【文章內(nèi)容簡介】 西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 于根據(jù)攻擊的動機與目的，將攻擊者分為以下 6種： 黑客、間諜、恐怖主義者、公司職員、職業(yè)犯罪分子、破壞者。 這 6 種類型的攻擊者和他們的主要攻擊目標(biāo)如圖 21所示： 圖 21 攻擊者與攻擊目標(biāo)的分類 （ 2）攻擊訪問 攻擊者為了達(dá)到其攻擊目的，一定要訪問目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，包括合法和非法的訪問。但是，攻擊過程主要依賴于非法訪問和使用目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的資源，即未授權(quán)訪問或未授權(quán)使用目標(biāo)系統(tǒng)的資源。攻擊者能夠進(jìn)行授權(quán)訪問和使用系統(tǒng)的前提是目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)存在安全弱點，包括設(shè)計弱點、實現(xiàn)弱點和配置弱點。進(jìn)入目標(biāo)系統(tǒng)之后，攻擊者就開始執(zhí)行相關(guān)命令，如修改文件、傳送數(shù)據(jù)等，以實施各類不同的攻擊?；谏鲜稣J(rèn)識，攻擊訪問過程如圖 22所示 ： 圖 22 攻擊訪問 （ 3）攻擊效果 攻擊效果有如下幾種，如圖 23所示 : 設(shè)計弱點 實現(xiàn)弱點 配置弱點 未授權(quán)訪問 未授權(quán)使用 執(zhí)行 文件 數(shù)據(jù)傳送 訪問 黑客 間諜 恐怖主義者 公司職員 職業(yè)犯罪分子 破壞者 工具 訪問 效果 目標(biāo) 表現(xiàn)自己 政治意圖 經(jīng)濟利益 破壞 西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 23 攻擊效果 （ 4）攻擊工具集 攻擊者通過一系列攻擊工具 （包括攻擊策略與方法） ，對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實施攻擊，如圖 24 所示： 圖 24 攻擊工具 通過以上分析，得到一種多維角度的網(wǎng)絡(luò)攻擊分類方法。 7．基于攻擊步驟分類 目前唯一得到廣泛應(yīng)用的公開攻擊特征庫為著名開源入侵檢測系統(tǒng) Snort的規(guī)則庫，而其采用的分類方法是根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行羅列，出發(fā)的角度也不盡相同，有攻擊結(jié)果、攻擊技術(shù)、攻擊目標(biāo)等，從而導(dǎo)致分類結(jié)果十分混亂。為了判斷一個分類方法是否合理并滿足實際應(yīng)用的需求， Amoroso 給出了一個攻擊分類方法應(yīng)滿足的分類標(biāo)準(zhǔn)，即互斥性（分類類別不應(yīng)重疊）、完備性（覆蓋所有可能的攻擊）、非二義性（類別劃分清楚） 、可重復(fù)性（對一個樣本多次分類結(jié)果一致）、可接受性（符合邏輯和直覺）和實用性（可用于深入研究和調(diào)查） 6個特性。 用戶命令 腳本或程序 自治主體 工具包 分布式工具 電磁泄露工具 工具集 破壞信息 信息泄露 竊取服務(wù) 拒絕服務(wù) 效果 西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 攻擊技術(shù) 作為攻擊最為重要的一個內(nèi)在屬性，對其進(jìn)行分析和分類研究，對了解攻擊的本質(zhì)，以便更準(zhǔn)確地對其進(jìn)行檢測和響應(yīng)具有重要的意義。已提出的一些分類方法，包括在構(gòu)建攻擊知識庫所采用的多維攻擊分類體系，都已經(jīng)把攻擊技術(shù)作為一個重要的維度，但已有的分類方法 均 是僅僅在概念層次上為其給出一個簡單的分類列表，并不滿足完整性、實用性等分類標(biāo)準(zhǔn)。 因此，從攻擊者的角度出發(fā)，對現(xiàn)有的攻擊技術(shù)進(jìn)行研究和分析，提出 了 對攻擊 技術(shù)的層次化分類結(jié)構(gòu)并給出基于攻擊 步驟的分類。 從攻擊者的角度出發(fā)，攻擊的步驟可分為探測 (Probe)、攻擊 (Exploit)和隱藏 (Conceal)。我們的攻擊技術(shù)分類方法據(jù)此分為探測技術(shù)、攻擊技術(shù)和隱藏技術(shù) 3 大類，并在每類中對各種不同的攻擊技術(shù)進(jìn)行細(xì)分。如圖 25 所示： 圖 25 攻擊技術(shù)分類層次結(jié)構(gòu) 攻擊的一般過程 攻擊者一般有兩種 ，一種是內(nèi)部人員利用自己的工作機會和權(quán)限來獲得不應(yīng)探測 攻擊 隱藏 踩點 掃描 查點 竊聽 欺騙 拒絕服務(wù) 數(shù)據(jù)驅(qū)動攻擊 日志清理 安裝后門 Rootkit 鍵擊記錄 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽 非法訪問數(shù)據(jù) 攫取密碼文件 獲取口令 惡意代碼 網(wǎng)絡(luò)欺騙 導(dǎo)致異常型 資源耗盡型 欺騙型 緩沖區(qū)溢出 格式化字符串 輸入驗證攻擊 同步漏洞攻擊 信任漏洞攻擊 西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 該獲取的權(quán)限進(jìn)行的攻擊，即來源于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的攻擊。 另一種是外部人員入侵，即來源于外網(wǎng)的入侵，包括遠(yuǎn)程入侵、網(wǎng)絡(luò)結(jié)點接入入侵等。這種攻擊發(fā)生在組織外部甚至是國界之外，很難調(diào)查取證和追究責(zé)任，因此該類攻擊影響較大，造成的危害也比較嚴(yán)重。 攻擊者 實施攻擊是一件步驟性很強的工作，在攻擊之前 要做準(zhǔn)備工作，即預(yù)攻擊階段，包括確定攻擊目標(biāo)信息，攻擊目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址，弄清目標(biāo)所使用的操作系統(tǒng)，目標(biāo)機器所提供服務(wù)以及開放的端口 等信息 ；當(dāng)收集到足夠的信息之后，就進(jìn)入了攻擊階段；攻擊者利用種種手段進(jìn)入目標(biāo)主機系統(tǒng)并獲得控制權(quán)之后，絕不僅僅滿足于進(jìn)行破壞活動。一般入侵成功后，攻擊者為 了能長時間地保留和鞏固他對系統(tǒng)的控制權(quán)，不被管理員發(fā)現(xiàn)，他會做兩件事： 留下后門和擦除痕跡。具體過程見圖 26。 攻擊的 階段： 1． 預(yù)攻擊階段 （ 1）端口掃描 （ 2）漏洞掃描 （ 3）操作系統(tǒng)類型鑒別 （ 4）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治? 2．攻擊階段 （ 1）緩沖區(qū)溢出攻擊 a) 操作系統(tǒng)漏洞 b) 應(yīng)用服務(wù)缺陷 （ 2）腳本程序漏洞攻擊 （ 3）口令攻擊 （ 4）錯誤及若配置攻擊 （ 5）網(wǎng)絡(luò)欺騙與劫持攻擊 其它攻擊種類 （ 1）拒絕服務(wù)攻擊 （ 2）嗅探攻擊 （ 3）惡意網(wǎng)頁攻擊 （ 4）社會工程攻擊 3．后攻擊階 段 （ 1）后門木馬 （ 2）痕跡擦除 西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 圖 26 攻擊的一般過程 在實際的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中常常會存在各種各樣的脆弱性，在這樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，安全管理員進(jìn)行安全管理時會遇到下面的問題： 1． 雖然 Nessus、 Nmap 等脆弱性發(fā)現(xiàn)工具能夠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的脆弱性，但是由于網(wǎng)絡(luò)組件之間以及網(wǎng)絡(luò)脆弱性之間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而難以對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險進(jìn)行有效評估； 2． 由于消除脆弱性需要一定的成 本，如重啟電腦會暫時無法獲得網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等，因此需要在安全性和可用性之間做出權(quán)衡，并且確定安全措施的優(yōu)先級，以最小的安全成本獲得網(wǎng)絡(luò)的安全； 3. 需要將 IDS 的預(yù)警信息與網(wǎng)絡(luò)的實際狀況相結(jié)合，更加有效地利用 IDS預(yù)警信息預(yù)測攻擊者的企圖和產(chǎn)生的安全影響，從而采取適當(dāng)?shù)陌踩胧? 網(wǎng)絡(luò)攻擊建模通過對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合分析，研究攻擊者如何利用計算機的各個脆弱性對計算機網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行逐步入侵，最終達(dá)到攻擊目標(biāo)。它從攻擊的角度識別各個脆弱性之間的關(guān)系，詳細(xì)地描述了攻擊者的攻擊路徑，能夠有效評估網(wǎng)絡(luò)攻擊所導(dǎo)致的直接和間接的安全 影響，提高安全知識的共享以及提高攻擊檢測和安全預(yù)警的效率，對它的研究有利于解決上述安全問題。 因此網(wǎng)絡(luò)攻擊模型的研究是在網(wǎng)絡(luò)攻擊方面除攻擊分類研究、具體攻擊原理的研究、攻擊發(fā)現(xiàn)技術(shù)研究、攻擊的響應(yīng)防御策略研究以及網(wǎng)絡(luò)攻擊效果評估技術(shù)研究之外的又一個重要的研究方向。 預(yù)攻擊 目的： 收集信息，進(jìn)行進(jìn)一步攻擊決策 內(nèi)容： 獲得域名及 IP 分布 獲得拓?fù)浼?OS 等 獲得端口和服務(wù) 獲得應(yīng)用系統(tǒng)情況 跟蹤新漏洞發(fā)布 攻擊 目的： 進(jìn)行攻擊，獲得系統(tǒng)的一定權(quán)限 內(nèi)容： 獲得遠(yuǎn)程權(quán)限 進(jìn)入遠(yuǎn)程系統(tǒng) 提升本地權(quán)限 進(jìn)一步擴展權(quán)限 進(jìn)行實質(zhì)性操作 后攻擊 內(nèi)容： 植入后門木馬 刪除日志 修補明顯的 漏洞 進(jìn)一步滲透擴展 目的： 消除痕跡，長期維持一定的權(quán)限 西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 在 20 世紀(jì) 80 年代中期，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（現(xiàn)在是美國標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院分支）和美國國家計算機安全中心首次涉及計算機安全風(fēng)險管理模型和信息安全 風(fēng)險計算模型的領(lǐng)域。這兩個組織創(chuàng)建了一系列的工作室，將風(fēng)險專家的所有精力主要集中在計算機安全風(fēng)險的挑戰(zhàn) 上。這一次嘗試所研究出來的方法以及相應(yīng)的商業(yè)軟件包構(gòu)成了第一代信息安全風(fēng)險評估計算模型。這次研究使人們對計算機安全風(fēng)險模型產(chǎn)生了極大的注意了，并且形成了基本的現(xiàn)代計算機安全風(fēng)險評估理念。 在 1990 年前后，民間研究組織對安全風(fēng)險計算模型有一些零星的研究，包括一些大型產(chǎn)業(yè)公司為其自身的風(fēng)險評估所做的私人研究，在圣地亞國家研究所進(jìn)行的計算機擔(dān)保工作，以及一些安全顧問和學(xué)者進(jìn)行的一系列個人研究。但是這些私人研究的詳細(xì)內(nèi)容普遍沒有對外公布，計算 機擔(dān)保的研究內(nèi)容雖然可以下載到，但是當(dāng)時的很多研究者都已經(jīng)離開 參與到別的 項目中去 ， 從一些可以得到的研究報告看來，這些研究主要致力于風(fēng)險的定量分析，整體上并沒有打破第一代信息安全風(fēng)險評估計算模型的范圍或者解決模型框架，沒有解決的任何一個基本挑戰(zhàn)。 90 年代后，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的普及，信息安全問題不再被看作額外的不必要的花費，而變成了企業(yè)商機的關(guān)鍵。在這種趨勢下，誕生了第二代信息安全風(fēng)險評估計算模型，這一代模型主要研究解決風(fēng)險的定性和半定量的計算等問題。 網(wǎng)絡(luò)攻擊建模的方法經(jīng)歷了從小型網(wǎng)絡(luò)建模向中大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建模方向發(fā)展，由于手動建模向自動化建模方向發(fā)展，由自然語言建模向形式化語言建模 方向發(fā)展的階段。 但是，攻擊模型的研究總體上講還是個較新的領(lǐng)域，目前常用的幾種攻擊模型基本上都處于理論研究階段。 目 前對網(wǎng)絡(luò)攻擊方法進(jìn)行模型描述主要手段有：攻擊描述語言、攻擊樹、圖論和 Petri 網(wǎng)。 攻擊樹模型 最早由 Bruce Scheier 提出，是一種結(jié)構(gòu)化、可復(fù)用的將攻擊過程文檔化的方法。他的原本目的是希望攻擊樹提供一種描述安全系統(tǒng)的方法，允許對系統(tǒng)的安全性進(jìn)行精確的計算，比較不同的安全系統(tǒng)，并作出一套比較完善的安全解決方案。 在一棵攻擊樹的樹形結(jié)構(gòu)中， 根節(jié)點代表了總目標(biāo)，各個分支代表達(dá)到總目 西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 標(biāo)的方法。通過對各個節(jié)點的賦值，就可以依據(jù)此樹形結(jié)構(gòu)做一些基本的計算用來描述針對總目標(biāo)的各種攻擊方式，因此將其應(yīng)用到攻擊的領(lǐng)域仍是可行的。根據(jù)一棵給定的攻擊樹，我們可以從樹的某一個葉節(jié)點開始找到一條能夠?qū)崿F(xiàn)我們攻擊目的同時開銷又比較小的路徑?？梢允褂霉魳鋪肀硎竟?，樹的根節(jié)點表示最終的入侵目標(biāo)，子節(jié)點表示在實現(xiàn)父節(jié)點目標(biāo)之前需要成功執(zhí)行的攻擊行為，同一父節(jié)點下的子節(jié)點具有“或”、“與”、“順序與”的關(guān)系?！盎颉标P(guān)系表示完成任一個子節(jié)點的攻擊行為或子目標(biāo)就可實現(xiàn)父節(jié)點 的目標(biāo)，“與”關(guān)系表示攻擊者完成了子節(jié)點的全部攻擊行為或子目標(biāo)才可實現(xiàn)父節(jié)點的目標(biāo)，“順序與”關(guān)系表示按順序完成所有子節(jié)點攻擊行為或子目標(biāo)才可實現(xiàn)父節(jié)點目標(biāo)，如圖 27 所示。攻擊樹就是由這些關(guān)系組合而成，我們可以使用深度優(yōu)先方式從攻擊樹中推導(dǎo)出實現(xiàn)終極目標(biāo)的攻擊路徑。 圖 27 攻擊樹的三種節(jié)點 攻擊樹 在結(jié)構(gòu)上存在優(yōu)勢，能夠滿足諸如計算攻擊目標(biāo)可達(dá)概率、安全投資回報分析等量化分析工作的要求，同時使 用攻擊樹也能夠描述復(fù)雜的攻擊場景，但是攻擊樹自身存在規(guī)模問題使其不適于在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用。 特權(quán)圖模型 Dacier 等人使用特權(quán)圖來表達(dá)攻擊者發(fā)動 一系列攻擊的過程對系統(tǒng)控制權(quán)限的變化。特權(quán)圖的每一個節(jié)點都代表用戶具有的某些權(quán)限，邊代表漏洞；通過分析特權(quán)圖 可以構(gòu)造出攻擊狀態(tài)圖，可以獲得一個入侵者到達(dá)一個特定目標(biāo)的不同 路徑。 Dacier 還為漏洞定義了一個度量 METF（ Mean Effort To Failure）來表達(dá)對此漏洞進(jìn)行攻擊的成功可能性，但是該度量方法計算起來比較復(fù)雜。 攻擊圖模型 現(xiàn)實中的網(wǎng)絡(luò)攻擊行為往往需要利用多個漏洞、跨越多個主機邊界來完成?；? 與 順序與 西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 為了更客觀地描述這些攻擊行為，要求分析工具能夠根據(jù)目標(biāo) 網(wǎng)絡(luò)存在的漏洞、運行的服務(wù)、物理鏈接以及訪問權(quán)限等信息，建立一個系統(tǒng)性的攻擊場景。為此，研究人員形式化了發(fā)動攻擊的前提條件、過程和結(jié)果，提出了攻擊圖模型。 攻擊圖生成方法主要分為三類：基于模型檢測的方法、基于圖的方法和基于邏輯編程的方法。 供 /需模型 Levitt與 Templeton在 2020年時提出了一種供 /需模型來描述計算機攻擊。它根本地說明了每 一步攻擊的前提條件和結(jié)果條件，考慮到多個攻擊步驟組 合在一起使得前面的步驟為后續(xù)