了大量工作，其中Purdue大學(xué)的入侵檢測(cè)自治代理（AAFID）和SRI的EMERALD最具代表性。AAFID的體系結(jié)構(gòu)如圖5-10所示，其特點(diǎn)是形成了一個(gè)基于代理的分層順序控制和報(bào)告結(jié)構(gòu)。

返回本章首頁2023/6/3043返回本章首頁2023/6/30443．DIDSDIDS(DistributedIntrusionDetectionSystem)是由UCDavis的SecurityLab完成的，它集成了兩種已有的入侵檢測(cè)系統(tǒng)，Haystack和NSM。Haystack由TracorAppliedSciencesandHaystack實(shí)驗(yàn)室針對(duì)多用戶主機(jī)的檢測(cè)任務(wù)而開發(fā)，數(shù)據(jù)源來自主機(jī)的系統(tǒng)日志。NSM則是由UCDavis開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)視器，通過對(duì)數(shù)據(jù)包、連接記錄、應(yīng)用層會(huì)話的分析，結(jié)合入侵特征庫和正常的網(wǎng)絡(luò)流或會(huì)話記錄的模式庫，判斷當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)行為是否包含入侵或異常。返回本章首頁2023/6/30454．GrIDSGrIDS（Graph-basedIntrusionDetectionSystem）同樣由UCDavis提出并實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一種在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中使用圖形化表示的方法來描述網(wǎng)絡(luò)行為的途徑，其設(shè)計(jì)目標(biāo)主要針對(duì)大范圍的網(wǎng)絡(luò)攻擊，例如掃描、協(xié)同攻擊、網(wǎng)絡(luò)蠕蟲等。GrIDS的缺陷在于只是給出了網(wǎng)絡(luò)連接的圖形化表示，具體的入侵判斷仍然需要人工完成，而且系統(tǒng)的有效性和效率都有待驗(yàn)證和提高。返回本章首頁2023/6/30465．IntrusionStrategyBoeing公司的Ming-YuhHuang提出從入侵者的目的（IntrusionIntention），或者是入侵策略（IntrusionStrategy）入手，確定如何在不同的IDS組件之間進(jìn)行協(xié)作檢測(cè)。通過對(duì)入侵策略的分析調(diào)整審計(jì)策略和參數(shù)，構(gòu)成自適應(yīng)的審計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)。返回本章首頁2023/6/30476．?dāng)?shù)據(jù)融合（DataFusion）TimmBass提出將數(shù)據(jù)融合（DataFusion）的概念應(yīng)用到入侵檢測(cè)中，從而將分布式入侵檢測(cè)任務(wù)理解為在層次化模型下對(duì)多個(gè)感應(yīng)器的數(shù)據(jù)綜合問題。在這個(gè)層次化模型中，入侵檢測(cè)的數(shù)據(jù)源經(jīng)歷了從數(shù)據(jù)（Data）到信息（Information）再到知識(shí)（Knowledge）三個(gè)邏輯抽象層次。

返回本章首頁2023/6/30487．基于抽象（Abstraction-based）的方法GMU的PengNing在其博士論文中提出了一種基于抽象（Abstraction-based）的分布式入侵檢測(cè)系統(tǒng)，基本思想是：設(shè)立中間層（systemview），提供與具體系統(tǒng)無關(guān)的抽象信息，用于分布式檢測(cè)系統(tǒng)中的信息共享抽象信息的內(nèi)容包括事件信息（event）以及系統(tǒng)實(shí)體間的斷言（dynamicpredicate）。中間層用于表示IDS間的共享信息的表示方式：IDS檢測(cè)到的攻擊或者IDS無法處理的事件信息作為event，IDS或受IDS監(jiān)控的系統(tǒng)的狀態(tài)則作為dynamicpredicates。

返回本章首頁2023/6/30495.4入侵檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)從20世紀(jì)90年代到現(xiàn)在，入侵檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)呈現(xiàn)出百家爭(zhēng)鳴的繁榮局面，并在智能化和分布式兩個(gè)方向取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。為了提高IDS產(chǎn)品、組件及與其他安全產(chǎn)品之間的互操作性，DARPA和IETF的入侵檢測(cè)工作組（IDWG）分別發(fā)起制訂了一系列建議草案，從體系結(jié)構(gòu)、API、通信機(jī)制、語言格式等方面來規(guī)范IDS的標(biāo)準(zhǔn)。

DARPA提出了公共入侵檢測(cè)框架CIDF，最早由加州大學(xué)戴維斯分校的安全實(shí)驗(yàn)室起草；IDWG提出了三項(xiàng)建議草案IDMEF、IDXP、TunnelProfile返回本章首頁2023/6/30505.4.1IETF/IDWGIDWG定義了用于入侵檢測(cè)與響應(yīng)（IDR）系統(tǒng)之間或與需要交互的管理系統(tǒng)之間的信息共享所需要的數(shù)據(jù)格式和交換規(guī)程。IDWG提出了三項(xiàng)建議草案：入侵檢測(cè)消息交換格式（IDMEF）、入侵檢測(cè)交換協(xié)議（IDXP）隧道輪廓（TunnelProfile）。返回本章首頁2023/6/30515.4.2CIDFCIDF的工作集中體現(xiàn)在四個(gè)方面：IDS的體系結(jié)構(gòu)、通信機(jī)制、描述語言和應(yīng)用編程接口API。CIDF在IDES和NIDES的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)通用模型，將入侵檢測(cè)系統(tǒng)分為四個(gè)基本組件：事件產(chǎn)生器、事件分析器、響應(yīng)單元和事件數(shù)據(jù)庫。其結(jié)構(gòu)如圖5-15所示。

返回本章首頁2023/6/3052返回本章首頁2023/6/30535.5入侵檢測(cè)系統(tǒng)示例

為了直觀地理解入侵檢測(cè)的使用、配置等情況，這里我們以Snort為例，對(duì)構(gòu)建以Snort為基礎(chǔ)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)做概要介紹。返回本章首頁2023/6/30545.5.1Snort簡(jiǎn)介Snort是一個(gè)開放源代碼的軟件，它基于libpcap的數(shù)據(jù)包嗅探器，并可以作為一個(gè)輕量級(jí)的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)（NIDS）。Snort具有很多優(yōu)勢(shì)：代碼短小、易于安裝、便于配置。功能十分強(qiáng)大和豐富集成了多種告警機(jī)制支持實(shí)時(shí)告警功能具有非常好擴(kuò)展能力遵循GPL，可以使用返回本章首頁2023/6/30555.5.2Snort的體系結(jié)構(gòu)

Snort在結(jié)構(gòu)上可分為數(shù)據(jù)包捕獲和解碼子系統(tǒng)、檢測(cè)引擎，以及日志及報(bào)警子系統(tǒng)三個(gè)部分。1．?dāng)?shù)據(jù)包捕獲和解碼子系統(tǒng)該子系統(tǒng)的功能是捕獲共享網(wǎng)絡(luò)的傳輸數(shù)據(jù)，并按照TCP/IP協(xié)議的不同層次將數(shù)據(jù)包解析。2．檢測(cè)引擎檢測(cè)引擎是NIDS實(shí)現(xiàn)的核心，準(zhǔn)確性和快速性是衡量其性能的重要指標(biāo)。

返回本章首頁2023/6/3056為了能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)和處理，Snort在檢測(cè)規(guī)則方面做了較為成熟的設(shè)計(jì)。Snort將所有已知的攻擊方法以規(guī)則的形式存放在規(guī)則庫中每一條規(guī)則由規(guī)則頭和規(guī)則選項(xiàng)兩部分組成。規(guī)則頭對(duì)應(yīng)于規(guī)則樹結(jié)點(diǎn)RTN（RuleTreeNode），包含動(dòng)作、協(xié)議、源（目的）地址和端口以及數(shù)據(jù)流向，這是所有規(guī)則共有的部分。規(guī)則選項(xiàng)對(duì)應(yīng)于規(guī)則選項(xiàng)結(jié)點(diǎn)OTN（OptionalTreeNode），包含報(bào)警信息（msg）、匹配內(nèi)容（content）等選項(xiàng)，這些內(nèi)容需要根據(jù)具體規(guī)則的性質(zhì)確定。返回本章首頁2023/6/3057檢測(cè)規(guī)則除了包括上述的關(guān)于“要檢測(cè)什么”，還應(yīng)該定義“檢測(cè)到了該做什么”。Snort定義了三種處理方式：alert（發(fā)送報(bào)警信息）、log（記錄該數(shù)據(jù)包）和pass（忽略該數(shù)據(jù)包），并定義為規(guī)則的第一個(gè)匹配關(guān)鍵字。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了在程序中可以組織整個(gè)規(guī)則庫，即將所有的規(guī)則按照處理方式組織成三個(gè)鏈表，以用于更快速準(zhǔn)確地進(jìn)行匹配。如圖5-17所示。返回本章首頁2023/6/3058返回本章首頁2023/6/3059當(dāng)Snort捕獲一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，首先分析該數(shù)據(jù)包使用哪個(gè)IP協(xié)議以決定將與某個(gè)規(guī)則樹進(jìn)行匹配。然后與RTN結(jié)點(diǎn)依次進(jìn)行匹配。當(dāng)與一個(gè)頭結(jié)點(diǎn)相匹配時(shí)，向下與OTN結(jié)點(diǎn)進(jìn)行匹配。每個(gè)OTN結(jié)點(diǎn)包含一條規(guī)則所對(duì)應(yīng)的全部選項(xiàng)，同時(shí)包含一組函數(shù)指針，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)這些選項(xiàng)的匹配操作。當(dāng)數(shù)據(jù)包與某個(gè)OTN結(jié)點(diǎn)相匹配時(shí)，即判斷此數(shù)據(jù)包為攻擊數(shù)據(jù)包。具體流程見圖5-18所示。返回本章首頁2023/6/3060返回本章首頁2023/6/30613．日志及報(bào)警子系統(tǒng)

一個(gè)好的NIDS，更應(yīng)該提供友好的輸出界面或發(fā)聲報(bào)警等。Snort是一個(gè)輕量級(jí)的NIDS，它的另外一個(gè)重要功能就是數(shù)據(jù)包記錄器，它主要采取用TCPDUMP的格式記錄信息、向syslog發(fā)送報(bào)警信息和以明文形式記錄報(bào)警信息三種方式。值得提出的是，Snort在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量非常大時(shí)，可以將數(shù)據(jù)包信息壓縮從而實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警。

返回本章首頁2023/6/30625.5.3Snort的安裝與使用1.Snort安裝模式Snort可簡(jiǎn)單安裝為守護(hù)進(jìn)程模式，也可安裝為包括很多其他工具的完整的入侵檢測(cè)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單方式安裝時(shí)，可以得到入侵?jǐn)?shù)據(jù)的文本文件或二進(jìn)制文件，然后用文本編輯器等工具進(jìn)行查看。Snort若與其它工具一起安裝，則可以支持更為復(fù)雜的操作。例如，將Snort數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從而支持通過Web界面進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以增強(qiáng)對(duì)Snort捕獲數(shù)據(jù)的直觀認(rèn)識(shí)，避免耗費(fèi)大量時(shí)間查閱晦澀的日志文件。返回本章首頁2023/6/3063返回本章首頁2023/6/3064（2）更新Snort規(guī)則下載最新的規(guī)則文件。其中，CURRENT表示最新的版本號(hào)。[root@mailsnort]#mkdir/etc/snort[root@mailsnort]#cd/etc/snort[root@mailsnort]#tarzxvf/path/to/snortrules-snapshot-CURRENT.tar.gz返回本章首頁2023/6/3065（3）配置Snort建立config文件目錄：[root@mailsnort-2.8.0]#mkdir/etc/snort復(fù)制Snort配置文件snort.conf到Snort配置目錄：[root@mailsnort-2.8.0]#cp./etc/snort.conf/etc/snort/編輯snort.conf：[root@mailsnort-2.8.0]#vi/etc/snort/snort.conf修改后，一些關(guān)鍵設(shè)置如下：varHOME_NETyournetworkvarRULE_PATH/etc/snort/rulespreprocessor_inspect:global\iis_unicode_map/etc/snort/rules/unicode.map1252include/etc/snort/rules/reference.configinclude/etc/snort/rules/classification.config返回本章首頁2023/6/3066（4）測(cè)試Snort#/usr/local/bin/snort-Afast-b-d-D-l/var/log/snort-c/etc/snort/snort.conf

查看文件/var/log/messages，若沒有錯(cuò)誤信息，則表示安裝成功。返回本章首頁2023/6/3067

3．Snort的