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入侵检测技术综述之不可忽视的社会工程学

2005-01-20 06:47:41           
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来源:http://blog.eviloctal.com/evilhsu/

入侵检测技术综述
1.什么是入侵检测,为什么需要入侵检测?
1.1 为什么需要入侵检测
1.1. 1黑客攻击日益猖獗,防范问题日趋严峻
随着计算机技术的发展,在计算机上处理业务已由基于单机的数学运算、文件处理,基于简单连结的内部网络的内部业务处理、办公自动化等发展到基于企业复杂的内部网、企业外部网、全球互联网的企业级计算机处理系统和世界范围内的信息共享和业务处理。在信息处理能力提高的同时,系统的连结能力也在不断的提高。但在连结信息能力、流通能力提高的同时,基于网络连接的安全问题也日益突出:
● 具Warroon Research的调查,1997年世界排名前一千的公司几乎都曾被黑客闯入。
● 据美国FBI统计,美国每年因网络安全造成的损失高达75亿美元。
● Ernst和Young报告,由于信息安全被窃或滥用,几乎80%的大型企业遭受损失
● 在最近一次黑客大规模的攻击行动中,雅虎网站的网络停止运行3小时,这令它损失了几百万美金的交易。而据统计在这整个行动中美国经济共损失了十多亿美金。由于业界人心惶惶,亚马逊(Amazon.com)、AOL、雅虎(Yahoo!)、eBay的股价均告下挫,以科技股为主的那斯达克指数(Nasdaq)打破过去连续三天创下新高的升势,下挫了六十三点,杜琼斯工业平均指数周三收市时也跌了二百五十八点。遇袭的网站包括雅虎、亚马逊和Buy.com、MSN.com、网上拍卖行eBay以及新闻网站CNN.com,估计这些袭击把Internet交通拖慢了百分二十。"
看到这些令人震惊的事件,不禁让人们发出疑问:"网络还安全吗?"


目前,我国网站所受到黑客的攻击,还不能与美国的情况相提并论,因为我们在用户数、用户规模上还都处在很初级的阶段,但以下事实也不能不让我们深思:
1993年底,中科院高能所就发现有"黑客"侵入现象,某用户的权限被升级为超级权限。当系统管理员跟踪时,被其报复。1994年,美国一位14岁的小孩通过互联网闯入中科院网络中心和清华的主机,并向我方系统管理员提出警告。
1996年,高能所再次遭到"黑客"入侵,私自在高能所主机上建立了几十个帐户,经追踪发现是国内某拨号上网的用户。
同期,国内某ISP发现"黑客"侵入其主服务器并删改其帐号管理文件,造成数百人无法正常使用。
1997年,中科院网络中心的主页面被"黑客"用魔鬼图替换。
进入1998年,黑客入侵活动日益猖獗,国内各大网络几乎都不同程度地遭到黑客的攻击:
        2月,广州视聆通被黑客多次入侵,造成4小时的系统失控;
        4月,贵州信息港被黑客入侵,主页被一幅淫秽图片替换;
        5月,大连ChinaNET节点被入侵,用户口令被盗;
        6月,上海热线被侵入,多台服务器的管理员口令被盗,数百个用户和工作人员的账号和密码被窃取;
        7月,江西169网被黑客攻击,造成该网3天内中断网络运行2次达30个小时,工程验收推迟20天;
同期,上海某证券系统被黑客入侵;
        8月,印尼事件激起中国黑客集体入侵印尼网点,造成印尼多个网站瘫痪,但与此同时,中国的部分站点遭到印尼黑客的报复;
同期,西安某银行系统被黑客入侵后,提走80.6万元现金。
        9月,扬州某银行被黑客攻击,利用虚存帐号提走26万元现金。
        10月,福建省图书馆主页被黑客替换。
1.1.2 传统的安全产品足够吗?
Internet的开放性以及其他方面因素导致了网络环境下的计算机系统存在很多安全问题。为了解决这些安全问题,各种安全机制、策略和工具被研究和应用。然而,即使在使用了现有的安全工具和机制的情况下,网络的安全仍然存在很大隐患,这些安全隐患主要可以归结为以下几点:
  (1) 每一种安全机制都有一定的应用范围和应用环境。防火墙是一种有效的安全工具,它可以隐蔽内部网络结构,限制外部网络到内部网络的访问。但是对于内部网络之间的访问,防火墙往往是无能为力的。因此,对于内部网络到内部网络之间的入侵行为和内外勾结的入侵行为,防火墙是很难发觉和防范的。
  (2) 安全工具的使用受到人为因素的影响。一个安全工具能不能实现期望的效果,在很大程度上取决于使用者,包括系统管理者和普通用户,不正当的设置就会产生不安全因素。例如,NT在进行合理的设置后可以达到C2级的安全性,但很少有人能够对NT本身的安全策略进行合理的设置。虽然在这方面,可以通过静态扫描工具来检测系统是否进行了合理的设置,但是这些扫描工具基本上也只是基于一种缺省的系统安全策略进行比较,针对具体的应用环境和专门的应用需求就很难判断设置的正确性。
  (3) 系统的后门是传统安全工具难于考虑到的地方。防火墙很难考虑到这类安全问题,多数情况下,这类入侵行为可以堂而皇之经过防火墙而很难被察觉;比如说,众所周知的ASP源码问题,这个问题在IIS服务器4.0以前一直存在,它是IIS服务的设计者留下的一个后门,任何人都可以使用浏览器从网络上方便地调出ASP程序的源码,从而可以收集系统信息,进而对系统进行攻击。对于这类入侵行为,防火墙是无法发觉的,因为对于防火墙来说,该入侵行为的访问过程和正常的WEB访问是相似的,唯一区别是入侵访问在请求链接中多加了一个后缀。
  (4) 只要有程序,就可能存在BUG。甚至连安全工具本身也可能存在安全的漏洞。几乎每天都有新的BUG被发现和公布出来,程序设计者在修改已知的BUG的同时又可能使它产生了新的BUG。系统的BUG经常被黑客利用,而且这种攻击通常不会产生日志,几乎无据可查。比如说现在很多程序都存在内存溢出的BUG,现有的安全工具对于利用这些BUG的攻击几乎无法防范。
  (5) 黑客的攻击手段在不断地更新,几乎每天都有不同系统安全问题出现。然而安全工具的更新速度太慢,绝大多数情况需要人为的参与才能发现以前未知的安全问题,这就使得它们对新出现的安全问题总是反应太慢。当安全工具刚发现并努力更正某方面的安全问题时,其他的安全问题又出现了。因此,黑客总是可以使用先进的、安全工具不知道的手段进行攻击。
对于以上提到的问题,很多组织正在致力于提出更多的更强大的主动策略和方案来增强网络的安全性,然而另一个更为有效的解决途径就是入侵检测。在入侵检测之前,大量的安全机制都是根据从主观的角度设计的,他们没有根据网络攻击的具体行为来决定安全对策,因此,它们对入侵行为的反应非常迟钝,很难发现未知的攻击行为,不能根据网络行为的变化来及时地调整系统的安全策略。而入侵检测正是根据网络攻击行为而进行设计的,它不仅能够发现已知入侵行为,而且有能力发现未知的入侵行为,并可以通过学习和分析入侵手段,及时地调整系统策略以加强系统的安全性。
1.2什么是入侵检测
  入侵检测是对传统安全产品的合理补充,帮助系统对付网络攻击,扩展了系统管理员的安全管理能力(包括安全审计、监视、进攻识别和响应),提高了信息安全基础结构的完整性。它从计算机网络系统中的若干关键点收集信息,并分析这些信息,看看网络中是否有违反安全策略的行为和遭到袭击的迹象。入侵检测被认为是防火墙之后的第二道安全闸门,在不影响网络性能的情况下能对网络进行监测,从而提供对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护。这些都通过它执行以下任务来实现:
   ◆ 监视、分析用户及系统活动;
   ◆ 系统构造和弱点的审计;
   ◆ 识别反映已知进攻的活动模式并向相关人士报警;
   ◆ 异常行为模式的统计分析;
   ◆ 评估重要系统和数据文件的完整性;
   ◆ 操作系统的审计跟踪管理,并识别用户违反安全策略的行为。
  对一个成功的入侵检测系统来讲,它不但可使系统管理员时刻了解网络系统(包括程序、文件和硬件设备等)的任何变更,还能给网络安全策略的制订提供指南。更为重要的一点是,它应该管理、配置简单,从而使非专业人员非常容易地获得网络安全。而且,入侵检测的规模还应根据网络威胁、系统构造和安全需求的改变而改变。入侵检测系统在发现入侵后,会及时作出响应,包括切断网络连接、记录事件和报警等。
2.入侵检测技术简介
2.1入侵检测系统功能构成  
一个入侵检测系统的功能结构如图一所示,它至少包含事件提取、入侵分析、入侵响应和远程管理四部分功能。

事件提取功能负责提取与被保护系统相关的运行数据或记录,并负责对数据进行简单的过滤。
入侵分析的任务就是在提取到的运行数据中找出入侵的痕迹,将授权的正常访问行为和非授权的不正常访问行为区分开,分析出入侵行为并对入侵者进行定位。
入侵响应功能在分析出入侵行为后被触发,根据入侵行为产生响应。
由于单个入侵检测系统的检测能力和检测范围的限制,入侵检测系统一般采用分布监视集中管理的结构,多个检测单元运行于网络中的各个网段或系统上,通过远程管理功能在一台管理站点上实现统一的管理和监控。

2.2入侵检测系统分类
  入侵检测系统根据其检测数据来源分为两类[7]:基于主机的入侵检测系统和基于网络的入侵检测系统。基于主机的入侵检测系统从单个主机上提取数据(如审计记录等)作为入侵分析的数据源,而基于网络的入侵检测系统从网络上提取数据(如网络链路层的数据帧)作为入侵分析的数据源。通常来说基于主机的入侵检测系统只能检测单个主机系统,而基于网络的入侵检测系统可以对本网段的多个主机系统进行检测,多个分布于不同网段上的基于网络的入侵检测系统可以协同工作以提供更强的入侵检测能力。
2.2.1基于主机的入侵检测系统
  基于主机的入侵检测系统将检测模块驻留在被保护系统上,通过提取被保护系统的运行数据并进行入侵分析来实现入侵检测的功能。
  基于主机的入侵检测系统可以有若干种实现方法:
  检测系统设置以发现不正当的系统设置和系统设置的不正当更改。例如COPS(Computer

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