網(wǎng)絡(luò)安全入侵檢測(cè)闡述

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摘要：網(wǎng)絡(luò)安全問題已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)人們最為關(guān)注的問題之一，一旦網(wǎng)絡(luò)受到惡意入侵，很有可能會(huì)造成電腦系統(tǒng)癱瘓或儲(chǔ)存信息泄露等問題，對(duì)人們的工作以及信息安全造成了一定的影響，因此相關(guān)人員一直極為重視對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全防范技術(shù)的研究，并對(duì)入侵檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行著不斷的優(yōu)化，本文將對(duì)這一技術(shù)的概念、工作原理和流程、分類、運(yùn)用實(shí)踐以及發(fā)展趨勢(shì)五個(gè)方面進(jìn)行闡述，希望能夠?yàn)槿肭謾z測(cè)技術(shù)的運(yùn)用帶來一定的啟示。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)安全；入侵檢測(cè)；工作原理；發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)電腦系統(tǒng)進(jìn)行破壞操作，以非法獲得他人信息資料的行為，就可以視為是入侵行為。目前，網(wǎng)絡(luò)安全的主要防范技術(shù)就是防火墻技術(shù)，雖然這種技術(shù)具有一定的防范優(yōu)勢(shì)，但較為被動(dòng)，并不能自動(dòng)對(duì)電腦進(jìn)行檢測(cè)，而入侵檢測(cè)技術(shù)較為主動(dòng)，能夠?qū)﹄娔X系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和防護(hù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)電腦進(jìn)行入侵的操作，并予以制止，既能夠阻止外來的惡意侵入，同時(shí)還能對(duì)用戶的操作進(jìn)行監(jiān)管，一旦用戶出現(xiàn)違規(guī)操作就會(huì)發(fā)出警報(bào)，提升了信息資料的安全系數(shù)。

1入侵檢測(cè)技術(shù)

入侵，英文為“Intrusion”，是指企圖入侵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)其可用性、保密性以及完整性進(jìn)行破壞的一系列操作行為，而入侵檢測(cè)就是指對(duì)企圖進(jìn)行入侵的行為進(jìn)行檢測(cè)的一項(xiàng)技術(shù)。主要是通過將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要結(jié)點(diǎn)信息收集起來，并對(duì)其進(jìn)行分析和判斷，一旦出現(xiàn)有違規(guī)操作或者有惡意攻擊的情況，就會(huì)立即將這一情況反映到系統(tǒng)管理人員處，對(duì)入侵行為進(jìn)行檢測(cè)的硬件以及軟件被稱為入侵檢測(cè)系統(tǒng)。入侵檢測(cè)系統(tǒng)在電腦運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行如下幾點(diǎn)操作：（1）對(duì)用戶和系統(tǒng)的活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視和分析；（2）對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)造以及不足之處進(jìn)行審計(jì)；（3）對(duì)入侵行動(dòng)進(jìn)行識(shí)別，將異常的行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并上報(bào)到后臺(tái)系統(tǒng)中；（4）對(duì)重要系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)文件是否完整進(jìn)行評(píng)估，并會(huì)對(duì)系統(tǒng)的操作進(jìn)行跟蹤和審計(jì)。該系統(tǒng)具有識(shí)別出黑客入侵和攻擊的慣用方式；對(duì)網(wǎng)絡(luò)的異常通信行為進(jìn)行監(jiān)控；對(duì)系統(tǒng)漏洞進(jìn)行識(shí)別；對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全管理水平進(jìn)行提升。

2工作原理及流程

2．1工作原理。1）對(duì)異常行為進(jìn)行檢測(cè)在使用異常檢測(cè)這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，會(huì)假定系統(tǒng)中存在的入侵行為都屬于異常，所以想要在系統(tǒng)中建立正常活動(dòng)專屬的文件，就要對(duì)非正常的文件的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)量進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而對(duì)入侵行為進(jìn)行有效的鑒別。比如，電腦程序員的日常正規(guī)操作和編輯人員的日常正規(guī)操作具有一定的差別，這時(shí)就應(yīng)對(duì)工作人員的日常操作進(jìn)行記錄，并設(shè)立用戶專屬的正常活動(dòng)文件。這樣操作之后，即使入侵者盜竊了用戶的賬號(hào)進(jìn)行操作，也會(huì)因?yàn)榕c專屬文件中的活動(dòng)不符而被視為是入侵行為，系統(tǒng)會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)。但值得注意的是，入侵行為與非日常行為操作并不相同，通常會(huì)存在兩種可能：一種是用戶自己的異常操作被系統(tǒng)視為是入侵，即“偽肯定”警報(bào)真實(shí)性不足；另一種是惡意入侵的操作因?yàn)榕c用戶的正常操作極為相符，導(dǎo)致系統(tǒng)將入侵行為默認(rèn)為是正常行為，即“偽否定”，這種錯(cuò)誤行為造成的后果較為嚴(yán)重。因此，進(jìn)行異常檢測(cè)的重點(diǎn)問題就是要能選擇出正確的“閾值”，進(jìn)而保證兩種問題能夠得到有效的控制，并能夠?qū)嶋H的管理需要系統(tǒng)進(jìn)行有區(qū)域性的重點(diǎn)監(jiān)視。現(xiàn)在異常檢測(cè)所使用的方法主要有預(yù)測(cè)模式生成法、統(tǒng)計(jì)法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法三種。2）基于相關(guān)知識(shí)對(duì)特征進(jìn)行檢測(cè)所謂特征檢測(cè)，也被稱之為Misusedeteciton，能夠通過一種模式將假設(shè)的入侵人員操作行為表示出來，目的就是為了找出與這些操作行為相符的模式，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全。不過這種檢測(cè)方式也存在一定的弊端，它只能檢測(cè)出已經(jīng)存在的入侵行為，并不能將新型的入侵行為檢測(cè)出來。對(duì)入侵行為的判斷只能基于電腦系統(tǒng)中已經(jīng)建立的模式之上，而特征檢測(cè)系統(tǒng)目前的關(guān)鍵問題就是對(duì)攻擊模式能夠涉及和實(shí)際攻擊有所關(guān)聯(lián)的全部要素的確定問題以及對(duì)入侵活動(dòng)進(jìn)行特征匹配的問題。就理論層面而言，想要使檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)⑷肭值幕顒?dòng)完全檢測(cè)出啦，就必須要確保能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)語言將所有的入侵行為全面描述出來，從此可以看出，該檢測(cè)方式最大的問題就是獨(dú)立性不足，不僅系統(tǒng)的移植性較差，維護(hù)工作的任務(wù)量過重，同時(shí)還無法將入侵行為變?yōu)槌橄笮缘闹R(shí)，在對(duì)已知知識(shí)的檢測(cè)也受到了一定的限制，特別是內(nèi)部人員如果進(jìn)行違規(guī)操作時(shí)，很難將其檢測(cè)出來。現(xiàn)行使用的違規(guī)檢測(cè)方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基本規(guī)則以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析三種方式。2．2工作流程。在對(duì)電腦進(jìn)行入侵檢測(cè)時(shí)，系統(tǒng)的工作流程主要分為三個(gè)步驟：第一步，要對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在進(jìn)行檢測(cè)之前，首先就要對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量?jī)?nèi)容以及用戶接連活動(dòng)等方面的信息進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)；第二步，對(duì)信息進(jìn)行分析。在對(duì)需要的信息進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)之后，相關(guān)技術(shù)人員就應(yīng)對(duì)這些信息進(jìn)行分析，目前常用的分析方式為完整性分析、模式匹配以及統(tǒng)計(jì)分析三種，模糊匹配與統(tǒng)計(jì)分析會(huì)在電腦運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而在事后分析時(shí)多使用完整性分析法；最后一步就是對(duì)電腦系統(tǒng)的操作進(jìn)行實(shí)時(shí)登記和報(bào)警，同時(shí)對(duì)入侵行為進(jìn)行一定程度的反擊處理。入侵檢測(cè)系統(tǒng)的主要目標(biāo)就是為了對(duì)入侵的行為做出相應(yīng)的處理，即對(duì)入侵行為進(jìn)行詳細(xì)的日志記錄和實(shí)時(shí)報(bào)警以及進(jìn)行一定程度的回?fù)羧肭衷础，F(xiàn)在鑒別入侵活動(dòng)的技術(shù)方式有基本活動(dòng)、用戶特征以及入侵者特征三種。

3入侵檢測(cè)系統(tǒng)分類

按照檢測(cè)數(shù)據(jù)的來源，入侵檢測(cè)系統(tǒng)可以分為主機(jī)方面的檢測(cè)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)方面的檢測(cè)系統(tǒng)兩種，下面我們來分別了解一下：3．1主機(jī)方面的檢測(cè)系統(tǒng)。這種檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源是由系統(tǒng)日志以及應(yīng)用程序日志等組成的，同時(shí)也可以使用像監(jiān)督系統(tǒng)調(diào)用等方式對(duì)主機(jī)的信息進(jìn)行分析和收集。在對(duì)主機(jī)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般會(huì)在主要檢測(cè)的主機(jī)上安裝入侵檢測(cè)系統(tǒng)，這樣能夠?qū)z測(cè)對(duì)象的系統(tǒng)審計(jì)日志和網(wǎng)絡(luò)連接情況主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)的分析和評(píng)定。當(dāng)出現(xiàn)與特征或統(tǒng)計(jì)規(guī)律不同的操作時(shí)，還系統(tǒng)就會(huì)將其視為是入侵行為，并會(huì)自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的處理。如果主機(jī)設(shè)定的文件發(fā)生變化，在主機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)就會(huì)對(duì)新操作與記錄的入侵行為進(jìn)行對(duì)比，如果對(duì)比度較高，檢測(cè)系統(tǒng)就會(huì)將對(duì)這一操作進(jìn)行報(bào)警，并自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的處理。3．2網(wǎng)絡(luò)方面的檢測(cè)系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源則是由原始網(wǎng)絡(luò)包組成的。檢測(cè)系統(tǒng)此時(shí)會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的隨機(jī)模式中任意選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器來對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的通信業(yè)務(wù)實(shí)施全面的監(jiān)視與分析。當(dāng)該系統(tǒng)檢測(cè)到有入侵的行為時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行一系列的反應(yīng)，不同的檢測(cè)系統(tǒng)做出的反應(yīng)也會(huì)不同，但主要措施基本相同，像通知以及反擊等等。

4入侵檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用實(shí)踐

4．1貝葉斯聚類。以貝葉斯聚類為基礎(chǔ)對(duì)入侵行為進(jìn)行檢測(cè)的方法，是對(duì)電腦的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并從中找出不同的數(shù)據(jù)集合，從而將異常用戶區(qū)分出來。在二十世紀(jì)九十年代，相關(guān)學(xué)者研發(fā)出了自動(dòng)分類程序，屬于無監(jiān)督的數(shù)據(jù)分類技術(shù)，這種技術(shù)的研發(fā)成功為貝葉斯統(tǒng)計(jì)技術(shù)運(yùn)用的實(shí)施奠定了良好地基礎(chǔ)。這種檢測(cè)的方式具有兩方面的優(yōu)勢(shì)：一方面，以提供的數(shù)據(jù)為依據(jù)，這種檢測(cè)方式能夠自動(dòng)對(duì)類型數(shù)目進(jìn)行斷定；另一方面，對(duì)于聚類準(zhǔn)確、相似測(cè)量以及停頓規(guī)則，并沒有過多的要求。一般檢測(cè)的技術(shù)基本都是以監(jiān)督分類的形式為主，是通過對(duì)用戶行為的檢測(cè)設(shè)定出用戶的常規(guī)操作的范圍，但貝葉斯的分類與其有所不同，能夠?qū)⒎诸悢?shù)以及具有相似操作用戶自然分成一類，較為理想化。不夠由于這種檢測(cè)方式的使用時(shí)間較短，還沒有在入侵檢測(cè)系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以一些細(xì)節(jié)方面的問題，像自動(dòng)分類程度的處理以及審計(jì)跟蹤等方面的具體操作沒有明確，導(dǎo)致在使用時(shí)無法將這一優(yōu)勢(shì)無法充分發(fā)揮出來。4．2模式匹配。在入侵檢測(cè)中，模式匹配這一方式最為簡(jiǎn)單、傳統(tǒng)。在使用這種檢測(cè)方式時(shí)，首先要在系統(tǒng)中設(shè)置入侵特征庫，之后，檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，一旦數(shù)據(jù)與庫中的入侵特征不符時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將其視為是入侵行為。雖然這種檢測(cè)方式具有計(jì)算簡(jiǎn)便以及準(zhǔn)確率較高等優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的缺點(diǎn)，這種檢測(cè)方式只能對(duì)庫中的入侵形式進(jìn)行檢測(cè)，一旦入侵者對(duì)操作進(jìn)行修改，檢測(cè)系統(tǒng)就很難將其識(shí)別出來。相關(guān)人員雖然也會(huì)對(duì)庫內(nèi)特征不斷進(jìn)行更新，但由于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度過快的特性，更新的速度相對(duì)較難，直接增加了檢測(cè)的難度。4．3特征選擇。特征選擇的檢測(cè)方式是挑選出檢測(cè)性能較好度量構(gòu)成子集，并以此作為主要的檢測(cè)手段對(duì)已經(jīng)檢測(cè)出的入侵行為進(jìn)行預(yù)測(cè)、分類。這種檢測(cè)方式的不足之處在于無法對(duì)用戶的異常活動(dòng)以及惡意入侵行為作出準(zhǔn)備的判定，而且這種進(jìn)行斷定的過程也較為復(fù)雜，在對(duì)度量子集進(jìn)行選擇時(shí)，主要的參考依據(jù)就是入侵類別，且一個(gè)度量子集并不能對(duì)所有的入侵行為進(jìn)行檢測(cè)，如果僅使用一種子集，很有可能會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)遺漏的現(xiàn)象，從而使網(wǎng)絡(luò)安全受到威脅。最佳的子集檢測(cè)入侵方式就是能夠自動(dòng)進(jìn)行子集的選擇，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵行為的全面檢測(cè)。該行業(yè)的學(xué)者提出了利用遺傳方式來對(duì)所有的子集進(jìn)行搜尋，并自動(dòng)找出適合的子集對(duì)操作行為進(jìn)行檢測(cè)，這種方法主要是運(yùn)用了學(xué)習(xí)分離器的方式形成了基因突變算子以及遺傳交叉算子，將測(cè)量性能較低的子集篩除之后，使用遺傳算子生成的子集再次進(jìn)行測(cè)量，并將這樣的測(cè)量方式和測(cè)量性能較高的子集有機(jī)結(jié)合在一起，檢測(cè)的效果會(huì)更加明顯、高效。4．4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)方式具有較強(qiáng)的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)以及自組織能力的優(yōu)勢(shì)，因此多在環(huán)境信息以及背景知識(shí)較為不利的環(huán)境中使用。使用這種檢測(cè)對(duì)入侵行為進(jìn)行檢測(cè)，能夠?qū)⑽粗娜肭中袨闄z測(cè)出來。數(shù)據(jù)信息預(yù)處理功能會(huì)將審計(jì)日志以及網(wǎng)絡(luò)訪問行為等信息進(jìn)行處理，獲得輸入向量，之后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)對(duì)向量展開分析，進(jìn)而得到用戶常規(guī)的操作方式，并進(jìn)行記錄，以此判斷出操作與之不符的入侵活動(dòng)。

5入侵檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全重視的程度越來越高，入侵檢測(cè)技術(shù)水平也得到了顯著的提升，已經(jīng)開始朝向更加智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，尤其是以孤立點(diǎn)挖掘?yàn)榛A(chǔ)的檢測(cè)技術(shù)更是今后入侵檢測(cè)系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)。所謂孤立點(diǎn)挖掘就是指對(duì)大量的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，找出其中與常規(guī)數(shù)據(jù)有著明顯不同的，且較為小眾、較為新穎的數(shù)據(jù)檢測(cè)方式。使用這種方式能夠?qū)⒋笠?guī)模數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)挖掘出來，從而有效避免因這些數(shù)據(jù)的異常而帶來的負(fù)面影響。雖然入侵的手段也在不斷進(jìn)行著變化，但就整體的網(wǎng)絡(luò)行為而言，入侵行為還是會(huì)產(chǎn)生小部分的異常數(shù)據(jù)，而使用這一技術(shù)能夠準(zhǔn)確找出這些數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚梢愿玫貙⑷肭中袨榈谋举|(zhì)呈現(xiàn)出來，所以在今后進(jìn)行入侵行為檢測(cè)時(shí)，可以使用這種技術(shù)將入侵檢測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)楣铝Ⅻc(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)掘行為。與其他的入侵檢測(cè)技術(shù)相比，孤立點(diǎn)挖掘檢測(cè)技術(shù)并不需要進(jìn)行訓(xùn)練，可以直接進(jìn)行使用，有效避免了因訓(xùn)練模式不完善而造成的檢測(cè)遺漏等情況。就實(shí)踐消耗的角度而言，是以進(jìn)行距離對(duì)比為主的，雖然相對(duì)于其他入侵檢測(cè)的方式，這種方式的檢測(cè)需要大量的時(shí)間和空間，但其算法性能較高，對(duì)于入侵的阻擊效率也較為理想，值得進(jìn)行大面積推廣。

6結(jié)束語

由于現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)病毒以及黑客等惡意入侵手段越來越復(fù)雜，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全使用造成了極大的影響，為了應(yīng)對(duì)這一問題相關(guān)技術(shù)人員必須要加強(qiáng)對(duì)安全防范技術(shù)的研發(fā)，尤其是要對(duì)入侵檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化，不斷優(yōu)化檢測(cè)技術(shù)水平，保證電腦系統(tǒng)能夠有效檢測(cè)出非法入侵行為，并自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行一系列的反擊，從而確保網(wǎng)絡(luò)信息的安全。通過本文對(duì)入侵檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用以及相關(guān)問題的介紹使我們認(rèn)識(shí)到現(xiàn)在使用的檢測(cè)技術(shù)多少還存在一定的問題，需要技術(shù)人員對(duì)其不斷進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn)，為人們帶來更加安全、快捷的網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境。

作者:孔政 單位:長(zhǎng)江水利委員會(huì)人才資源開發(fā)中心

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