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網(wǎng)絡(luò)入侵、攻擊與防范技術(shù)

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摘 要 隨著信息化建設(shè)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)入侵、攻擊對信息安全的威脅越來越大,本文從典型的網(wǎng)絡(luò)入侵和攻擊方法入手,闡述了防范網(wǎng)絡(luò)入侵與攻擊的主要技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞 安全和保密;網(wǎng)絡(luò);入侵和攻擊;防范技術(shù)

1 引言

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展和普及,信息化已成為人類社會發(fā)展的大趨勢。但是,由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有聯(lián)結(jié)形式多樣性、終端分布不均勻性和網(wǎng)絡(luò)的開放性、互聯(lián)性等特征,致使網(wǎng)絡(luò)容易受黑客、惡意軟件和其它不軌行為的攻擊,威脅網(wǎng)絡(luò)信息的安全,所以信息的安全和保密就成為一個至關(guān)重要的問題被信息社會的各個領(lǐng)域所重視。
要保證網(wǎng)絡(luò)信息的安全,有效防范網(wǎng)絡(luò)入侵和攻擊,就必須熟悉網(wǎng)絡(luò)入侵和攻擊的常用方法,在此基礎(chǔ)上才能制定行之有效地防范策略,確保網(wǎng)絡(luò)安全。

2 典型網(wǎng)絡(luò)入侵和攻擊方法

2.1 使用網(wǎng)絡(luò)掃描器

網(wǎng)絡(luò)掃描器是利用C/S結(jié)構(gòu)中的請求-應(yīng)答機(jī)制來實現(xiàn)的,是網(wǎng)絡(luò)入侵者收集信息的重要工具。掃描器能夠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)主機(jī)和網(wǎng)絡(luò),識別目標(biāo)主機(jī)的端口狀態(tài)和目標(biāo)主機(jī)正在運行的各種服務(wù)并測試這些服務(wù)中是否存在漏洞,能夠根據(jù)漏洞信息分析系統(tǒng)脆弱點,生成掃描報告。
常用的掃描方法有利用網(wǎng)絡(luò)命令、端口掃描和漏洞掃描三種。

2.2 特洛伊木馬

特洛伊木馬(簡稱木馬)是一種C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序,木馬程序一般由服務(wù)器端程序和控制器端程序組成。“中了木馬”就是指目標(biāo)主機(jī)中被安裝了木馬的服務(wù)器端程序。若主機(jī)“中了木馬”,則攻擊者就可以利用木馬的控制器端程序與駐留在目標(biāo)主機(jī)上的服務(wù)器端程序進(jìn)行通信,進(jìn)而達(dá)到獲取目標(biāo)主機(jī)上的各種信息的目的。
木馬的服務(wù)器端程序通常是嵌入到主機(jī)的合法程序中,隨合法程序運行后獨立工作,或者作為單獨的程序在設(shè)定的條件下自動運行,極具隱蔽性和危害性。

2.3 緩沖區(qū)溢出

緩沖區(qū)是指計算機(jī)程序運行時在內(nèi)存中開辟的臨時存儲數(shù)據(jù)的區(qū)域。理想情況是,程序檢查數(shù)據(jù)長度并且不允許輸入超過緩沖區(qū)長度的內(nèi)容,但是很多程序都不做這種檢查,這就為緩沖區(qū)溢出埋下隱患。通過向緩沖區(qū)寫入超出其長度的內(nèi)容,造成緩沖區(qū)的溢出,緩沖區(qū)溢出可能會帶來兩種結(jié)果:一是過長的內(nèi)容覆蓋了相鄰的存儲單元,引起程序運行失敗,嚴(yán)重的可導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰;二是破壞程序的堆棧,使程序轉(zhuǎn)而執(zhí)行其它的指令,由此而引發(fā)多種攻擊方法。

2.4 拒絕服務(wù)攻擊

拒絕服務(wù)攻擊是利用合理的服務(wù)請求來占用過多的服務(wù)資源,致使目標(biāo)主機(jī)服務(wù)超載,停止提供服務(wù)或資源訪問。這些服務(wù)資源包括網(wǎng)絡(luò)帶寬、磁盤容量、內(nèi)存、進(jìn)程等。拒絕服務(wù)攻擊是由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議本身的安全缺陷造成的,這種攻擊會導(dǎo)致資源的匱乏,無論目標(biāo)主機(jī)速度多快、容量多大、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多好都無法避免這種攻擊。拒絕服務(wù)攻擊能實現(xiàn)兩種效果:一是迫使目標(biāo)主機(jī)的緩沖區(qū)滿,不接收新的請求;二是使用IP欺騙,迫使目標(biāo)主機(jī)把合法用戶的連接復(fù)位,影響合法用戶的連接。
常見的拒絕服務(wù)攻擊方法有廣播風(fēng)暴、SYN淹沒、IP分段攻擊和分布式攻擊等。

2.5 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽

以太網(wǎng)協(xié)議的工作方式是把要發(fā)送的數(shù)據(jù)包發(fā)往同一網(wǎng)段內(nèi)的所有主機(jī),在包頭中含有目的主機(jī)的地址,正常情況下,只有地址與數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址相同的主機(jī)才能接收數(shù)據(jù)包,但是當(dāng)主機(jī)工作在監(jiān)聽模式下,不管數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)地址是什么,它都可以接收。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽就是利用這一原理,將主機(jī)設(shè)置在監(jiān)聽模式下從網(wǎng)上截獲各種信息。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽需要進(jìn)入到目標(biāo)主機(jī)所在的局域網(wǎng)內(nèi)部,選擇一臺主機(jī)實施,監(jiān)聽效果最好的地方是在網(wǎng)關(guān)、路由器、防火墻上,能捕獲更多的信息。

2.6 IP欺騙

IP欺騙是利用TCP/IP協(xié)議本身的安全缺陷實現(xiàn)攻擊的,它通過盜用合法的IP地址,獲取目標(biāo)主機(jī)的信任,進(jìn)而訪問目標(biāo)主機(jī)上的資源。
目前,許多安全性解決方案都依賴于精確的IP地址,所以不論目標(biāo)主機(jī)上運行的是何種操作系統(tǒng),IP欺騙攻擊都是容易實現(xiàn)的,這些攻擊包括序列號欺騙、路由攻擊、源地址欺騙和授權(quán)欺騙。

3 防范網(wǎng)絡(luò)入侵和攻擊的主要技術(shù)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,由于種種原因,網(wǎng)絡(luò)被入侵和攻擊是難免的。但是,通過加強(qiáng)管理和采用必要的技術(shù)手段可以減少入侵和攻擊行為,避免因入侵和攻擊造成的各種損失。下面就介紹幾種主要的防范入侵和攻擊的技術(shù)措施。

3.1 訪問控制技術(shù)

訪問控制的主要目的是確保網(wǎng)絡(luò)資源不被非法訪問和非法利用,是網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)和防范的核心策略之一。訪問控制技術(shù)主要用于對靜態(tài)信息的保護(hù),需要系統(tǒng)級別的支持,一般在操作系統(tǒng)中實現(xiàn)。目前,訪問控制主要涉及入網(wǎng)訪問控制、權(quán)限控制、目錄級安全控制以及屬性安全控制等多種手段。
入網(wǎng)訪問控制通過對用戶名、用戶密碼和用戶帳號默認(rèn)權(quán)限的綜合驗證、檢查來限制用戶對網(wǎng)絡(luò)的訪問,它能控制哪些用戶、在什么時間以及使用哪臺主機(jī)入網(wǎng)。入網(wǎng)訪問控制為網(wǎng)絡(luò)訪問提供了第一層訪問控制。
網(wǎng)絡(luò)用戶一般分為三類:系統(tǒng)管理員用戶,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置和管理;普通用戶,由系統(tǒng)管理員創(chuàng)建并根據(jù)他們的實際需要為其分配權(quán)限;審計用戶,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全控制和資源使用情況的審計。用戶入網(wǎng)后就可以根據(jù)自身的權(quán)限訪問網(wǎng)絡(luò)資源。權(quán)限控制通過訪問控制表來規(guī)范和限制用戶對網(wǎng)絡(luò)資源訪問,訪問控制表中規(guī)定了用戶可以訪問哪些目錄、子目錄、文件和其它資源,指定用戶對這些文件、目錄等資源能夠執(zhí)行哪些操作。
系統(tǒng)管理員為用戶在目錄一級指定的權(quán)限對該目錄下的所有文件和子目錄均有效。如果用戶濫用權(quán)限,則會對這些目錄、文件或設(shè)備等網(wǎng)絡(luò)資源構(gòu)成威脅。目錄級安全控制可以限制用戶對目錄和文件的訪問權(quán)限,進(jìn)而保護(hù)目錄和文件的安全,防止用戶權(quán)限濫用。
屬性安全控制是通過給網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)置安全屬性標(biāo)記來實現(xiàn)的。它可以將目錄或文件隱藏、共享和設(shè)置成系統(tǒng)特性,可以限制用戶對文件進(jìn)行讀、寫、刪除、運行等操作等。屬性安全在權(quán)限安全的基礎(chǔ)上提供更進(jìn)一步的安全性。

3.2 防火墻技術(shù)

防火墻是一種高級訪問控制設(shè)備,是置于不同網(wǎng)絡(luò)安全域之間的一系列部件的組合,是不同網(wǎng)絡(luò)安全域間通信流的惟一通道,它能根據(jù)有關(guān)的安全策略控制(允許、拒絕、監(jiān)視、記錄)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的訪問行為。防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全的屏障,是提供安全信息服務(wù)、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)設(shè)施之一。
防火墻能極大地提高一個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性,防止來自被保護(hù)區(qū)域外部的攻擊,并通過過濾不安全的服務(wù)而降低風(fēng)險;能防止內(nèi)部信息外泄和屏蔽有害信息,利用防火墻對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的劃分,可以實現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)重點網(wǎng)段的隔離,限制安全問題擴(kuò)散,從而降低了局部重點或敏感網(wǎng)絡(luò)安全問題對全局網(wǎng)絡(luò)造成的影響;能強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全策略,將局域網(wǎng)的安全管理集中在一起,便于統(tǒng)一管理和執(zhí)行安全策略;能嚴(yán)格監(jiān)控和審計進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的信息,如果所有的訪問都經(jīng)過防火墻,那么,防火墻就能記錄下這些訪問并做出日志記錄,同時也能提供網(wǎng)絡(luò)使用情況的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生可疑動作時,防火墻能進(jìn)行適當(dāng)?shù)膱缶?,并提供網(wǎng)絡(luò)是否受到監(jiān)測和攻擊的詳細(xì)信息。

3.3 數(shù)據(jù)加密技術(shù)

數(shù)據(jù)加密能防止入侵者查看、篡改機(jī)密的數(shù)據(jù)文件,使入侵者不能輕易地查找一個系統(tǒng)的文件。數(shù)據(jù)加密技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)中最基本的安全技術(shù),主要是通過對網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行加密來保障其安全性,是一種主動的安全防御策略。
數(shù)據(jù)加密實質(zhì)上是對以符號為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位和置換的變換算法,這種變換受“密鑰”控制。常用的數(shù)據(jù)加密技術(shù)有私用密鑰加密技術(shù)和公開密鑰加密技術(shù)。私用密鑰加密技術(shù)利用同一個密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密,這個密鑰必須秘密保管,只能為授權(quán)用戶所知,授權(quán)用戶既可以用該密鑰加密信息,也可以用該密鑰解密信息。DES是私用密鑰加密技術(shù)中最具代表性的算法。公開密鑰加密技術(shù)采用兩個不同的密鑰進(jìn)行加密和解密,這兩個密鑰是公鑰和私鑰。如果用公鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,只有用對應(yīng)的私鑰才能進(jìn)行解密;如果用私鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,則只有用對應(yīng)的公鑰才能解密。公鑰是公開的,任何人可以用公鑰加密信息,再將密文發(fā)送給私鑰擁有者。私鑰是保密的,用于解密其接收的用公鑰加密過的信息。目前比較安全的采用公開密鑰加密技術(shù)的算法主要有RSA算法及其變種Rabin算法等。

3.4 入侵檢測技術(shù)

入侵檢測是對入侵行為的檢測,它通過收集和分析網(wǎng)絡(luò)行為、安全日志、審計數(shù)據(jù)、其它網(wǎng)絡(luò)上可以獲得的信息以及計算機(jī)系統(tǒng)中若干關(guān)鍵點的信息,檢查網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)中是否存在違反安全策略的行為和被攻擊的跡象。
用于入侵檢測的軟件與硬件的組合便是入侵檢測系統(tǒng),入侵檢測系統(tǒng)被認(rèn)為是防火墻之后的第二道安全閘門,它能監(jiān)視分析用戶及系統(tǒng)活動,查找用戶的非法操作,評估重要系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的完整性,檢測系統(tǒng)配置的正確性,提示管理員修補(bǔ)系統(tǒng)漏洞;能實時地對檢測到的入侵行為進(jìn)行反應(yīng),在入侵攻擊對系統(tǒng)發(fā)生危害前利用報警與防護(hù)系統(tǒng)驅(qū)逐入侵攻擊,在入侵攻擊過程中減少入侵攻擊所造成的損失,在被入侵攻擊后收集入侵攻擊的相關(guān)信息,作為防范系統(tǒng)的知識,添加入侵策略集中,增強(qiáng)系統(tǒng)的防范能力,避免系統(tǒng)再次受到同類型的入侵攻擊。
入侵檢測作為一動態(tài)安全防護(hù)技術(shù),提供了對內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實時保護(hù),在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到危害之前攔截和響應(yīng)入侵,它與靜態(tài)安全防御技術(shù)(防火墻)相互配合可構(gòu)成堅固的網(wǎng)絡(luò)安全防御體系。

3.4 安全掃描

安全掃描就是對計算機(jī)系統(tǒng)或者其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行安全相關(guān)的檢測,以找出安全隱患和可能被攻擊者利用的漏洞。安全掃描是把雙刃劍,攻擊者利用它可以入侵系統(tǒng),而管理員利用它可以有效地防范攻擊者入侵。
安全掃描常采用基于網(wǎng)絡(luò)的主動式策略和基于主機(jī)的被動式策略。主動式策略就是通過執(zhí)行一些腳本文件模擬對系統(tǒng)進(jìn)行攻擊的行為并記錄系統(tǒng)的反應(yīng),從而發(fā)現(xiàn)其中的漏洞;而被動式策略就是對系統(tǒng)中不合適的設(shè)置,脆弱的口令以及其它同安全規(guī)則抵觸的對象進(jìn)行檢查。利用被動式策略掃描稱為系統(tǒng)安全掃描,利用主動式策略掃描稱為網(wǎng)絡(luò)安全掃描。
目前,安全掃描主要涉及四種檢測技術(shù):基于應(yīng)用的檢測技術(shù)、基于主機(jī)的檢測技術(shù)、基于目標(biāo)的漏洞檢測技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的檢測技術(shù)。

3.5 安全審計  

網(wǎng)絡(luò)安全是動態(tài)的,對已經(jīng)建立的系統(tǒng),如果沒有實時的、集中的可視化審計,就不能及時評估系統(tǒng)的安全性和發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的安全隱患。網(wǎng)絡(luò)安全審計就是在一個特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,為了保障網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)不受來自外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)用戶的入侵和破壞,而運用各種技術(shù)手段實時收集和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中每一個組成部分的系統(tǒng)狀態(tài)、安全事件,以便集中報警、分析、處理的一種技術(shù)手段,它是一種積極、主動的安全防御技術(shù)。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全審計主要包括對操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、Web、郵件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和防火墻等項目的安全審計,以及加強(qiáng)安全教育,增強(qiáng)安全責(zé)任意識。目前,網(wǎng)絡(luò)安全審計系統(tǒng)主要包含以下幾種功能:采集多種類型的日志數(shù)據(jù)、日志管理、日志查詢、入侵檢測、自動生成安全分析報告、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實時監(jiān)視、事件響應(yīng)機(jī)制、集中管理。

3.6 安全管理

安全管理就是指為實現(xiàn)信息安全的目標(biāo)而采取的一系列管理制度和技術(shù)手段,包括安全檢測、監(jiān)控、響應(yīng)和調(diào)整的全部控制過程。需要指出的是,不論多么先進(jìn)的安全技術(shù),都只是實現(xiàn)信息安全管理的手段而已,信息安全源于有效地管理,要使先進(jìn)的安全技術(shù)發(fā)揮較好的效果,就必須建立良好的信息安全管理體系,制定切合實際的網(wǎng)絡(luò)安全管理制度,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全的規(guī)范化管理力度,強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理人員和使用人員的安全防范意識。只有網(wǎng)絡(luò)管理人員與使用人員共同努力,才能有效防御網(wǎng)絡(luò)入侵和攻擊,才能使信息安全得到保障。

4 結(jié)束語

  計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,防御網(wǎng)絡(luò)入侵與攻擊只是保障網(wǎng)絡(luò)信息安全的一部分。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速應(yīng)用和普及,網(wǎng)絡(luò)信息安全的不確定因素也越來越多,我們必須綜合考慮各種安全因素,認(rèn)真分析各種可能的入侵和攻擊形式,采取有效的技術(shù)措施,制定合理的網(wǎng)絡(luò)安全策略和配套的管理辦法,防止各種可能的入侵和攻擊行為,避免因入侵和攻擊造成的各種損失。

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