基于Golang的跨平臺蜜罐框架系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張 輝，李 鵬

（山西工程科技職業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院，晉中 030619）

0 引言

隨著當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全逐漸受到個人、政府、事業(yè)單位等重視，網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)成為當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的重中之重。蜜罐系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的重要技術(shù)之一，主要通過誘使攻擊者進(jìn)行攻擊，監(jiān)控和記錄攻擊者在蜜罐中所進(jìn)行的一系列操作，掌握攻擊者的入侵意圖，以及所使用的攻擊方法等重要信息，從而有助于被攻擊者快速準(zhǔn)確地采取最有效的防范措施［1］。

本文設(shè)計的蜜罐框架系統(tǒng)是基于Golang 開發(fā)的一個系統(tǒng)，后端主要采用Gin框架，數(shù)據(jù)庫采用了SQLite 數(shù)據(jù)庫［2-3］。它通過模擬各種真實服務(wù)與極其逼真的網(wǎng)頁去引誘攻擊者對其進(jìn)行攻擊，蜜罐受攻擊的數(shù)據(jù)會存儲到數(shù)據(jù)庫中，包括攻擊IP、攻擊者使用的密碼字典等。根據(jù)所收集到的信息，就可以進(jìn)一步分析得到攻擊者所使用的最新技術(shù)、對比真實應(yīng)用系統(tǒng)存在的問題，進(jìn)行及時解決，使應(yīng)用系統(tǒng)更加安全。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

整個系統(tǒng)采用前后端分離的架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)。前端基于Bootstrap 框架，后端主要應(yīng)用Gin 框架，數(shù)據(jù)庫采用SQLite數(shù)據(jù)庫［4］。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)包括三大模塊：虛假服務(wù)模塊、郵件告警模塊與前端展示模塊。蜜罐框架系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 蜜罐框架系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 功能模塊設(shè)計

1.2.1 虛假服務(wù)模塊

虛假服務(wù)模塊是由模擬的真實服務(wù)來欺騙攻擊者的模塊。該模塊中可包含多個蜜罐來承受所有真實攻擊，在本次系統(tǒng)中共設(shè)計了三個蜜罐，分別為SSH蜜罐、Telnet蜜罐與Web蜜罐。

（1）SSH蜜罐

SSH 蜜罐，初步定位為中交互型蜜罐。在開啟SSH 蜜罐后，被管理端就會向互聯(lián)網(wǎng)暴露出提前設(shè)置好的端口，然后即可承受互聯(lián)網(wǎng)上的攻擊，如用戶名密碼的暴力破解、上傳Web?shell 等攻擊手法。SSH 蜜罐具體的業(yè)務(wù)流程是：開啟SSH 蜜罐后，攻擊者可通過暴力破解的方法登錄到遠(yuǎn)程SSH 服務(wù)器，此時SSH 蜜罐會記錄攻擊者的IP、暴力破解的用戶名和密碼，并寫入到數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)攻擊者在遠(yuǎn)程SSH 服務(wù)器中執(zhí)行任何命令，或嘗試上傳任何后門、病毒等惡意文件，SSH 遠(yuǎn)程服務(wù)器會將攻擊者在服務(wù)器中所有的操作寫入日志文件中，方便用戶的溯源反制工作。

（2）Telnet蜜罐

Telnet蜜罐，初步定位為低交互型蜜罐。在開啟Telnet蜜罐后，被管理端也會向互聯(lián)網(wǎng)暴露指定端口信息，然后承受攻擊，該蜜罐僅支持承受暴力破解攻擊。Telnet蜜罐具體的業(yè)務(wù)流程是：開啟Telnet 蜜罐后，攻擊者嘗試連接Telnet，此時創(chuàng)建連接會話，并提示攻擊者輸入用戶名與密碼，由于設(shè)計原因，攻擊者不可能找到正確的用戶名密碼，且Telnet 蜜罐會將攻擊者的IP、嘗試登錄的用戶名和密碼寫入到數(shù)據(jù)庫中。

（3）Web蜜罐

Web 蜜罐，初步定位為低交互型蜜罐。在開啟Web 蜜罐后，攻擊者可通過蜜罐IP 加上指定端口訪問Web 蜜罐的登錄界面。為了更好地引誘攻擊者，用戶可將登錄界面定制為較逼真的業(yè)務(wù)登錄界面，該蜜罐同樣僅支持承受暴力破解攻擊。Web 蜜罐具體的業(yè)務(wù)流程是：開啟Web 蜜罐后，攻擊者會正常訪問到登錄界面，并且嘗試通過暴力破解的方式登錄系統(tǒng)，此時Web 蜜罐會將攻擊者所有嘗試過的用戶名與密碼寫入數(shù)據(jù)庫中［5］。

本模塊中設(shè)計兩個僅支持暴力破解攻擊的蜜罐，目的主要是收集攻擊者暴力破解所使用的密碼字典，通過分析密碼字典，確認(rèn)用戶目前所使用的密碼是否安全，從而更好地提高系統(tǒng)密碼強(qiáng)度。

1.2.2 郵件告警模塊

郵件告警模塊有自動群發(fā)郵件告警和手動郵件告警兩大功能。該模塊要正常使用，必須要配置正確、可用的SMTP服務(wù)器以及收發(fā)件人信息。

（1）自動群發(fā)郵件告警功能

自動群發(fā)郵件告警，在配置正確的前提下，如果有新的攻擊告警，會按照固定的告警模板，將郵件通知發(fā)送到配置中收件人的郵箱。自動群發(fā)郵件告警功能的具體操作流程是：用戶進(jìn)入系統(tǒng)后臺管理登錄頁面，輸入指定的賬號、密碼，隨即點擊登陸進(jìn)入系統(tǒng)后臺管理頁面。進(jìn)入管理頁面后，轉(zhuǎn)到設(shè)置菜單，點擊配置，輸入相應(yīng)的發(fā)件人郵箱、SMTP 服務(wù)器以及對應(yīng)的端口與收件人郵箱，隨即點擊保存完成配置，配置成功后會提示用戶配置成功。最后即可等待新的攻擊告警產(chǎn)生，系統(tǒng)將會自動發(fā)送郵件至指定郵箱。

（2）手動郵件告警功能

手動郵件告警，在配置正確的前提下，用戶可點擊郵件告警菜單，自定義告警內(nèi)容發(fā)至指定收件人郵箱。手動郵件告警功能的操作流程是：用戶進(jìn)入系統(tǒng)后臺管理登錄頁面，通過賬戶信息認(rèn)證，即可進(jìn)入系統(tǒng)后臺管理頁面。進(jìn)入管理頁面后，轉(zhuǎn)到設(shè)置菜單，點擊配置，輸入相應(yīng)的發(fā)件人郵箱、SMTP 服務(wù)器以及對應(yīng)的端口，隨即點擊保存完成配置，配置成功后會提示用戶配置成功。最后，用戶可轉(zhuǎn)到郵件告警菜單，輸入相應(yīng)的發(fā)件人郵箱、收件人郵箱、郵件主題等郵件相關(guān)信息，點擊發(fā)送，即可發(fā)送至指定收件人郵箱［6-7］。

1.2.3 前端展示模塊

前端展示模塊包括儀表盤、獵物列表、被管理端列表、手動郵件告警頁面與郵件告警配置頁面五大部分。

（1）儀表盤列表

儀表盤列表的具體流程是：用戶成功登錄到系統(tǒng)后臺管理頁面后，隨即展示的就是儀表盤展示頁面，用戶可直觀地看到目前系統(tǒng)所擁有的蜜罐、各個蜜罐的啟用狀態(tài)以及近期的攻擊告警數(shù)量。

（2）獵物列表

（3）被管理端列表

被管理端列表的流程是：用戶成功登錄到系統(tǒng)后臺管理頁面后，點擊“被管理端集群”，進(jìn)入被管理端列表，即可查看到目前所有被管理端的名稱、IP 以及各蜜罐的啟用狀態(tài)信息。同樣，點擊最右側(cè)的刪除按鈕，點擊確定，即可將對應(yīng)的蜜罐告警信息從數(shù)據(jù)庫中刪除，系統(tǒng)后臺管理頁面也不再展示該數(shù)據(jù)。

（4）手動郵件告警頁面

由于自動群發(fā)郵件告警功能是后臺自動執(zhí)行，此處郵件告警頁面僅顯示手動郵件告警功能。

（5）郵件告警配置頁面

用戶需要此頁面對自動群發(fā)郵件告警與手動郵件告警進(jìn)行相關(guān)的配置，例如發(fā)件人郵箱、SMTP 服務(wù)器地址、SMTP 端口等信息。故郵件告警配置頁面的流程是：用戶選擇需要啟用的功能進(jìn)行配置，填寫好相關(guān)配置信息后，點擊保存，此時系統(tǒng)會將配置信息寫入數(shù)據(jù)庫，方便系統(tǒng)讀取使用配置信息，然后用戶點擊已配置，此時該功能處于啟用狀態(tài)，可以使用對應(yīng)的告警功能。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)采用Golang作為系統(tǒng)開發(fā)語言，Goland作為開發(fā)工具，主要使用Bootstrap 框架進(jìn)行本系統(tǒng)的前端開發(fā)，后端開發(fā)主要采用Golang 中的Gin框架，SQLite作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫［8-9］。

2.1 軟件組件設(shè)計

根據(jù)上述需求并進(jìn)行具體分析后，可將系統(tǒng)分為兩大部分：前端（即前端展示模塊）與后端，由上述兩個部分組成整個跨平臺蜜罐框架系統(tǒng)。

原始AlexNet模型輸入為固定的224×224×3，GoogLeNet模型輸入為固定的299×299×3，該原始模型和本文提出的模型在相同的CompCars數(shù)據(jù)集中431類車型數(shù)據(jù)中訓(xùn)練。然后分別在不同輸入的尺寸數(shù)據(jù)下測試各個訓(xùn)練模型的效果，如圖7，圖8，圖9，圖10，圖11所示。

（1）前端部分（前端展示模塊）

前端部分由儀表盤、獵物列表、被管理端列表、手動郵件告警與郵件告警配置五個部分構(gòu)成。包括獵物列表中的查看攻擊信息和刪除獵物，編輯郵件內(nèi)容并發(fā)送等功能。

（2）后端部分

后端部分主要由虛假服務(wù)、上報攻擊數(shù)據(jù)以及管理端與被管理端三個部分構(gòu)成。包括將管理端與被管理端中獲取到的攻擊數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。

2.2 功能模塊實現(xiàn)

2.2.1 虛假服務(wù)模塊

虛假服務(wù)模塊包括了SSH 蜜罐、Telnet蜜罐與Web蜜罐。

（1）SSH蜜罐

SSH 蜜罐為蜜罐框架系統(tǒng)所擁有的蜜罐之一，是該系統(tǒng)中唯一一個中交互型蜜罐。SSH蜜罐的整體框架采用了Golang 官方提供的SSH服務(wù)器，然后進(jìn)行二次開發(fā)得到SSH 蜜罐。該蜜罐在被嘗試連接時，會提示進(jìn)行身份驗證，此處采用了Password 方式，即用戶名密碼的方式進(jìn)行認(rèn)證，若暴力破解成功，即認(rèn)證成功，則本地SSH 將自動連接至遠(yuǎn)程SSH 服務(wù)器。此處遠(yuǎn)程SSH 服務(wù)器使用了Docker，在Docker 中拉取了SSH 服務(wù)器鏡像，此時攻擊者的所有操作都會在Docker 中的SSH 服務(wù)器中執(zhí)行，以免攻擊行為影響真實生產(chǎn)環(huán)鏡。同時，Docker 中的SSH 服務(wù)器將會實時記錄登入用戶的所有操作，需要溯源時可登錄Docker 中的SSH 服務(wù)器或登錄Docker 服務(wù)器將日志文件從Docker 拷貝到宿主機(jī)中進(jìn)行查看。

（2）Telnet蜜罐

Telnet蜜罐為蜜罐框架系統(tǒng)所擁有的蜜罐之一，是該系統(tǒng)中的一個低交互型蜜罐。Telnet蜜罐使用了Go 語言內(nèi)置的net 包，用net.Listen（）函數(shù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中嘗試連接Telnet端口的主機(jī)，同時并發(fā)運(yùn)行自定義方法Telnetlogin，Telnetlogin方法使用了net.Conn（）函數(shù)以此獲取Telnet連接中的連接IP以及輸入的賬戶信息.

（3）Web蜜罐

Web 蜜罐為蜜罐框架系統(tǒng)所擁有的蜜罐之一，同樣是該系統(tǒng)中一個低交互型蜜罐。Web蜜罐設(shè)置了一個前端登錄頁面以獲取攻擊者輸入的賬戶信息。主要是采用Go 語言的一個微框架Gin，通過使用Gin 中的Context 的Param 方法來獲取攻擊者所提交的請求參數(shù)，其中包括了嘗試登錄的用戶名與密碼，將獲取到的信息傳至管理端再寫入數(shù)據(jù)庫，或直接寫入數(shù)據(jù)庫并在管理頁面進(jìn)行展示。

2.2.2 郵件告警模塊

郵件告警模塊包括自動群發(fā)郵件告警功能與手動郵件告警功能兩個部分，且該兩個部分均使用自定義方法SendMail，SendMail方法使用了Go 語言的gomail 庫中的多個函數(shù)。同時本模塊中告警郵件的創(chuàng)建與發(fā)送需要用到SMTP服務(wù)器，此處使用了QQ 郵箱充當(dāng)郵件服務(wù)器，以此完成郵件的創(chuàng)建與發(fā)送。

（1）自動群發(fā)郵件告警功能

自動群發(fā)郵件告警功能是需先保證在管理頁面對E-mail群發(fā)進(jìn)行配置且狀態(tài)為啟用狀態(tài)，在該頁面進(jìn)行的配置會全部寫入數(shù)據(jù)庫中的trap_setting 表。該功能是由自定義方法alert 實現(xiàn)，該方法會先查詢trap_setting 表中E-mail 群發(fā)的相關(guān)配置并判斷該配置的狀態(tài)是否為啟用，若為啟用，則調(diào)用SendMail 發(fā)送郵件。alert 方法會在攻擊數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫時并發(fā)運(yùn)行。

（2）手動郵件告警功能

手動郵件通知功能同樣要保證在管理頁面對E-mail 通知進(jìn)行配置且狀態(tài)為啟用狀態(tài)。該功能是通過前端使用jQuery 中的Ajax 方法，將關(guān)鍵數(shù)據(jù)以POST 方式發(fā)送至后端POST 請求，從而調(diào)用自定義方法SendEmailToUsers，該方法通過使用Gin 中的Context 的Param 方法獲取數(shù)據(jù)，與自動群發(fā)郵件功能一樣同樣會判斷Email 通知是否為啟用狀態(tài)，若為啟用，則將獲取到的數(shù)據(jù)傳參至SendMail方法，發(fā)送郵件。

2.2.3 前端展示模塊

前端展示模塊包括儀表盤頁面、獵物列表、被管理端列表、手動郵件告警頁面與郵件告警配置頁面五大部分。

（1）儀表盤頁面

儀表盤頁面是用戶登入管理頁面后的第一個頁面。該頁面展示了管理端的API 與虛擬蜜罐開啟狀態(tài)，目前SSH 蜜罐、Telnet 蜜罐與Web蜜罐的數(shù)量以折線圖形式展現(xiàn)，最近24 小時三個蜜罐的數(shù)量統(tǒng)計。其中折線圖是通過使用ECharts 可視化庫［9］得以實現(xiàn)，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計是通過前端使用Ajax 方法以GET 方式發(fā)送至后端GET請求，從而調(diào)用GetTrapData（）進(jìn)行統(tǒng)計。

（2）獵物列表

獵物列表是在前端中較為重要的一個頁面。該頁面展示了虛擬蜜罐捕獲到的數(shù)據(jù)，包括時間、蜜罐類型、攻擊IP、攻擊IP歸屬地等信息，并且點擊該頁面中的“點擊查看”，攻擊數(shù)據(jù)將會以彈窗形式展示在該頁面中。同時也可以對指定蜜罐進(jìn)行刪除操作。

（3）被管理端列表

被管理端列表直觀地展示了被管理端的SSH 蜜罐、Telnet 蜜罐與Web 蜜罐是否為啟用狀態(tài)，每60 秒獲取一次被管理端的狀態(tài)，同時也提供了刪除指定被管理端的操作。若誤刪了被管理端，則等待60 秒左右刷新頁面，被管理端即可重新展示在該頁面。

（4）手動郵件告警頁面

手動郵件告警頁面與郵件告警模塊中的手動郵件告警功能相對應(yīng)。用戶需在該頁面中填寫郵件標(biāo)題、發(fā)件人郵箱、收件人郵箱與郵件內(nèi)容，點擊“發(fā)送郵件”，彈出“success”提示字樣，即為發(fā)送成功。

（5）郵件告警配置頁面

郵件告警配置頁面是對自動群發(fā)郵件告警功能與手動郵件告警功能進(jìn)行相關(guān)配置。兩個配置中都需要填寫正確可用的SMTP 服務(wù)認(rèn)證，此處使用了QQ 郵箱作為SMTP 服務(wù)器。在此頁面中所有的配置都將寫入數(shù)據(jù)庫的trap_setting表中。其中E-mail 群發(fā)頁面可填寫多個收件人郵箱，當(dāng)有新的攻擊數(shù)據(jù)生成時，會自動發(fā)送至指定收件人郵箱。

3 系統(tǒng)測試

3.1 實現(xiàn)與運(yùn)行環(huán)境

（1）實現(xiàn)環(huán)境

整個系統(tǒng)代碼使用Go 語言1.17 版本，Go?land作為系統(tǒng)開發(fā)工具，SQLite作為數(shù)據(jù)庫。

（2）運(yùn)行環(huán)境

瀏覽器：火狐瀏覽器；Docker 服務(wù)器：Centos7 操作系統(tǒng)；管理端：RedHat7 操作系統(tǒng)；被管理端：Centos7 操作系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：SQLite數(shù)據(jù)庫。

3.2 測試結(jié)果

經(jīng)過多次測試，該系統(tǒng)的所有功能模塊均運(yùn)行正常，且最初需求分析所涉及到的功能模塊全部開發(fā)完成。三個虛擬蜜罐告警較為準(zhǔn)確，且上報結(jié)果及時。郵件告警的發(fā)送幾乎無延遲現(xiàn)象，可以及時地發(fā)送至收件人郵箱。前端展示頁面簡潔大方，在查看獵物列表時可以按照不同的蜜罐類型進(jìn)行篩選，亦可根據(jù)項目名稱或來源IP 進(jìn)行搜索，同時還支持分頁展示，大大提高了實用性與便捷性。