計算機網(wǎng)絡(luò)的防御技術(shù)研究

吳鳳剛

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)德強商務(wù)學(xué)院 計算機與信息工程系 計算機科學(xué)與技術(shù)06級2班）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)在社會的生產(chǎn)和經(jīng)營活動中，發(fā)揮著越來越重要的作用，構(gòu)建一個安全、穩(wěn)定、可靠的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是當(dāng)前亟待解決的重大問題。

1 攻擊的主要方式

黑客的攻擊手段雖然種類繁多，但主要利用以下兩類漏洞：①TCP/IP協(xié)議自設(shè)設(shè)計的問題，這是因為TCP/IP協(xié)議一開始設(shè)計的時候，是基于互相信任的網(wǎng)絡(luò)的，故而缺乏對付網(wǎng)絡(luò)惡意攻擊的手段；②一些操作系統(tǒng)的設(shè)計漏洞。到目前為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的攻擊方式超過2000種,這些攻擊大概可以劃分為以下幾類:

拒絕服務(wù)攻擊:一般情況下,拒絕服務(wù)攻擊是通過使被攻擊對象(通常是工作站或重要服務(wù)器)的系統(tǒng)關(guān)鍵資源過載,從而使被攻擊對象停止部分或全部服務(wù)。目前已知的拒絕服務(wù)攻擊就有幾百種,它是最基本的入侵攻擊手段,也是最難對付的入侵攻擊之一,典型示例有SYN Flood攻擊、Ping Flood 攻擊、Land 攻擊、Win Nuke攻擊等。

非授權(quán)訪問嘗試:是攻擊者對被保護文件進行讀、寫或執(zhí)行的嘗試,也包括為獲得被保護訪問權(quán)限所做的嘗試。

預(yù)探測攻擊:在連續(xù)的非授權(quán)訪問嘗試過程中,攻擊者為了獲得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信息及網(wǎng)絡(luò)周圍的信息,通常使用這種攻擊嘗試,典型示例包括SATAN掃描、端口掃描和IP半途掃描等。

可疑活動:是通常定義的“標準”網(wǎng)絡(luò)通信范疇之外的活動,也可以指網(wǎng)絡(luò)上不希望有的活動,如 IP Unknown Protocol和 Duplicate IP Address事件等。

協(xié)議解碼:協(xié)議解碼可用于以上任何一種非期望的方法中,網(wǎng)絡(luò)或安全管理員需要進行解碼工作,并獲得相應(yīng)的結(jié)果,解碼后的協(xié)議信息可能表明期望的活動,如FTU User和Portmapper Proxy等解碼方式。

2 攻擊行為的特征分析與反攻擊技術(shù)

入侵檢測的最基本手段是采用模式匹配的方法來發(fā)現(xiàn)入侵攻擊行為,要有效的進反攻擊首先必須了解入侵的原理和工作機理,只有這樣才能做到知己知彼,從而有效的防止入侵攻擊行為的發(fā)生。下面我們針對幾種典型的入侵攻擊進行分析,并提出相應(yīng)的對策。

2.1 Land攻擊

攻擊類型:Land攻擊是一種拒絕服務(wù)攻擊。

攻擊特征:用于Land攻擊的數(shù)據(jù)包中的源地址和目標地址是相同的,因為當(dāng)操作系統(tǒng)接收到這類數(shù)據(jù)包時,不知道該如何處理堆棧中通信源地址和目的地址相同的這種情況,或者循環(huán)發(fā)送和接收該數(shù)據(jù)包,消耗大量的系統(tǒng)資源,從而有可能造成系統(tǒng)崩潰或死機等現(xiàn)象。

檢測方法:判斷網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的源地址和目標地址是否相同。

反攻擊方法:適當(dāng)配置防火墻設(shè)備或過濾路由器的過濾規(guī)則就可以防止這種攻擊行為(一般是丟棄該數(shù)據(jù)包),并對這種攻擊進行審計(記錄事件發(fā)生的時間,源主機和目標主機的MAC地址和IP地址)。

2.2 TCP SYN攻擊

攻擊類型:TCP SYN攻擊是一種拒絕服務(wù)攻擊。

攻擊特征:它是利用TCP客戶機與服務(wù)器之間三次握手過程的缺陷來進行的。攻擊者通過偽造源IP地址向被攻擊者發(fā)送大量的SYN數(shù)據(jù)包,當(dāng)被攻擊主機接收到大量的SYN數(shù)據(jù)包時,需要使用大量的緩存來處理這些連接,并將SYN ACK數(shù)據(jù)包發(fā)送回錯誤的IP地址,并一直等待ACK數(shù)據(jù)包的回應(yīng),最終導(dǎo)致緩存用完,不能再處理其它合法的SYN連接,即不能對外提供正常服務(wù)。

檢測方法:檢查單位時間內(nèi)收到的SYN連接否收超過系統(tǒng)設(shè)定的值。

反攻擊方法:當(dāng)接收到大量的SYN數(shù)據(jù)包時,通知防火墻阻斷連接請求或丟棄這些數(shù)據(jù)包,并進行系統(tǒng)審計。

2.3 TCP/UDP端口掃描

攻擊類型:TCP/UDP端口掃描是一種預(yù)探測攻擊。

攻擊特征:對被攻擊主機的不同端口發(fā)送TCP或UDP連接請求,探測被攻擊對象運行的服務(wù)類型。

檢測方法:統(tǒng)計外界對系統(tǒng)端口的連接請求, 特別是對 21、23、25、53、80、8000、8080 等以外的非常用端口的連接請求。

反攻擊技術(shù):對于網(wǎng)絡(luò)的安全防護措施來說，防火墻是必不可少的手段，也是最有效的方法之一，其作用就是對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進行防護和隱藏，防止來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊和侵害。當(dāng)收到多個TCP/UDP數(shù)據(jù)包對異常端口的連接請求時,通知防火墻阻斷連接請求,并對攻擊者的IP地址和MAC地址進行審計。反攻擊技術(shù)的核心問題是如何截獲所有的網(wǎng)絡(luò)信息。目前主要是通過兩種途徑來獲取信息,一種是通過網(wǎng)絡(luò)偵聽的途徑來獲取所有的網(wǎng)絡(luò)信息,這既是進行攻擊的必然途徑,也是進行反攻擊的必要途徑;另一種是通過對操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的系統(tǒng)日志進行分析,來發(fā)現(xiàn)入侵行為和系統(tǒng)潛在的安全漏洞。

安裝入侵監(jiān)測系統(tǒng)：在計算機網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部位安裝網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)（IDS），可以對網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)訪問的異常行為進行實時監(jiān)測和報警。IDS可以監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)上所有的包（packets），捕捉危險或有惡意的動作，并及時發(fā)出報警信息。入侵監(jiān)測系統(tǒng)可以按照用戶指定的規(guī)則對端口進行監(jiān)測、掃描。立體安全防御體系中普遍采用入侵監(jiān)測系統(tǒng)，以識別防火墻不能識別的攻擊。

對于某些較復(fù)雜的入侵攻擊行為 (如分布式攻擊、組合攻擊)不但需要采用模式匹配的方法,還需要利用狀態(tài)轉(zhuǎn)移、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)等方法來進行入侵檢測。

3 入侵檢測系統(tǒng)的幾點思考

入侵檢測系統(tǒng)存在一些亟待解決的問題,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

如何識別“大規(guī)模的組合式、分布式的入侵攻擊”目前還沒有較好的方法和成熟的解決方案。從Yahoo等著名ICP的攻擊事件中,我們了解到安全問題日漸突出,攻擊者的水平在不斷地提高,加上日趨成熟多樣的攻擊工具,以及越來越復(fù)雜的攻擊手法,使入侵檢測系統(tǒng)必須不斷跟蹤最新的安全技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)通過匹配網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)現(xiàn)攻擊行為,入侵檢測系統(tǒng)往往假設(shè)攻擊信息是明文傳輸?shù)?因此對信息的改變或重新編碼就可能騙過入侵檢測系統(tǒng)的檢測,因此字符串匹配的方法對于加密過的數(shù)據(jù)包就顯得無能為力。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備越來越復(fù)雜、越來越多樣化就要求入侵檢測系統(tǒng)能有所定制,以適應(yīng)更多的環(huán)境的要求。

對入侵檢測系統(tǒng)的評價還沒有客觀的標準,標準的不統(tǒng)一使得入侵檢測系統(tǒng)之間不易互聯(lián)。入侵檢測系統(tǒng)是一項新興技術(shù),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)需要不斷的升級才能保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。

采用不恰當(dāng)?shù)淖詣臃磻?yīng)同樣會給入侵檢測系統(tǒng)造成風(fēng)險。入侵檢測系統(tǒng)通?？梢耘c防火墻結(jié)合在一起工作,當(dāng)入侵檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)攻擊行為時,過濾掉所有來自攻擊者的IP數(shù)據(jù)包,當(dāng)一個攻擊者假冒大量不同的IP進行模擬攻擊時,入侵檢測系統(tǒng)自動配置防火墻將這些實際上并沒有進行任何攻擊的地址都過濾掉,于是造成新的拒絕服務(wù)訪問。

對IDS自身的攻擊。與其他系統(tǒng)一樣,IDS本身也存在安全漏洞,若對IDS攻擊成功,則導(dǎo)致報警失靈,入侵者在其后的行為將無法被記錄,因此要求系統(tǒng)應(yīng)該采取多種安全防護手段。

總之,入侵檢測系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)鍵性測防系統(tǒng),具有很多值得進一步深入研究的方面,有待于我們進一步完善,為今后的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供有效的安全手段。

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