鐘云勝
(四川文理學(xué)院 國(guó)資處,四川 達(dá)州635000)
計(jì)算機(jī)作為第三次科技革命的產(chǎn)物,在20世紀(jì)90年代引進(jìn)到了中國(guó).伴隨著20多年的發(fā)展歷程,計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人們家庭和工作中必不可少的工具.計(jì)算機(jī)在普及的同時(shí),也帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,近年來(lái),入侵技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中的高端領(lǐng)域,日益成為黑客入侵用戶系統(tǒng)、盜取用戶資料的相關(guān)工具,給國(guó)家、社會(huì)以及用戶帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和信息安全.為了減少同類現(xiàn)象在今后發(fā)生的可能性,加快數(shù)據(jù)庫(kù)入侵技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)變得非常緊迫.
入侵檢測(cè)技術(shù)是指當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中時(shí),技術(shù)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)的格式、大小、內(nèi)容,進(jìn)行全方位的檢測(cè).檢測(cè)合格對(duì)系統(tǒng)無(wú)不良企圖的數(shù)據(jù),技術(shù)系統(tǒng)會(huì)放其進(jìn)入下一個(gè)網(wǎng)段;檢測(cè)不合格對(duì)系統(tǒng)存在惡意的數(shù)據(jù),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),并根據(jù)系統(tǒng)管理者的指令,做出阻擋、清理或者放行地行為.[1]這種技術(shù)能夠很好的彌補(bǔ)殺毒軟件或者防火墻存在的缺陷,將網(wǎng)絡(luò)攻擊者隔離到網(wǎng)絡(luò)之外,在網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)程度較高的部門、網(wǎng)站或者用戶中應(yīng)用還是比較廣泛的,入侵檢測(cè)技術(shù)的保護(hù)不僅僅包括對(duì)惡意行為的防護(hù),對(duì)于一些網(wǎng)絡(luò)中的試探性行為,系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出警告.下圖就是入侵檢測(cè)技術(shù)的工作原理:
用戶在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作時(shí),系統(tǒng)會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的整體運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視,當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序出現(xiàn)不正?;顒?dòng)時(shí),系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào);入侵系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的防火墻技術(shù),它可以對(duì)計(jì)算機(jī)程序的缺點(diǎn)進(jìn)行審計(jì),審計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)計(jì)算機(jī)使用人員的日常活動(dòng)進(jìn)行記錄,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)計(jì)算機(jī)使用人員日?;顒?dòng)的特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行分析,當(dāng)程序運(yùn)行的方式與管理員的日常工作情況特點(diǎn)不符,系統(tǒng)就會(huì)介入到程序當(dāng)中,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè);系統(tǒng)自身會(huì)帶有報(bào)警系統(tǒng),針對(duì)程序運(yùn)行當(dāng)中的不合理情況,系統(tǒng)會(huì)將檢測(cè)出來(lái)的異常原因發(fā)送給系統(tǒng)管理者,管理者再根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)下發(fā)指令;管理系統(tǒng)作為入侵系統(tǒng)的大腦會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行發(fā)出指令,系統(tǒng)的工作程序會(huì)受到管理系統(tǒng)的監(jiān)督,當(dāng)系統(tǒng)的某些程序沒(méi)有正常工作時(shí),管理系統(tǒng)會(huì)及時(shí)采取解決措施,防止程序的損壞影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行.
計(jì)算機(jī)入侵檢測(cè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)防護(hù)中的應(yīng)用取得了不錯(cuò)的進(jìn)展,特別是在近幾年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及以及計(jì)算機(jī)入侵事件的頻繁發(fā)生,都加速了入侵檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)度.但是社會(huì)依舊在進(jìn)步,人才相比于以前會(huì)更加的專業(yè),黑客入侵技術(shù)將不斷的被更新,這就對(duì)入侵檢測(cè)系統(tǒng)的更新速度提出了很大的挑戰(zhàn).
現(xiàn)在的入侵檢測(cè)系統(tǒng)主要包括兩種技術(shù),第一種是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的防護(hù).網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)、信息上傳和下載的來(lái)源,檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)資源進(jìn)行檢測(cè)、分析、比對(duì),然后將沒(méi)有惡意的文件存留下來(lái),提供給用戶進(jìn)行瀏覽或者下載.從這種防護(hù)方式來(lái)看,這種方法更加注重的是對(duì)源頭的保護(hù),它可以將網(wǎng)絡(luò)防護(hù)的范圍擴(kuò)大,一次檢測(cè),終身受益.[2]但是,這種保護(hù)也存在著一定的缺點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展會(huì)為大面積的檢測(cè)提供很大的難度,另外,這種一步到位的方式,難免會(huì)留下一定的隱患,試想如果某種入侵技術(shù)躲避掉了檢測(cè)系統(tǒng)的檢查,那么這種整體傳播廣闊、局部防御不高的手段,會(huì)造成更大的危害.第二種保護(hù)的系統(tǒng)是對(duì)主機(jī)的保護(hù).這種防護(hù)只是局部性的保護(hù),防護(hù)的程度肯定是不能和網(wǎng)絡(luò)防護(hù)相提并論了,由于高額的成本投入并不是小戶家庭或者小型企業(yè)所能承受的,所以注定其防護(hù)范圍僅僅局限于一些高端群體,防護(hù)的整體性效果不如網(wǎng)絡(luò)防護(hù)來(lái)的直接.
雖然計(jì)算機(jī)技術(shù)在中國(guó)有了比較長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)間,但是由于入侵檢測(cè)系統(tǒng)也是近幾年才被提出并應(yīng)用在實(shí)際當(dāng)中的,其技術(shù)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到國(guó)際的先進(jìn)水平.其推廣較為緩慢,主要是存在著一些技術(shù)上的原因,能否做好相關(guān)的技術(shù)研究,對(duì)入侵檢測(cè)系統(tǒng)在未來(lái)的發(fā)展具有重要影響.
軍隊(duì)、政府或者大型企業(yè)一般會(huì)采用入侵檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù),主要原因在于數(shù)據(jù)的機(jī)密程度較高,一旦數(shù)據(jù)泄露就會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失或者社會(huì)影響.入侵檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象的重要程度決定了其安全防護(hù)必須要達(dá)到極高的標(biāo)準(zhǔn),想要提高安全防護(hù)的要求,肯定會(huì)造成系統(tǒng)檢測(cè)渠道的冗長(zhǎng)和程序的復(fù)雜化.深入骨髓的數(shù)據(jù)檢測(cè)程序經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)因某一細(xì)節(jié)不合格而被拒之門外,這無(wú)疑會(huì)降低部門的工作效率.如果誤報(bào)的頻率過(guò)高,就會(huì)導(dǎo)致部門煩躁情緒的滋生,進(jìn)而減少對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的使用.
由于入侵檢測(cè)技術(shù)采取的全方位、多角度的測(cè)量方法,對(duì)數(shù)據(jù)的檢測(cè)極為嚴(yán)格,即便是很小的數(shù)據(jù)也要進(jìn)行復(fù)雜的二進(jìn)制核算,強(qiáng)大的運(yùn)算系統(tǒng)運(yùn)用到無(wú)關(guān)緊要的文件檢測(cè)之中,就會(huì)造成資源的浪費(fèi).當(dāng)然,這只是針對(duì)正常的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)的,如果數(shù)據(jù)檢測(cè)異常呢?當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)異常的情況時(shí),會(huì)及時(shí)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和異常檢測(cè)系統(tǒng),異常檢測(cè)系統(tǒng)不同于常規(guī)的檢測(cè),一經(jīng)啟動(dòng)就會(huì)帶來(lái)巨額的成本投入.伴隨著系統(tǒng)誤報(bào)頻率過(guò)高的情況,將會(huì)增加系統(tǒng)的異常檢測(cè)次數(shù),這無(wú)疑會(huì)是雪上加霜,這種高額的成本投入也是許多中小型企業(yè)望而卻步的主要原因之一.
入侵檢測(cè)技術(shù)雖然在保護(hù)惡意攻擊方面有著不錯(cuò)的效果,但是,作為系統(tǒng)防御者的本身,卻沒(méi)有很好的自我保護(hù)能力.這就要?dú)w結(jié)于我國(guó)計(jì)算機(jī)以及入侵檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展時(shí)間較短、技術(shù)人員專業(yè)素質(zhì)水平較低等方面了,當(dāng)外界的惡意攻擊能力高于入侵檢測(cè)系統(tǒng)的防護(hù)能力時(shí),病毒就會(huì)躲過(guò)系統(tǒng)的檢查,趁機(jī)竊取用戶的資料,如果病毒的破壞性較強(qiáng)的話,很可能會(huì)對(duì)防護(hù)系統(tǒng)造成損害,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)的癱瘓.因此,科研人員在加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)能力的同時(shí),要做好系統(tǒng)的自身防衛(wèi)工作,針對(duì)我國(guó)現(xiàn)如今的入侵檢測(cè)系統(tǒng),在保護(hù)用戶數(shù)據(jù)方面都尚存在嚴(yán)重的缺陷,再加上自身的提供防護(hù)的程序設(shè)計(jì)將會(huì)變得更加困難.國(guó)家要加大在系統(tǒng)研發(fā)上的經(jīng)費(fèi)投入,也可以通過(guò)引用國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)或者專家學(xué)者,來(lái)加快系統(tǒng)研究的進(jìn)展.
現(xiàn)有的入侵檢測(cè)系統(tǒng)有著很強(qiáng)的目的性,通俗點(diǎn)說(shuō),有著什么樣的病毒,就開(kāi)什么樣的“藥”,病毒采取何種手段進(jìn)行攻擊,就采取何種手段進(jìn)行防御.這就導(dǎo)致了入侵系統(tǒng)一經(jīng)引用,就處在了一個(gè)較為被動(dòng)的環(huán)境之下,也許在一段時(shí)間之內(nèi),這種系統(tǒng)會(huì)有著不錯(cuò)的防御效果,但是病毒是在不斷更新的,攻擊手段是在不斷優(yōu)化的,這將對(duì)入侵系統(tǒng)的更新速度提出很高的要求,一旦研發(fā)人員不能對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的攻擊手段有著很好的預(yù)判,并做好相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施,就會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)系統(tǒng)的更新速度落后于病毒的更新速度,從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且隨著技術(shù)人員應(yīng)對(duì)時(shí)間的變化,這種損失還會(huì)進(jìn)一步加大.另外,由于系統(tǒng)的針對(duì)對(duì)象比較單一,其設(shè)計(jì)就會(huì)比較局限,擴(kuò)展能力就會(huì)降低.即便是技術(shù)人員能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上日益豐富的病毒和黑客,也不能做出及時(shí)有效的系統(tǒng)更新,因?yàn)槠漭^差的擴(kuò)展能力無(wú)法滿足更新的相關(guān)要求,所以就需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行改造,這樣會(huì)大量增加投入成本.[3]
目前,計(jì)算機(jī)入侵檢測(cè)技術(shù)主要采用的是Apriori算法,這種算法主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和整理,算法的主要原理:首先,系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)容量進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)數(shù)據(jù)的容量,制定出能夠處理數(shù)據(jù)的最大值和最小值,通常情況下,將數(shù)據(jù)的最大容量值設(shè)置為k,系統(tǒng)會(huì)將最小值設(shè)置為k-1,將最大值設(shè)置為k+1,當(dāng)最大值和最小值確定之后,數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)就會(huì)成為系統(tǒng)的待選項(xiàng)目,然后,系統(tǒng)就會(huì)對(duì)待選項(xiàng)目進(jìn)行整理,一般情況下的數(shù)據(jù)庫(kù)整理,這種算法都能夠比較從容的應(yīng)對(duì),不過(guò)當(dāng)遇到處理能力較強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),這種算法的處理能力就會(huì)降低,大量的待選項(xiàng)目會(huì)被積壓,導(dǎo)致處理效率的降低.針對(duì)這種問(wèn)題的處理方法主要有兩種.第一,減少算法中最大值和最小值,比如將最大值設(shè)置為k+2,將最小值設(shè)置為k,這就會(huì)將系統(tǒng)數(shù)據(jù)的總待選量減少,數(shù)據(jù)量的減少會(huì)加快系統(tǒng)的處理速度,在一定程度上能提高系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的核算能力.第二、系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行處理的過(guò)程就是系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描的過(guò)程,對(duì)掃描的過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?,也能提高系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力.
計(jì)算機(jī)入侵檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理和常見(jiàn)殺毒軟件在表面上是比較相似的,都需要對(duì)計(jì)算機(jī)的程序運(yùn)行做出反應(yīng).但是,計(jì)算機(jī)入侵技術(shù)的運(yùn)行過(guò)程比較鮮明,大致的過(guò)程主要分以下幾個(gè)階段:首先,系統(tǒng)會(huì)對(duì)主機(jī)的配置和管理員日常的工作情況進(jìn)行備份,也就是采集數(shù)據(jù)模塊;在數(shù)據(jù)備份完成之后,系統(tǒng)就會(huì)對(duì)采集而來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類以及存儲(chǔ),這就是處理數(shù)據(jù)模塊;系統(tǒng)在對(duì)數(shù)據(jù)分析完成之后會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的處理和審核,我們稱之為挖掘數(shù)據(jù)模塊;最后系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)的流動(dòng)情況,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,我們稱之為檢測(cè)模塊.下面就對(duì)模塊建立的過(guò)程進(jìn)行具體的分析:
3.2.1 采集數(shù)據(jù)模塊
采集數(shù)據(jù)的過(guò)程主要包括主機(jī)數(shù)據(jù)的采集和流動(dòng)數(shù)據(jù)的采集,主機(jī)數(shù)據(jù)的采集就是對(duì)主機(jī)日?;顒?dòng)中存留的運(yùn)行特征以及備忘日志進(jìn)行采集,將采集而來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份.流動(dòng)數(shù)據(jù)的采集是對(duì)管理員操作過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、文件進(jìn)行審計(jì)檢測(cè),系統(tǒng)會(huì)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行備份.
3.2.2 處理數(shù)據(jù)模塊
將采集數(shù)據(jù)模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的加工和處理,然后,將粗糙的處理結(jié)果儲(chǔ)存,隨著程序的運(yùn)行,儲(chǔ)存的結(jié)果流入到下一個(gè)階段.
3.2.3 挖掘數(shù)據(jù)模塊
將粗糙的數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行深層次的加工,使數(shù)據(jù)的格式、大小、來(lái)源、內(nèi)容更加清晰,在對(duì)流動(dòng)數(shù)據(jù)處理完成之后,需要將之前的主機(jī)數(shù)據(jù)提取出來(lái),以待備用.將精加工的數(shù)據(jù)和提取出來(lái)的主機(jī)數(shù)據(jù)打包,傳到下一個(gè)階段模型.
3.2.4 入侵檢測(cè)模塊
系統(tǒng)或根據(jù)上述模塊處理而來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行最后的比對(duì),如果流動(dòng)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息不能符合主機(jī)數(shù)據(jù)的要求,系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警告.如果數(shù)據(jù)與主機(jī)數(shù)據(jù)特征相符,數(shù)據(jù)就會(huì)被放行,最終流入數(shù)據(jù)庫(kù)等待用戶的處理.
想要全面提高數(shù)據(jù)庫(kù)的處理能力,首先要增加數(shù)據(jù)庫(kù)處理對(duì)象特點(diǎn)的研究,當(dāng)病毒的類型和入侵手段都被技術(shù)人員破解并應(yīng)用到數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中,這就相當(dāng)于為系統(tǒng)打上了病毒疫苗,只要該類病毒或者與該類病毒攻擊手段相似的病毒,系統(tǒng)的都能根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存有的病毒類型做出及時(shí)有效的反應(yīng),這很大程度上提高了系統(tǒng)的處理能力和處理質(zhì)量.但是這種方法對(duì)技術(shù)人員提出了比較大的挑戰(zhàn),要求相關(guān)技術(shù)人員掌握不同類型、不同特點(diǎn)的病毒,并能對(duì)其做出破解,只有解決方法真正應(yīng)用到檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中,才能對(duì)惡意攻擊做出有效的防御.
計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)防御外界入侵的主要方法,是通過(guò)對(duì)文件的檢測(cè)進(jìn)行管理,正是基于文件的處理手段,對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì).黑客可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的這一特性,對(duì)文件進(jìn)行修改、偽造,使其樣式與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部文件相符,從而打入到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部,實(shí)施資料的竊取行為,如果數(shù)據(jù)庫(kù)的安全程度能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的話,安全性會(huì)得到一定的提高.[4]分布式數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)改善傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)檢測(cè)能力較弱的缺點(diǎn),提升數(shù)據(jù)庫(kù)的自身防御能力.
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,決定了其對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)會(huì)有很多的盲區(qū),特別是對(duì)一些品格好高的數(shù)據(jù).因此,采用層次化的數(shù)據(jù)庫(kù)防御系統(tǒng),可以提升數(shù)據(jù)庫(kù)的防御等級(jí),當(dāng)前一層防御被躲過(guò)之后,第二層防御就會(huì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),以此類推,數(shù)據(jù)庫(kù)防御層數(shù)越多,對(duì)內(nèi)在數(shù)據(jù)的保護(hù)就會(huì)越好.
雖然智能化技術(shù)在目前的入侵檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中得到了比較廣泛的應(yīng)用,但是實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中仍然還有許多的盲區(qū).加快智能化在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅對(duì)于系統(tǒng)的內(nèi)在防護(hù)具有重要影響,而且對(duì)宿主數(shù)據(jù)的保護(hù)應(yīng)用上將更加方便快捷.另外,將智能化應(yīng)用到設(shè)備擴(kuò)展上,保證系統(tǒng)在未來(lái)發(fā)展中有更加廣闊的運(yùn)作空間,節(jié)約改造成本.
要想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)入侵檢測(cè)技術(shù)真正的飛躍,就不能一直處在被動(dòng)的地位,技術(shù)人員應(yīng)該充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,將應(yīng)對(duì)措施放在攻擊之前,這樣才能做到積極有效的保護(hù).此外,國(guó)家要加大科研投入,為技術(shù)研發(fā)鋪路.
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