對入侵檢測系統(tǒng)進行探究

　　近年來，隨著信息和網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展以及政治、經(jīng)濟或者軍事利益的驅動，計算機和網(wǎng)絡基礎設施，非凡是各種官方機構的網(wǎng)站，成為黑客攻擊的熱門目標。近年來對電子商務的熱切需求，更加激化了這種入侵事件的增長趨向。由于防火墻只防外不防內(nèi)，并且很輕易被繞過，所以僅僅依靠防火墻的計算機系統(tǒng)已經(jīng)不能對付日益猖獗的入侵行為，對付入侵行為的第二道防線——入侵檢測系統(tǒng)就被啟用了。

　　1、 入侵檢測系統(tǒng)(IDS)概念

　　1980年，James P.Anderson 第一次系統(tǒng)闡述了入侵檢測的概念，并將入侵行為分為外部滲透、內(nèi)部滲透和不法行為三種，還提出了利用審計數(shù)據(jù)監(jiān)視入侵活動的思想[1。即其之后,1986年Dorothy E.Denning提出實時異常檢測的概念[2并建立了第一個實時入侵檢測模型，命名為入侵檢測專家系統(tǒng)(IDES)，1990年，L.T.Heberlein等設計出監(jiān)視網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流的入侵檢測系統(tǒng)，NSM(Network Security Monitor)。自此之后，入侵檢測系統(tǒng)才真正發(fā)展起來。

　　Anderson將入侵嘗試或威脅定義為摘要：潛在的、有預謀的、未經(jīng)授權的訪問信息、操作信息、致使系統(tǒng)不可靠或無法使用的企圖。而入侵檢測的定義為[4摘要：發(fā)現(xiàn)非授權使用計算機的個體(如“黑客”)或計算機系統(tǒng)的合法用戶濫用其訪問系統(tǒng)的權利以及企圖實施上述行為的個體。執(zhí)行入侵檢測任務的程序即是入侵檢測系統(tǒng)。入侵檢測系統(tǒng)也可以定義為摘要：檢測企圖破壞計算機資源的完整性，真實性和可用性的行為的軟件。

　　入侵檢測系統(tǒng)執(zhí)行的主要任務包括[3摘要：監(jiān)視、分析用戶及系統(tǒng)活動;審計系統(tǒng)構造和弱點;識別、反映已知進攻的活動模式，向相關人士報警;統(tǒng)計分析異常行為模式;評估重要系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的完整性;審計、跟蹤管理操作系統(tǒng)，識別用戶違反平安策略的行為。入侵檢測一般分為三個步驟摘要：信息收集、數(shù)據(jù)分析、響應。

　　入侵檢測的目的摘要：(1)識別入侵者;(2)識別入侵行為;(3)檢測和監(jiān)視以實施的入侵行為;(4)為對抗入侵提供信息，阻止入侵的發(fā)生和事態(tài)的擴大;

　　2、 入侵檢測系統(tǒng)模型

　　美國斯坦福國際探究所(SRI)的D.E.Denning于1986年首次提出一種入侵檢測模型[2，該模型的檢測方法就是建立用戶正常行為的描述模型，并以此同當前用戶活動的審計記錄進行比較，假如有較大偏差，則表示有異?；顒影l(fā)生。這是一種基于統(tǒng)計的檢測方法。隨著技術的發(fā)展，后來人們又提出了基于規(guī)則的檢測方法。結合這兩種方法的優(yōu)點，人們設計出很多入侵檢測的模型。通用入侵檢測構架(Common Intrusion Detection Framework簡稱CIDF)組織，試圖將現(xiàn)有的入侵檢測系統(tǒng)標準化，CIDF闡述了一個入侵檢測系統(tǒng)的通用模型(一般稱為CIDF模型)。它將一個入侵檢測系統(tǒng)分為以下四個組件摘要：

　　事件產(chǎn)生器(Event Generators)

　　事件分析器(Event analyzers)

　　響應單元(Response units)

　　事件數(shù)據(jù)庫(Event databases)

　　它將需要分析的數(shù)據(jù)通稱為事件，事件可以是基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)包也可以是基于主機的系統(tǒng)日志中的信息。事件產(chǎn)生器的目的是從整個計算機環(huán)境中獲得事件，并向系統(tǒng)其它部分提供此事件。事件分析器分析得到的事件并產(chǎn)生分析結果。響應單元則是對分析結果做出反應的功能單元，它可以做出切斷連接、修改文件屬性等強烈反應。事件數(shù)據(jù)庫是存放各種中間和最終數(shù)據(jù)的地方的通稱，它可以是復雜的數(shù)據(jù)庫也可以是簡單的文本文件。

　　3、 入侵檢測系統(tǒng)的分類摘要：

　　現(xiàn)有的IDS的分類，大都基于信息源和分析方法。為了體現(xiàn)對IDS從布局、采集、分析、響應等各個層次及系統(tǒng)性探究方面的新問題，在這里采用五類標準摘要：控制策略、同步技術、信息源、分析方法、響應方式。

　　(1)按照信息源分類

　　按照信息源分類是目前最通用的劃分方法，它分為基于主機的IDS、基于網(wǎng)絡的IDS和分布式IDS?；谥鳈C的IDS通過分析來自單個的計算機系統(tǒng)的系統(tǒng)審計蹤跡和系統(tǒng)日志來檢測攻擊?；谥鳈C的IDS是在關鍵的網(wǎng)段或交換部位通過捕捉并分析網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包來檢測攻擊。分布式IDS，能夠同時分析來自主機系統(tǒng)日志和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流，系統(tǒng)由多個部件組成，采用分布式結構。

　　(2)按照分析方法分類

　　按照分析方法IDS劃分為濫用檢測型IDS和異常檢測型IDS。濫用檢測型的IDS中，首先建立一個對過去各種入侵方法和系統(tǒng)缺陷知識的數(shù)據(jù)庫，當收集到的信息和庫中的原型相符合時則報警。任何不符合特定條件的活動將會被認為合法，因此這樣的系統(tǒng)虛警率很低。異常檢測型IDS是建立在如下假設的基礎之上的，即任何一種入侵行為都能由于其偏離正?；蛘咚谕南到y(tǒng)和用戶活動規(guī)律而被檢測出來。所以它需要一個記錄合法活動的數(shù)據(jù)庫，由于庫的有限性使得虛警率比較高。

　　(3)按照控制策略分類

　　控制策略描述了IDS的各元素是如何控制的，以及IDS的輸入和輸出是如何管理的。按照控制策略IDS可以劃分為，集中式IDS、部分分布式IDS和全部分布式IDS。在集中式IDS中，一個中心節(jié)點控制系統(tǒng)中所有的監(jiān)視、檢測和報告。在部分分布式IDS中，監(jiān)控和探測是由本地的一個控制點控制，層次似的將報告發(fā)向一個或多個中心站。在全分布式IDS中，監(jiān)控和探測是使用一種叫“代理”的方法，代理進行分析并做出響應決策。

　　(4)按照同步技術分類

　　同步技術是指被監(jiān)控的事件以及對這些事件的分析在同一時間進行。按照同步技術劃分，IDS劃分為間隔批任務處理型IDS和實時連續(xù)性IDS。在間隔批任務處理型IDS中，信息源是以文件的形式傳給分析器，一次只處理特定時間段內(nèi)產(chǎn)生的信息，并在入侵發(fā)生時將結果反饋給用戶。很多早期的基于主機的IDS都采用這種方案。在實時連續(xù)型IDS中，事件一發(fā)生，信息源就傳給分析引擎，并且馬上得到處理和反映。實時IDS是基于網(wǎng)絡IDS首選的方案。

　　(5)按照響應方式分類

　　按照響應方式IDS劃分為主動響應IDS和被動響應IDS。當特定的入侵被檢測到時，主動IDS會采用以下三種響應摘要：收集輔助信息;改變環(huán)境以堵住導致入侵發(fā)生的漏洞;對攻擊者采取行動(這是一種不被推薦的做法，因為行為有點過激)。被動響應IDS則是將信息提供給系統(tǒng)用戶，依靠管理員在這一信息的基礎上采取進一步的行動。

　　4、 IDS的評價標準

　　目前的入侵檢測技術發(fā)展迅速，應用的技術也很廣泛，如何來評價IDS的優(yōu)缺點就顯得非常重要。評價IDS的優(yōu)劣主要有這樣幾個方面[5摘要：(1)準確性。準確性是指IDS不會標記環(huán)境中的一個合法行為為異?；蛉肭?。(2)性能。IDS的性能是指處理審計事件的速度。對一個實時IDS來說，必須要求性能良好。(3)完整性。完整性是指IDS能檢測出所有的攻擊。(4)故障容錯(fault tolerance)。當被保護系統(tǒng)遭到攻擊和毀壞時，能迅速恢復系統(tǒng)原有的數(shù)據(jù)和功能。(5)自身反抗攻擊能力。這一點很重要，尤其是“拒絕服務”攻擊。因為多數(shù)對目標系統(tǒng)的攻擊都是采用首先用“拒絕服務”攻擊摧毀IDS，再實施對系統(tǒng)的攻擊。(6)及時性(Timeliness)。一個IDS必須盡快地執(zhí)行和傳送它的分析結果，以便在系統(tǒng)造成嚴重危害之前能及時做出反應，阻止攻擊者破壞審計數(shù)據(jù)或IDS本身。

　　除了上述幾個主要方面，還應該考慮以下幾個方面摘要：(1)IDS運行時，額外的計算機資源的開銷;(2)誤警報率/漏警報率的程度;(3)適應性和擴展性;(4)靈活性;(5)管理的開銷;(6)是否便于使用和配置。

　　5、 IDS的發(fā)展趨勢

　　隨著入侵檢測技術的發(fā)展，成型的產(chǎn)品已陸續(xù)應用到實踐中。入侵檢測系統(tǒng)的典型代表是ISS(國際互聯(lián)網(wǎng)平安系統(tǒng)公司)公司的RealSecure。目前較為聞名的商用入侵檢測產(chǎn)品還有摘要：NAI公司的CyberCop Monitor、Axent公司的NetProwler、CISCO公司的Netranger、CA公司的Sessionwall-3等。國內(nèi)的該類產(chǎn)品較少，但發(fā)展很快，已有總參北方所、中科網(wǎng)威、啟明星辰等公司推出產(chǎn)品。

　　人們在完善原有技術的基礎上，又在探究新的檢測方法，如數(shù)據(jù)融合技術，主動的自主代理方法，智能技術以及免疫學原理的應用等。其主要的發(fā)展方向可概括為摘要：

　　(1)大規(guī)模分布式入侵檢測。傳統(tǒng)的入侵檢測技術一般只局限于單一的主機或網(wǎng)絡框架，顯然不能適應大規(guī)模網(wǎng)絡的監(jiān)測，不同的入侵檢測系統(tǒng)之間也不能協(xié)同工作。因此，必須發(fā)展大規(guī)模的分布式入侵檢測技術。

　　(2)寬帶高速網(wǎng)絡的實時入侵檢測技術。大量高速網(wǎng)絡的不斷涌現(xiàn)，各種寬帶接入手段層出不窮，如何實現(xiàn)高速網(wǎng)絡下的實時入侵檢測成為一個現(xiàn)實的新問題。

　　(3)入侵檢測的數(shù)據(jù)融合技術。目前的IDS還存在著很多缺陷。首先，目前的技術還不能對付練習有素的黑客的復雜的攻擊。其次，系統(tǒng)的虛警率太高。最后，系統(tǒng)對大量的數(shù)據(jù)處理，非但無助于解決新問題，還降低了處理能力。數(shù)據(jù)融合技術是解決這一系列新問題的好方法。

　　(4)和網(wǎng)絡平安技術相結合。結合防火墻，病毒防護以及電子商務技術，提供完整的網(wǎng)絡平安保障。

　　6、 結束語

　　在目前的計算機平安狀態(tài)下，基于防火墻、加密技術的平安防護固然重要，但是，要根本改善系統(tǒng)的平安目前狀況，必須要發(fā)展入侵檢測技術，它已經(jīng)成為計算機平安策略中的核心技術之一。IDS作為一種主動的平安防護技術，提供了對內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實時保護。隨著網(wǎng)絡通信技術平安性的要求越來越高，入侵檢測技術必將受到人們的高度重視。