計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞探討

高銘駿

（遼寧師范大學(xué)海華學(xué)院，遼寧 沈陽 110000）

在提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性和預(yù)防安全事故發(fā)生方面，對計算機(jī)系統(tǒng)的安全漏洞研究和漏洞庫的建設(shè)是非常重要的。通過總結(jié)歸納計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)漏洞的概念、屬性和特點等，并分析國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)安全漏洞的研究狀況，對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞的特征進(jìn)行基礎(chǔ)分析，從而建立一種安全漏洞分類分級體系，并以此來建立大容量的計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞數(shù)據(jù)庫，借此開發(fā)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫生成軟件，從而提升計算機(jī)系統(tǒng)的信息安全。

1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全漏洞的研究概況

1.1 計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞的研究背景

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在當(dāng)今社會中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，相應(yīng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息安全也受到人類的重視。當(dāng)代的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展中，技術(shù)水平在不斷地提升與更新中，但是在某種程度上都存在著一定的系統(tǒng)安全漏洞。已經(jīng)有245、861、和990種漏洞分別在1998年、1999年和2000年被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在隨后的兩年中也相應(yīng)的發(fā)現(xiàn)了一千種以上的漏洞，并且一直呈現(xiàn)直線上漲的趨勢。面對如此多計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞的威脅，人類的正常生活和工作也嚴(yán)重受到影響，特別是對電子商務(wù)工作方面的影響最為嚴(yán)重，以此而衍生出對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息安全方面的關(guān)注，這深深關(guān)系到一個國家的安全。因此對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全漏洞的研究已經(jīng)是當(dāng)今社會一項重大的工作。

1.2 計算機(jī)及系統(tǒng)安全漏洞的研究意義

計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞也指其系統(tǒng)的脆弱性，它是存在于計算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件、協(xié)議設(shè)計和實現(xiàn)過程或者在系統(tǒng)安全策略方面存在的問題和不足，社會上某些非法用戶利用計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞來獲得系統(tǒng)的額外權(quán)限，在未經(jīng)過授權(quán)的情況下提高訪問權(quán)，借此來破壞計算機(jī)系統(tǒng)，危害計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。從廣義上來說計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞是指一切導(dǎo)致、威脅和損壞計算機(jī)系統(tǒng)安全的因素，包括對可靠性、可用性、保密性、完整性、可控性和不可抵賴性等多個方面因素的破壞。計算機(jī)系統(tǒng)的平臺不分硬件還是軟件，其都存在著一定的漏洞，實際生活中并不存在絕對安全的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在科學(xué)領(lǐng)域中，計算機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性和脆弱性的分析研究已經(jīng)有很長的歷史，科學(xué)家通過計算機(jī)集中出現(xiàn)的各種安全問題和信息方面存在的漏洞進(jìn)行觀察研究，透過雜亂的表面現(xiàn)象，總結(jié)出一定的規(guī)律，借此對計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究與探討。對其漏洞確切、統(tǒng)一的定義有利于對漏洞根本特征的描述，有利于對其本質(zhì)進(jìn)行研究，在某種程度上擴(kuò)大了計算機(jī)系統(tǒng)安全研究的深度和廣度。另外對計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞按照一般可接受原則進(jìn)行科學(xué)分類，從漏洞的表現(xiàn)和形成原因進(jìn)行研究，這些工作可以增強(qiáng)對計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞本質(zhì)的進(jìn)一步了解，這將有利于防止程序設(shè)計人員在編寫程序時產(chǎn)生系統(tǒng)安全漏洞，并且可以幫助計算機(jī)使用人員進(jìn)一步了解其系統(tǒng)中可能存在的安全漏洞隱患，進(jìn)而可以有目的的消除和阻止漏洞的危害，保證計算機(jī)的安全使用。

1.3 計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞的研究進(jìn)展

近幾年通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展與各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全成為了人類關(guān)注的焦點，同時人類也越來越關(guān)注計算機(jī)系統(tǒng)的安全漏洞所帶來的影響。在國外的一些科學(xué)研究組織中取得了不少的成果，但是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其本身的復(fù)雜性和脆弱性使得其經(jīng)常遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊，這在一定程度上導(dǎo)致信息安全和國家安全受到嚴(yán)重的影響。對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究中還存在許多有價值的實用成果，由于其本身具有保密性，所以在這方面一般不會做出任何報道。但是通過多年的深入研究，科學(xué)家們幾乎一致表明，在計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞的大量有用信息中，能夠發(fā)現(xiàn)按計算機(jī)漏洞形成的規(guī)律和相應(yīng)的作用機(jī)制出現(xiàn)的系統(tǒng)問題，從而找到計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞的分布特點，以此來預(yù)測可能產(chǎn)生的安全漏洞，提早做到預(yù)防工作。

2 計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞的相關(guān)狀況

2.1 系統(tǒng)安全漏洞的概念特征

計算機(jī)系統(tǒng)漏洞是針對計算機(jī)系統(tǒng)安全而言的，系統(tǒng)安全是組織未經(jīng)授權(quán)進(jìn)入計算機(jī)系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，漏洞則是指計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全方面所存在的缺陷。對計算機(jī)漏洞的定義并不局限于一般意義上的軟件漏洞概念，其包含形成計算機(jī)脆弱性的軟件因素和人為因素兩個方面。計算機(jī)漏洞是指計算機(jī)運行的一種狀態(tài)或條件，功能方面表現(xiàn)出不足或缺陷，其存在不會損害計算機(jī)，但是會被非法分子攻擊利用，從而造成對系統(tǒng)安全的威脅和破壞，計算機(jī)漏洞和一般的計算機(jī)故障不同，如果漏洞被不法分子利用經(jīng)會影響人類的工作、生活，甚至?xí)矸浅?yán)重的災(zāi)難性后果。出現(xiàn)邏輯錯誤是軟件編程過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，不正確的系統(tǒng)設(shè)計或者錯誤邏輯是造成這類現(xiàn)象發(fā)生的主要原因。觀察所有漏洞類型的發(fā)生，邏輯錯誤導(dǎo)致的安全漏洞所占比例最高，這些問題絕大多數(shù)都是因為程序編寫人員的疏忽導(dǎo)致的。安全漏洞會在很大范圍上影響硬件和軟件設(shè)備，并且包括對操作系統(tǒng)本身和其支撐軟件，網(wǎng)絡(luò)客戶和服務(wù)軟件，網(wǎng)絡(luò)路由器和安全防火墻等方面都會產(chǎn)生很大的影響。另一方面，漏洞的產(chǎn)生與時間具有一定的關(guān)系，系統(tǒng)在發(fā)布的當(dāng)天開始，就會隨著用戶的深入使用而顯現(xiàn)出各種漏洞，并且這些漏洞會在出現(xiàn)后不斷被系統(tǒng)供應(yīng)商發(fā)布的補(bǔ)丁軟件修補(bǔ)，或者在往后發(fā)布的新版系統(tǒng)中將漏洞得以修正，但是新版系統(tǒng)在修補(bǔ)漏洞的過程中會同時帶來另外的漏洞的錯誤，所以隨著時間的推移，漏洞將處于不斷地修補(bǔ)和產(chǎn)生中，從而安全漏洞問題也將長期存在。

2.2 系統(tǒng)安全漏洞的屬性特征

通過對漏洞的分析和研究總結(jié)出漏洞具有的基本屬性，其主要包括漏洞類型、嚴(yán)重程度、利用需求、后果特征以及漏洞的一些常見外界特征等，通過這些屬性特征可以對漏洞進(jìn)行各個角度的相關(guān)描述，幫助人類從更深的層次來理解計算機(jī)系統(tǒng)安全漏洞的形成機(jī)制，另外與漏洞的產(chǎn)生密切相關(guān)的還包括存在漏洞的軟件或硬件、操作系統(tǒng)、相應(yīng)的補(bǔ)丁程序和修補(bǔ)漏洞的方法等。漏洞的類型是描述計算機(jī)漏洞最為常見的一個特征屬性，其體現(xiàn)了人類對漏洞的理解角度和分類標(biāo)準(zhǔn)，主要分為輸入校驗錯誤、訪問校驗錯誤、競爭條件錯誤、環(huán)境錯誤、異常錯誤、配置錯誤和設(shè)計錯誤等幾個方面。另一方面，漏洞的使用特征是刻畫漏洞被攻擊使用時的方法。特點和需求等的信息，這在很大程度上對完成一個攻擊是十分重要的。漏洞的特征包括訪問需求、攻擊方式好復(fù)雜程度等方面，在訪問需求方面是包括遠(yuǎn)程訪問、本地訪問和目標(biāo)訪問三個方面的。遠(yuǎn)程訪問主要是指使用遠(yuǎn)程終端，通過網(wǎng)絡(luò)連接向目標(biāo)主機(jī)發(fā)送命令、數(shù)據(jù)，以此來達(dá)到侵入目標(biāo)主機(jī)的目的。本地訪問就是只能當(dāng)攻擊者在鍵盤邊或物理訪問計算機(jī)時才發(fā)生的。目標(biāo)訪問則是指攻擊者具有目標(biāo)訪問的某種權(quán)限，可以直接對目標(biāo)進(jìn)行訪問，以減少過程步驟。攻擊方式包括物理接觸和主機(jī)模式，其中物理接觸是攻擊者需要能夠利用物理接觸目標(biāo)系統(tǒng)才能夠利用漏洞進(jìn)行攻擊，以此來對計算機(jī)系統(tǒng)安全構(gòu)成威脅。主機(jī)模式是一種平常的漏洞利用方式，攻擊方式客戶機(jī)，被攻擊方是目標(biāo)主機(jī)，攻擊者通過發(fā)現(xiàn)目標(biāo)主機(jī)的某個守護(hù)進(jìn)程存在的遠(yuǎn)程溢出漏洞，因此對目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行攻擊，從而獲得主機(jī)額外的訪問權(quán)?？蛻魴C(jī)模式是當(dāng)用戶訪問網(wǎng)絡(luò)上的一個主機(jī)時，就有可能會遭受到主機(jī)發(fā)送給自己惡意命令的襲擊。當(dāng)攻擊者位于一個可以觀察兩個機(jī)器之間通信的位置時，這時就可以認(rèn)為攻擊者處于中間方式。很多時候主機(jī)之間是以文明方式來傳輸有價值的信息的，在此時攻擊者便能夠很容易的攻入其他機(jī)器，進(jìn)而對主機(jī)的信息造成破壞。

2.3 系統(tǒng)安全漏洞產(chǎn)生的后果特征

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全漏洞通常會帶來很嚴(yán)重的后果，按照不同的分類原則可以分為多個種類。破壞系統(tǒng)的可用性是指利用漏洞使用戶對系統(tǒng)的可用性發(fā)生改變，可用性是網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)向用戶提供安全的程度保證，當(dāng)系統(tǒng)遭受破壞時，將不能夠為授權(quán)用戶提供有效地服務(wù)。非法用戶利用漏洞對計算機(jī)系統(tǒng)的信息可控性進(jìn)行破壞，從而破壞計算機(jī)系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)信息的控制能力。在破壞系統(tǒng)的可靠性方面是非法用戶利用漏洞計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行破壞，對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來說，可靠性是系統(tǒng)安全最為基本的要求之一，當(dāng)計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性遭受破壞時，系統(tǒng)將無法再規(guī)定的條件和時間內(nèi)完成其相應(yīng)的工作。對計算機(jī)系統(tǒng)的不可否認(rèn)性進(jìn)行破壞則是利用漏洞對信息的否認(rèn)功能進(jìn)行攻擊，將信息交互的過程中不可否認(rèn)性進(jìn)行破壞，也就是計算機(jī)進(jìn)行信息交互的參與者都不能夠否認(rèn)已經(jīng)完成的操作。再有一個是非法用戶利用漏洞導(dǎo)致計算機(jī)系統(tǒng)的完整性改變，在未經(jīng)授權(quán)的情況下，自行的對已經(jīng)存在或者傳授過程中的網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行刪除、修改、偽造、亂序、重放和插入等方面的嚴(yán)重破壞，致使計算機(jī)傳達(dá)信息不完整或者錯誤，造成對系統(tǒng)的完整性破壞。最后一個是對計算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)密性進(jìn)行破壞，非法用戶利用漏洞對系統(tǒng)信息的機(jī)密性進(jìn)行破壞，將機(jī)密信息泄露給非法授權(quán)的個體或者團(tuán)體，對用戶的信息安全造成威脅。

3 計算機(jī)漏洞庫的主動防御系統(tǒng)

計算機(jī)主動防御系統(tǒng)的思想分為兩個方面的層次，第一個層次是在攻擊事件之前提高網(wǎng)絡(luò)防御系統(tǒng)，而利用大量的實際黑客進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊，以自主攻擊的方法來檢測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全漏洞，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)漏洞的修補(bǔ)和相關(guān)配置的完善，以此來提高計算機(jī)系統(tǒng)的防御能力。第二個層次是在黑客對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行攻擊的過程中，以同樣的方法對攻擊源進(jìn)行攻擊，致使其喪失繼續(xù)攻擊的能力，以此來確保計算機(jī)系統(tǒng)正常工作。對此有幾種系統(tǒng)主動防御工作系統(tǒng)的方式，對計算機(jī)系統(tǒng)的編程與IDS配合使用，通過模擬攻擊的方法來確認(rèn)到組織入侵的系統(tǒng)漏洞是否真的存在，這種方法可以有效的避免發(fā)生某些無謂的工作，同時可以降低計算機(jī)自身的風(fēng)險。將計算機(jī)系統(tǒng)與安全掃面器配合使用，在這一過程中系統(tǒng)的主要工作就是任務(wù)對安全掃面器探得的隱患結(jié)果進(jìn)行掃描，從而確認(rèn)是否真正具有威脅性的系統(tǒng)安全隱患，然后對監(jiān)測的漏洞進(jìn)行補(bǔ)修。另外計算機(jī)系統(tǒng)也可以單獨使用，以實際黑客入侵手段對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗攻擊性能進(jìn)行測試，并將此作為網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)評估的重要依據(jù)，有時候甚至可以在必要時利用系統(tǒng)對黑客進(jìn)行反攻擊來保護(hù)計算機(jī)系統(tǒng)。

4 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)緩沖區(qū)的攻擊防范

計算機(jī)緩沖區(qū)溢出的工作原理比較容易理解，一次成功的緩沖區(qū)溢出可以用來作為模板，所以緩沖區(qū)溢出的攻擊對計算機(jī)系統(tǒng)具有非常大的安全威脅，建立相應(yīng)的緩沖區(qū)溢出方法體系是非常重要的工作，對計算機(jī)系統(tǒng)的安全防御工作具有重要的意義。對此在緩沖區(qū)溢出攻擊的內(nèi)存模型、工作原理的探討、綜合安全編程、動靜態(tài)測試和安全配置技術(shù)等方面進(jìn)行防范體系的設(shè)計，從而建立一種貫穿軟件完整生命周期的緩沖區(qū)溢出防范體系。對于完善防范體系包括軟件開發(fā)、編譯檢查、安全配置三個方面的完善。在軟件開發(fā)階段是通過安全編程技術(shù)來預(yù)防緩沖區(qū)溢出漏洞出現(xiàn)，包括避免對非安全的函數(shù)、執(zhí)行邊界檢查、采用非執(zhí)行堆棧技術(shù)等的使用。在計算機(jī)系統(tǒng)中，對C和C++不能進(jìn)行自動檢查，這在一定程度上增加了程序的不安全性，編程員在編寫程序時通常會為了追求性能而忽略安全，這將非常容易造成對數(shù)組、指針處理不善，從而出現(xiàn)緩沖區(qū)溢出漏洞。所以不應(yīng)該單純?yōu)榱颂岣咝识鴮?dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的后果，應(yīng)該執(zhí)行邊界檢查命令，從各方面檢查所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否準(zhǔn)確無誤，以此確保計算機(jī)系統(tǒng)的安全?？蓤?zhí)行堆棧技術(shù)是指被攻擊程序的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)段的地址區(qū)域不能執(zhí)行命令，攻擊者借此時機(jī)植入攻擊代碼，并且無法破解，所以為了保護(hù)系統(tǒng)程序的兼容性應(yīng)該設(shè)定堆棧數(shù)據(jù)段不可執(zhí)行的命令，從而大大降低計算機(jī)系統(tǒng)被攻擊的風(fēng)險。度與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全來說，非執(zhí)行堆棧技術(shù)是一種非常有效的系統(tǒng)保護(hù)措施。

5 總結(jié)

對計算機(jī)系統(tǒng)的安全漏洞概念和特點進(jìn)行分析，并了解其屬性和分級方式，用這些理論知識做為基礎(chǔ)，建立出覆蓋面廣闊的漏洞庫生成軟件，從而為計算機(jī)系統(tǒng)的研究工作提供幫助。對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全進(jìn)行定期的監(jiān)測與維護(hù)，做好日常的管理工作，對漏洞的產(chǎn)生進(jìn)行分析研究，完善編程過程中產(chǎn)生的問題，尋找出最佳的解決方法，從而保護(hù)計算機(jī)系統(tǒng)的安全，保護(hù)用戶的信息安全。

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