信息安全技术第六章-入侵检测技术

入侵检测的起源（4）
从1984年到1986年，乔治敦大学的Dorothy Denning和 SRI/CSL的Peter Neumann研究出了一个实时入侵检测系 统模型，取名为IDES（入侵检测专家系统）
入侵检测的起源（5）
1990，加州大学戴维斯分校的L. T. Heberlein等
人开发出了NSM（Network Security Monitor） 该系统第一次直接将网络流作为审计数据来源， 因而可以在不将审计数据转换成统一格式的情况 下监控异种主机 入侵检测系统发展史翻开了新的一页，两大阵营 正式形成：基于网络的IDS和基于主机的IDS
信息安全技术
许红星
1. 2. 3.
概述 入侵检测方法 入侵检测系统的设计原理
4.
5.
入侵检测响应机制
入侵检测标准化工作
6.
7.
其它
展望
概述 2. 3. 入侵检测方法 入侵检测系统的设计原理
4.
5.
入侵检测响应机制
入侵检测标准化工作
6.
7.
其它
展望
Intrusion
Intrusion
: Attempting to break into or misuse your system. Intruders may be from outside the network or legitimate users of the network. Intrusion can be a physical, system or remote intrusion.
系统或网络的日志文件



黑客经常在系统日志文件中留下他们的踪迹， 因此，充分利用系统和网络日志文件信息是检 测入侵的必要条件 日志文件中记录了各种行为类型，每种类型又 包含不同的信息，例如记录“用户活动”类型 的日志，就包含登录、用户ID改变、用户对文 件的访问、授权和认证信息等内容 显然，对用户活动来讲，不正常的或不期望的 行为就是重复登录失败、登录到不期望的位置 以及非授权的企图访问重要文件等等
IDS基本结构
入侵检测是监测计算机网络和系统,以发 现违反安全策略事件的过程 简单地说，入侵检测系统包括三个功能 部件： （1）信息收集 （2）信息分析 （3）结果处理

信息收集
入侵检测的第一步是信息收集，收集内容 包括系统、网络、数据及用户活动的状态 和行为。 需要在计算机网络系统中的若干不同关键 点（不同网段和不同主机）收集信息，
activities
Example: if (src_ip == dst_ip) then “land attack” Can’t detect new attacks
入侵检测的分类（2）
按照数据来源：
基于主机：系统获取数据的依据是系统
运行所在的主机，保护的目标也是系统 运行所在的主机 基于网络：系统获取的数据是网络传输 的数据包，保护的是网络的运行 混合型
误用检测
Normal Activity System Audit No Signature Match Metrics Pattern Matcher Signature Match
Intrusion
误用检测模型
误用检测
1. 前提：所有的入侵行为都有可被检测到的特征 2. 攻击特征库: 当监测的用户或系统行为与库中的记录 相匹配时，系统就认为这种行为是入侵 3. 过程 监控 特征提取 匹配 判定
4. 指标
错报低
漏报高
误用检测模型

如果入侵特征与正常的用户行能匹配，则系统 会发生误报；如果没有特征能与某种新的攻击 行为匹配，则系统会发生漏报 特点：采用特征匹配，滥用模式能明显降低错 报率，但漏报率随之增加。攻击特征的细微变 化，会使得滥用检测无能为力

Misuse Detection
pattern matching Intrusion Patterns intrusion

尽可能扩大检测范围 从一个源来的信息有可能看不出疑点
信息收集

入侵检测很大程度上依赖于收集信息的可 靠性和正确性，因此，要保证用来检测网 络系统的软件的完整性，特别是入侵检测 系统软件本身应具有相当强的坚固性，防 止被篡改而收集到错误的信息
信息收集的来源
系统或网络的日志文件 网络流量 系统目录和文件的异常变化 程序执行中的异常行为
异常检测
System Audit
Normal Activity
Below Threshold levels
Metrics Profiler
Exceed Threshold Levels
Intrusion
异常检测模型
异常检测
1. 前提：入侵是异常活动的子集 2. 用户轮廓(Profile): 通常定义为各种行为参数及其 阀值的集合，用于描述正常行为范围 3. 过程 监控 量化 比较 判定
信息分析
模式匹配 统计分析 完整性分析，往往用于事后分析
模式匹配

模式匹配就是将收集到的信息与已知的网络入侵 和系统误用模式数据库进行比较，从而发现违背 安全策略的行为 一般来讲，一种进攻模式可以用一个过程（如执 行一条指令）或一个输出（如获得权限）来表示。 该过程可以很简单（如通过字符串匹配以寻找一 个简单的条目或指令），也可以很复杂（如利用 正规的数学表达式来表示安全状态的变化）
入侵检测起源
1980年 1987年 Anderson提出：入侵检测概念，分类方法 Denning提出了一种通用的入侵检测模型 独立性 ：系统、环境、脆弱性、入侵种类
系统框架：异常检测器，专家系统
90年初：CMDS™、NetProwler™、NetRanger™
ISS RealSecure™
入侵检测的起源（1）

入侵检测的定义
对系统的运行状态进行监视，发现各种攻 击企图、攻击行为或者攻击结果，以保证 系统资源的机密性、完整性和可用性 进行入侵检测的软件与硬件的组合便是入 侵检测系统 IDS : Intrusion Detection System

入侵检测的特点
一个完善的入侵检测系统的特点：
经济性 时效性 安全性 可扩展性入侵检测的起源（6）来自IDS存在与发展的必然性
一、网络攻击的破坏性、损失的严重性 二、日益增长的网络安全威胁
三、单纯的防火墙无法防范复杂多变的攻击
为什么需要IDS

关于防火墙
网络边界的设备
自身可以被攻破
对某些攻击保护很弱 不是所有的威胁来自防火墙外部

入侵很容易
入侵教程随处可见 各种工具唾手可得


审计技术：产生、记录并检查按时间顺序排列 的系统事件记录的过程 审计的目标：
确定和保持系统活动中每个人的责任 重建事件
评估损失
监测系统的问题区 提供有效的灾难恢复 阻止系统的不正当使用
入侵检测的起源（2）
计算机安全和审计 美国国防部在70年代支持“可信信息系 统”的研究，最终审计机制纳入《可信 计算机系统评估准则》（TCSEC）C2级 以上系统的要求的一部分 “褐皮书”《理解可信系统中的审计指 南》
网络安全工具的特点
优点 防火墙 可简化网络管理，产品成熟 局限性 无法处理网络内部的攻击
IDS
Scanner
实时监控网络安全状态
简单可操作，帮助系统管理 员和安全服务人员解决实际 问题 保护公网上的内部通信 针对文件与邮件，产品成熟
误报警，缓慢攻击，新的攻 击模式
并不能真正扫描漏洞
VPN 防病毒
可视为防火墙上的一个漏洞 功能单一

入侵检测的起源（3）
1980年4月，James P. Anderson :《Computer
Security Threat Monitoring and Surveillance》 （计算机安全威胁监控与监视）的技术报告，第 一次详细阐述了入侵检测的概念 他提出了一种对计算机系统风险和威胁的分类方 法，并将威胁分为外部渗透、内部渗透和不法行 为三种 还提出了利用审计跟踪数据监视入侵活动的思想。 这份报告被公认为是入侵检测的开山之作

修正 4. 指标:漏报(false positive),错报(false negative)
异常检测


如果系统错误地将异常活动定义为入侵，称为 误报(false positive) ；如果系统未能检测出真 正的入侵行为则称为漏报(false negative)。 特点：异常检测系统的效率取决于用户轮廓的 完备性和监控的频率。因为不需要对每种入侵 行为进行定义，因此能有效检测未知的入侵。 同时系统能针对用户行为的改变进行自我调整 和优化，但随着检测模型的逐步精确，异常检 测会消耗更多的系统资源。

统计分析

统计分析方法首先给系统对象（如用户、文件、 目录和设备等）创建一个统计描述，统计正常使 用时的一些测量属性（如访问次数、操作失败次 数和延时等）

测量属性的平均值将被用来与网络、系统的行为 进行比较，任何观察值在正常值范围之外时，就 认为有入侵发生
完整性分析

完整性分析主要关注某个文件或对象是 否被更改，这经常包括文件和目录的内 容及属性，它在发现被更改的、被安装 木马的应用程序方面特别有效
基于主机

监视与分析主机的审计记录 可以不运行在监控主机上 能否及时采集到审计记录？ 如何保护作为攻击目标主机审计子系统？
基于网络



在共享网段上对通信数据进行侦听采集数据 主机资源消耗少 提供对网络通用的保护 如何适应高速网络环境？ 非共享网络上如何采集数据？
两类IDS监测软件