攻擊技術(shù)和手段的不斷發(fā)展促使IDS等網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，使得IDS產(chǎn)品從一個簡單機械的產(chǎn)品發(fā)展成為智能化的產(chǎn)品。

　　入侵檢測的研究可以追溯到JamesP.Anderson在1980年的工作，他首次提出了“威脅”等術(shù)語，這里所指的“威脅”與入侵的含義基本相同，將入侵嘗試或威脅定義為:潛在的、有預(yù)謀的、未經(jīng)授權(quán)的訪問企圖，致使系統(tǒng)不可靠或無法使用。1987年DorothyE. Denning首次給出一個入侵檢測的抽象模型，并將入侵檢測作為一個新的安全防御措施提出。1988年，Morris蠕蟲事件加快了對入侵檢測系統(tǒng)(IDS:Intrusion Detection System)的開發(fā)研究。

　　在過去的20年里，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不斷發(fā)展，攻擊者水平在不斷提高，攻擊工具與攻擊手法日趨復(fù)雜多樣，特別是以黑客為代表的攻擊者對網(wǎng)絡(luò)的威脅日益突出，他們正不遺余力地與所有安全產(chǎn)品進行著斗爭。攻擊技術(shù)和手段的不斷發(fā)展促使IDS等網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，使得IDS產(chǎn)品從一個簡單機械的產(chǎn)品發(fā)展成為智能化的產(chǎn)品。

　　一、目前IDS存在的缺陷

　　入侵檢測系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)安全防護的重要手段，有很多地方值得我們進一步深入研究。目前的IDS還存在很多問題，有待于我們進一步完善。

　　1.高誤警(誤報)率

　　誤警的傳統(tǒng)定義是將良性流量誤認(rèn)為惡性的。廣義上講，誤警還包括對IDS用戶不關(guān)心事件的告警。因此，導(dǎo)致IDS產(chǎn)品高誤警率的原因是IDS檢測精度過低以及用戶對誤警概念的拓展。

　　2.產(chǎn)品適應(yīng)能力低

　　傳統(tǒng)的IDS產(chǎn)品在開發(fā)時沒有考慮特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需求，千篇一律。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備變得復(fù)雜化、多樣化，這就需要入侵檢測產(chǎn)品能動態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)不同環(huán)境的需求。

　　3.大型網(wǎng)絡(luò)的管理問題

　　很多企業(yè)規(guī)模在不斷擴大，對IDS產(chǎn)品的部署從單點發(fā)展到跨區(qū)域全球部署，這就將公司對產(chǎn)品管理的問題提上日程。首先，要確保新的產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)能夠支持?jǐn)?shù)以百計的IDS傳感器;其次，要能夠處理傳感器產(chǎn)生的告警事件;此外，還要解決攻擊特征庫的建立，配置以及更新問題。

　　4.缺少防御功能

　　檢測，作為一種被動且功能有限的技術(shù)，缺乏主動防御功能。因此，需要在下一代IDS產(chǎn)品中嵌入防御功能，才能變被動為主動。

　　5.評價IDS產(chǎn)品沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

　　對入侵檢測系統(tǒng)的評價目前還沒有客觀的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一使得入侵檢測系統(tǒng)之間不易互聯(lián)。隨著技術(shù)的發(fā)展和對新攻擊識別的增加，入侵檢測系統(tǒng)需要不斷升級才能保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。

　　6.處理速度上的瓶頸

　　隨著高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如ATM、千兆以太網(wǎng)等的相繼出現(xiàn)，如何實現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)下的實時入侵檢測是急需解決的問題。目前的百兆、千兆IDS產(chǎn)品的性能指標(biāo)與實際要求還存在很大的差距。

　　二、下一代IDS系統(tǒng)采用的技術(shù)

　　為了降低誤警率、合理部署多級傳感器、有效控制跨區(qū)域的傳感器，下一代入侵檢測產(chǎn)品需要包含以下關(guān)鍵技術(shù)。

　　1.智能關(guān)聯(lián)

　　智能關(guān)聯(lián)是將企業(yè)相關(guān)系統(tǒng)的信息(如主機特征信息)與網(wǎng)絡(luò)IDS檢測結(jié)構(gòu)相融合，從而減少誤警。如系統(tǒng)的脆弱性信息需要包括特定的操作系統(tǒng)(OS)以及主機上運行的服務(wù)。當(dāng)IDS使用智能關(guān)聯(lián)時，它可以參考目標(biāo)主機上存在的、與脆弱性相關(guān)的所有告警信息。如果目標(biāo)主機不存在某個攻擊可以利用的漏洞，IDS將抑制告警的產(chǎn)生。

　　智能關(guān)聯(lián)包括主動關(guān)聯(lián)和被動關(guān)聯(lián)。主動關(guān)聯(lián)是通過掃描確定主機漏洞;被動關(guān)聯(lián)是借助操作系統(tǒng)的指紋識別技術(shù)，即通過分析IP、TCP報頭信息識別主機上的操作系統(tǒng)。下面將詳細介紹指紋識別技術(shù)。

　　(1)IDS有時會出現(xiàn)誤報(主機系統(tǒng)本身并不存在某種漏洞，而IDS報告系統(tǒng)存在該漏洞)

　　造成這種現(xiàn)象的原因是當(dāng)IDS檢測系統(tǒng)是否受到基于某種漏洞的攻擊時，沒有考慮主機的脆弱性信息。以針對Windows操作系統(tǒng)的RPC攻擊為例，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在RPC攻擊時，即使該網(wǎng)絡(luò)中只有基于Linux的機器，IDS也會產(chǎn)生告警，這就是一種誤報現(xiàn)象。為了解決這個問題，需要給IDS提供一種基于主機信息的報警機制。因此新一代IDS產(chǎn)品利用被動指紋識別技術(shù)構(gòu)造一個主機信息庫，該技術(shù)通過對TCP、IP報頭中相關(guān)字段進行識別來確定操作系統(tǒng)(OS)類型。

　　(2)被動指紋識別技術(shù)的工作原理

　　被動指紋識別技術(shù)的實質(zhì)是匹配分析法。匹配雙方一個是來自源主機數(shù)據(jù)流中的TCP、IP報頭信息，另一個是特征數(shù)據(jù)庫中的目標(biāo)主機信息，通過將兩者做匹配來識別源主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流中是否含有惡意信息。通常比較的報頭信息包括窗口大小(Windowsize)、數(shù)據(jù)報存活期(TTL)、DF(don tfragment)標(biāo)志以及數(shù)據(jù)報長(Totallength)。

　　窗口大小(wsize)指輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小，它在TCP會話的初始階段由OS設(shè)定。多數(shù)UNIX操作系統(tǒng)在TCP會話期間不改變它的值，而在Windows操作系統(tǒng)中有可能改變。

　　數(shù)據(jù)報存活期指數(shù)據(jù)報在被丟棄前經(jīng)過的跳數(shù)(hop);不同的TTL值代表不同的OS，TTL=64，OS=UNIX;TTL=12，OS=Windows。DF字段通常設(shè)為默認(rèn)值，而OpenBSD不對它進行設(shè)置。

　　數(shù)據(jù)報長是IP報頭和負載(Payload)長度之和。在SYN和SYNACK數(shù)據(jù)報中，不同的數(shù)據(jù)報長代表不同的操作系統(tǒng)，60代表Linux、44代表Solaris、48代表Windows2000。

　　IDS將上述參數(shù)合理組合作為主機特征庫中的特征(稱為指紋)來識別不同的操作系統(tǒng)。如TTL=64，初步判斷OS=Linux/OpenBSD;如果再給定wsize的值就可以區(qū)分是Linux還是OpenBSD。因此，(TTL，wsize)就可以作為特征庫中的一個特征信息。

　　(3)被動指紋識別技術(shù)工作流程

　　具有指紋識別技術(shù)的IDS系統(tǒng)通過收集目標(biāo)主機信息，判斷主機是否易受到針對某種漏洞的攻擊，從而降低誤報率。它的工作流程如圖1所示。

　　<1>指紋識別引擎檢查SYN報頭，提取特定標(biāo)識符;

　　<2>從特征庫中提取目標(biāo)主機上的操作系統(tǒng)信息;

　　<3>更新主機信息表;

　　<4>傳感器檢測到帶有惡意信息的數(shù)據(jù)報，在發(fā)出警告前先與主機信息表中的內(nèi)容進行比較;

　　<5>傳感器發(fā)現(xiàn)該惡意數(shù)據(jù)報是針對Windows服務(wù)器的，而目標(biāo)主機是Linux服務(wù)器，所以IDS將抑制該告警的產(chǎn)生。

圖1 被動指紋識別技術(shù)工作流程

　　因此，當(dāng)IDS檢測到攻擊數(shù)據(jù)包時，首先查看主機信息表，判斷目標(biāo)主機是否存在該攻擊可利用的漏洞;如果不存在該漏洞，IDS將抑制告警的產(chǎn)生，但要記錄關(guān)于該漏洞的告警信息作為追究法律責(zé)任的證據(jù)。這種做法能夠使安全管理員專心處理由于系統(tǒng)漏洞產(chǎn)生的告警。一些IDS經(jīng)銷商已經(jīng)把OS指紋識別的概念擴展到應(yīng)用程序指紋識別，甚至到更廣泛的用途上。

　　2.告警泛濫抑制

　　IDS產(chǎn)品使用告警泛濫抑制技術(shù)可以降低誤警率。在利用漏洞的攻擊勢頭逐漸變強之時，IDS短時間內(nèi)會產(chǎn)生大量的告警信息;而IDS傳感器卻要對同一攻擊重復(fù)記錄，尤其是蠕蟲在網(wǎng)絡(luò)中自我繁殖的過程中，這種現(xiàn)象最為嚴(yán)重。NFR(一家網(wǎng)絡(luò)安全公司)稱這種現(xiàn)象為“告警飽和”。

　　所謂“告警泛濫”是指短時間內(nèi)產(chǎn)生的關(guān)于同一攻擊的告警。下一代IDS產(chǎn)品利用一些規(guī)則(規(guī)則的制定需要考慮傳感器)篩選產(chǎn)生的告警信息來抑制告警泛濫;IDS可根據(jù)用戶需求減少或抑制短時間內(nèi)同一傳感器針對某個流量產(chǎn)生的重復(fù)告警。這樣，網(wǎng)管人員可以專注于公司網(wǎng)絡(luò)的安全狀況，不至于為泛濫的告警信息大傷腦筋。告警泛濫抑制技術(shù)是將一些規(guī)則或參數(shù)(包括警告類型、源IP、目的IP以及時間窗大小)融入到IDS傳感器中，使傳感器能夠識別告警飽和現(xiàn)象并實施抑制操作。有了這種技術(shù)，傳感器可以在告警前對警報進行預(yù)處理，抑制重復(fù)告警。例如，可以對傳感器進行適當(dāng)配置，使它忽略在30秒內(nèi)產(chǎn)生的針對同一主機的告警信息;IDS在抑制告警的同時可以記錄這些重復(fù)警告用于事后的統(tǒng)計分析。

　　3.告警融合

　　該技術(shù)是將不同傳感器產(chǎn)生的、具有相關(guān)性的低級別告警融合成更高級別的警告信息，這有助于解決誤報和漏報問題。

　　當(dāng)與低級別警告有關(guān)的條件或規(guī)則滿足時，安全管理員在IDS上定義的元告警相關(guān)性規(guī)則就會促使高級別警告產(chǎn)生。如掃描主機事件，如果單獨考慮每次掃描，可能認(rèn)為每次掃描都是獨立的事件，而且對系統(tǒng)的影響可以忽略不計;但是，如果把在短時間內(nèi)產(chǎn)生的一系列事件整合考慮，會有不同的結(jié)論。IDS在10min內(nèi)檢測到來自于同一IP的掃描事件，而且掃描強度在不斷升級，安全管理人員可以認(rèn)為是攻擊前的滲透操作，應(yīng)該作為高級別告警對待。這個例子告訴我們告警融合技術(shù)可以發(fā)出早期攻擊警告，如果沒有這種技術(shù)，需要安全管理員來判斷一系列低級別告警是否是隨后更高級別攻擊的先兆;而通過設(shè)置元警告相關(guān)性規(guī)則，安全管理員可以把精力都集中在高級別警告的處理上。元警告相關(guān)性規(guī)則中定義的參數(shù)包括時間窗、事件數(shù)量、事件類型IP地址、端口號、事件順序。

　　4.可信任防御模型

　　改進的IDS中應(yīng)該包含可信任防御模型的概念。事實上，2004年多數(shù)傳統(tǒng)的IDS供應(yīng)商已經(jīng)逐漸地把防御功能加入到IDS產(chǎn)品中。與此同時，IPS(入侵防御系統(tǒng))產(chǎn)品的使用率在增長，但是安全人士仍然為IDS產(chǎn)品預(yù)留了實現(xiàn)防御功能的空間。IDS產(chǎn)品供應(yīng)商之所以這樣做，部分原因在于他們認(rèn)識到防御功能能否有效地實施關(guān)鍵在于檢測功能的準(zhǔn)確性和有效性。沒有精確的檢測就談不上建立可信任的防御模型;所以，開發(fā)出好的內(nèi)嵌防御功能的IDS產(chǎn)品關(guān)鍵在于提高檢測的精確度。

　　下一代IDS產(chǎn)品中，融入可信任防御模型后，將會對第一代IPS產(chǎn)品遇到的問題(誤報導(dǎo)致合法數(shù)據(jù)被阻塞、丟棄;自身原因造成的拒絕服務(wù)攻擊泛濫;應(yīng)用級防御)有個圓滿的解決。

　　可信任防御模型中采用的機制:

　　(1)信任指數(shù):IDS為每個告警賦予一個可信值，即在IDS正確評估攻擊/威脅后對是否發(fā)出告警的自我確信度。如對于已知的SQLSlammer攻擊，IDS在分析數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)報類型和大小后，以高確信度斷定數(shù)據(jù)流包含SQLSlammer流量。因為這種攻擊使用UDP，數(shù)據(jù)報大小為376，所用端口為1434;有了這樣的數(shù)據(jù)，IDS會為相應(yīng)的告警賦予高信任指數(shù)。

　　(2)拒絕服務(wù)攻擊(DOS):攻擊者可能冒充內(nèi)網(wǎng)IP(如郵件服務(wù)器IP)進行欺騙攻擊，傳統(tǒng)防御系統(tǒng)將會拒絕所有來自郵件服務(wù)器的流量，導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)機器不能接受外部發(fā)來的郵件，下一代IDS產(chǎn)品能夠識別這種自發(fā)的DOS情形，并且降低發(fā)生概率。

　　(3)應(yīng)用級攻擊:這是一種針對被保護力度低的應(yīng)用程序(如即時通信工具、VoIP等)發(fā)起的攻擊，攻擊造成的后果非常嚴(yán)重。下一代IDS產(chǎn)品提供深度覆蓋技術(shù)來保護脆弱的應(yīng)用程序免遭攻擊。

　　綜上所述，下一代IDS技術(shù)有效地解決IDS的高誤報率、高漏報率以及無主動防御功能的問題。對于如何提高入侵檢測系統(tǒng)的檢測速度，以適應(yīng)高速網(wǎng)絡(luò)通信的要求，一些廠商也提出了相應(yīng)的實現(xiàn)技術(shù)。今后，我們需要做的將是如何將這些技術(shù)有效的融合在入侵檢測系統(tǒng)中，形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠做到與其他網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備協(xié)同工作，提高整個系統(tǒng)的安全性能。

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