計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究綜述

郝立濤

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，安全問題越來越關(guān)系到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。本文描述了當(dāng)前計(jì)算網(wǎng)絡(luò)面臨的主要威脅以及相應(yīng)的防范措施，并介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真技術(shù)的應(yīng)用及不足。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；安全；建模仿真

0 引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，為我們的生產(chǎn)生活帶來了翻天覆地的變化[1]。同時(shí)，不容忽視的是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在各領(lǐng)域應(yīng)用的深度和廣度不斷增加，越來越多的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，因此，網(wǎng)絡(luò)安全問題變得愈發(fā)重要[2， 3]。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面臨的威脅和防范措施

1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒、軟件缺陷方面

丁春暉[4]認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)受到的安全威脅主要是計(jì)算機(jī)病毒和軟件漏洞。陳梅志[5]也認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)存在安全漏洞，部分軟件含有設(shè)計(jì)缺陷。這導(dǎo)致了被攻擊和入侵的可能。

防范措施：完善操作系統(tǒng)，安裝殺毒軟件和防火墻，安裝IDS入侵檢測(cè)系統(tǒng)，利用秘鑰實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加密，加強(qiáng)使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人員的安全意識(shí)。

1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)外部攻擊方面

趙紅言、許柯等[6]認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之所以面臨安全威脅，是因?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)存在安全缺陷，網(wǎng)絡(luò)安全缺陷主要表現(xiàn)在TCP/IP的脆弱性，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不安全性，易被竊聽，缺乏安全意識(shí)四個(gè)方面。常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊方式包括特洛伊木馬，郵件炸彈，過載攻擊，淹沒攻擊。趙偉[7]認(rèn)為利用ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議）通過偽造IP與MAC地址進(jìn)行ARP欺騙，既ARP攻擊也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的主要威脅之一。

防范措施：針對(duì)特洛伊木馬，一方面可以采取數(shù)字簽名，判斷文件是否被修改，另一方面可以通過網(wǎng)絡(luò)掃描軟件，監(jiān)聽主機(jī)服務(wù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常程序。

針對(duì)郵件炸彈，可以通過配置路由器，有選擇的接收郵件，刪除重復(fù)郵件，來避免垃圾郵件干擾。

針對(duì)過載攻擊，可以通過最大進(jìn)程數(shù)限制，刪除耗時(shí)的進(jìn)程，或者利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視工具找到攻擊源，還可以自動(dòng)檢測(cè)過載并重新啟動(dòng)。

針對(duì)淹沒攻擊，可以監(jiān)控SYN等待狀態(tài)的數(shù)量，當(dāng)數(shù)量超過閾值時(shí)及時(shí)將其關(guān)閉。

針對(duì)ARP攻擊隱蔽性、堵塞性、難除性的特征，可以采取重啟計(jì)算機(jī)、恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備默認(rèn)設(shè)置、禁用網(wǎng)卡、安裝殺毒軟件等初步防范措施，進(jìn)一步的，可以采用雙向地址綁定、安裝ARP防火墻、開發(fā)socket軟件防范ARP攻擊。

1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全方面

羅海峰、肖正安[8]認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全問題主要是管理問題，百分之八十以上的網(wǎng)絡(luò)安全威脅包括非法外聯(lián)、用戶非法操作等，主要是由內(nèi)部人員操作失誤、管理落后等引起的。

防范措施：使用正版操作系統(tǒng)，及時(shí)修復(fù)系統(tǒng)漏洞，安裝和使用正版殺毒軟件，定期清理惡評(píng)軟件，善于利用網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)，及時(shí)備份數(shù)據(jù)庫(kù)。

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真技術(shù)的應(yīng)用和不足

2.1 網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真技術(shù)研究

因?yàn)樯鲜龅母鞣N威脅，并且隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也會(huì)不斷出現(xiàn)新的威脅，所以需要技術(shù)人員不斷的進(jìn)行研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全缺陷，還需要對(duì)新的防范措施進(jìn)行驗(yàn)證。但是，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)刻處于活動(dòng)狀態(tài)，以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的敏感性，不能直接在真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)上開展網(wǎng)絡(luò)攻防的研究。這就需要采用建模與仿真的方法，不僅可以避免對(duì)真實(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的影響和破壞，而且具有靈活性高、可重復(fù)性好、費(fèi)效比低等優(yōu)點(diǎn)[9]。

當(dāng)前主要的建模仿真方法分為基于圖形分析的建模仿真方法和基于網(wǎng)絡(luò)蠕蟲行為分析的建模仿真方法兩種。

基于圖形分析的建模仿真方法又分為基于攻擊圖形的網(wǎng)絡(luò)攻擊建模方法和基于防御圖形的網(wǎng)絡(luò)防御建模方法兩類。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)攻擊建模，包括攻擊樹、攻擊圖、Petri網(wǎng)等方法，其通過圖形化的形式建立網(wǎng)絡(luò)攻擊模型，評(píng)估網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)防御建模，有防御樹、智能圖形等多種網(wǎng)絡(luò)防御建模分析方法，包括攻擊預(yù)防、檢測(cè)、攻擊源追蹤和網(wǎng)絡(luò)防護(hù)等各種機(jī)制。

基于網(wǎng)絡(luò)蠕蟲行為分析的建模仿真方法包括傳染病模型、數(shù)據(jù)包模型和混合模型。傳染病模型是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中蠕蟲病毒的傳播與社會(huì)上傳染病傳播的相似性，把傳染病研究中的解析模型應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)病毒的傳播仿真之中，目前，基于傳染病模型的病毒傳播行為模型主要有SI、SIS、SIR、AAWP、IWMM以及雙因素模型等。為了能夠在可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)模型中反映網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、拓?fù)?、流量等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境細(xì)節(jié)對(duì)蠕蟲病毒傳播的影響，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)包級(jí)別的蠕蟲病毒傳播行為建模。將傳染病模型和數(shù)據(jù)包模型結(jié)合，針對(duì)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在仿真度和擴(kuò)展性方面進(jìn)行折中，則稱為混合模型。另外，網(wǎng)絡(luò)蠕蟲最初是為了進(jìn)行科學(xué)輔助計(jì)算和大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)試，其本身也體現(xiàn)了分布式計(jì)算的特點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)了良性蠕蟲，可以像普通蠕蟲一樣傳播，能給主機(jī)漏洞打補(bǔ)丁或者清除被感染主機(jī)上的蠕蟲，因此，得出了基于良性蠕蟲的網(wǎng)絡(luò)防御建模方法[10]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)建模仿真技術(shù)的不足

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真系統(tǒng)可以集成多種建模方法，提高網(wǎng)絡(luò)安全建模分析的效率。但是，一方面真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)的，包含大量的節(jié)點(diǎn)，不同功能的各種網(wǎng)絡(luò)彼此相連，建模仿真難以達(dá)到真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，影響建模分析的準(zhǔn)確性，另一方面，網(wǎng)絡(luò)受到的攻擊是多樣性的，例如可能同時(shí)受到特洛伊木馬，郵件炸彈，過載攻擊，淹沒攻擊等，同時(shí)，多種網(wǎng)絡(luò)攻擊方式也產(chǎn)生了多種建模分析方法，但是各種建模方法一般都只針對(duì)某一種攻擊方式進(jìn)行分析，彼此之間關(guān)聯(lián)性小，不能完全模擬真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的安全狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

為了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)更好的應(yīng)用，我們要防范現(xiàn)有的威脅，并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真等研究方法不斷發(fā)現(xiàn)新的缺陷和威脅，及時(shí)制定防范措施，保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)健康快速發(fā)展。

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