【文章內容簡介】 西安工程大學學士學位論文 9 于根據攻擊的動機與目的，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如圖 21所示： 圖 21 攻擊者與攻擊目標的分類 （ 2）攻擊訪問 攻擊者為了達到其攻擊目的，一定要訪問目標網絡和系統(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網絡的資源，即未授權訪問或未授權使用目標系統(tǒng)的資源。攻擊者能夠進行授權訪問和使用系統(tǒng)的前提是目標網絡和系統(tǒng)存在安全弱點，包括設計弱點、實現(xiàn)弱點和配置弱點。進入目標系統(tǒng)之后，攻擊者就開始執(zhí)行相關命令，如修改文件、傳送數據等，以實施各類不同的攻擊?；谏鲜稣J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 : 設計弱點 實現(xiàn)弱點 配置弱點 未授權訪問 未授權使用 執(zhí)行 文件 數據傳送 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 表現(xiàn)自己 政治意圖 經濟利益 破壞 西安工程大學學士學位論文 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） ，對目標網絡實施攻擊，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絡攻擊分類方法。 7．基于攻擊步驟分類 目前唯一得到廣泛應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經驗進行羅列，出發(fā)的角度也不盡相同，有攻擊結果、攻擊技術、攻擊目標等，從而導致分類結果十分混亂。為了判斷一個分類方法是否合理并滿足實際應用的需求， Amoroso 給出了一個攻擊分類方法應滿足的分類標準，即互斥性（分類類別不應重疊）、完備性（覆蓋所有可能的攻擊）、非二義性（類別劃分清楚） 、可重復性（對一個樣本多次分類結果一致）、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 拒絕服務 效果 西安工程大學學士學位論文 11 攻擊技術 作為攻擊最為重要的一個內在屬性，對其進行分析和分類研究，對了解攻擊的本質，以便更準確地對其進行檢測和響應具有重要的意義。已提出的一些分類方法，包括在構建攻擊知識庫所采用的多維攻擊分類體系，都已經把攻擊技術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、實用性等分類標準。 因此，從攻擊者的角度出發(fā)，對現(xiàn)有的攻擊技術進行研究和分析，提出 了 對攻擊 技術的層次化分類結構并給出基于攻擊 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)。我們的攻擊技術分類方法據此分為探測技術、攻擊技術和隱藏技術 3 大類，并在每類中對各種不同的攻擊技術進行細分。如圖 25 所示： 圖 25 攻擊技術分類層次結構 攻擊的一般過程 攻擊者一般有兩種 ，一種是內部人員利用自己的工作機會和權限來獲得不應探測 攻擊 隱藏 踩點 掃描 查點 竊聽 欺騙 拒絕服務 數據驅動攻擊 日志清理 安裝后門 Rootkit 鍵擊記錄 網絡監(jiān)聽 非法訪問數據 攫取密碼文件 獲取口令 惡意代碼 網絡欺騙 導致異常型 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 西安工程大學學士學位論文 12 該獲取的權限進行的攻擊，即來源于內部網絡的攻擊。 另一種是外部人員入侵，即來源于外網的入侵，包括遠程入侵、網絡結點接入入侵等。這種攻擊發(fā)生在組織外部甚至是國界之外，很難調查取證和追究責任，因此該類攻擊影響較大，造成的危害也比較嚴重。 攻擊者 實施攻擊是一件步驟性很強的工作，在攻擊之前 要做準備工作，即預攻擊階段，包括確定攻擊目標信息，攻擊目標網絡地址，弄清目標所使用的操作系統(tǒng)，目標機器所提供服務以及開放的端口 等信息 ；當收集到足夠的信息之后，就進入了攻擊階段；攻擊者利用種種手段進入目標主機系統(tǒng)并獲得控制權之后，絕不僅僅滿足于進行破壞活動。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，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）網絡拓撲分析 2．攻擊階段 （ 1）緩沖區(qū)溢出攻擊 a) 操作系統(tǒng)漏洞 b) 應用服務缺陷 （ 2）腳本程序漏洞攻擊 （ 3）口令攻擊 （ 4）錯誤及若配置攻擊 （ 5）網絡欺騙與劫持攻擊 其它攻擊種類 （ 1）拒絕服務攻擊 （ 2）嗅探攻擊 （ 3）惡意網頁攻擊 （ 4）社會工程攻擊 3．后攻擊階 段 （ 1）后門木馬 （ 2）痕跡擦除 西安工程大學學士學位論文 13 圖 26 攻擊的一般過程 在實際的網絡系統(tǒng)中常常會存在各種各樣的脆弱性，在這樣的網絡系統(tǒng)中，安全管理員進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)網絡的脆弱性，但是由于網絡組件之間以及網絡脆弱性之間存在關聯(lián)關系，從而難以對當前網絡安全風險進行有效評估； 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絡服務等，因此需要在安全性和可用性之間做出權衡，并且確定安全措施的優(yōu)先級，以最小的安全成本獲得網絡的安全； 3. 需要將 IDS 的預警信息與網絡的實際狀況相結合，更加有效地利用 IDS預警信息預測攻擊者的企圖和產生的安全影響，從而采取適當的安全措施。 網絡攻擊建模通過對整個網絡進行綜合分析，研究攻擊者如何利用計算機的各個脆弱性對計算機網絡進行逐步入侵，最終達到攻擊目標。它從攻擊的角度識別各個脆弱性之間的關系，詳細地描述了攻擊者的攻擊路徑，能夠有效評估網絡攻擊所導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警的效率，對它的研究有利于解決上述安全問題。 因此網絡攻擊模型的研究是在網絡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)技術研究、攻擊的響應防御策略研究以及網絡攻擊效果評估技術研究之外的又一個重要的研究方向。 預攻擊 目的： 收集信息，進行進一步攻擊決策 內容： 獲得域名及 IP 分布 獲得拓撲及 OS 等 獲得端口和服務 獲得應用系統(tǒng)情況 跟蹤新漏洞發(fā)布 攻擊 目的： 進行攻擊，獲得系統(tǒng)的一定權限 內容： 獲得遠程權限 進入遠程系統(tǒng) 提升本地權限 進一步擴展權限 進行實質性操作 后攻擊 內容： 植入后門木馬 刪除日志 修補明顯的 漏洞 進一步滲透擴展 目的： 消除痕跡，長期維持一定的權限 西安工程大學學士學位論文 14 在 20 世紀 80 年代中期，美國國家標準局（現(xiàn)在是美國標準與技術研究院分支）和美國國家計算機安全中心首次涉及計算機安全風險管理模型和信息安全 風險計算模型的領域。這兩個組織創(chuàng)建了一系列的工作室，將風險專家的所有精力主要集中在計算機安全風險的挑戰(zhàn) 上。這一次嘗試所研究出來的方法以及相應的商業(yè)軟件包構成了第一代信息安全風險評估計算模型。這次研究使人們對計算機安全風險模型產生了極大的注意了，并且形成了基本的現(xiàn)代計算機安全風險評估理念。 在 1990 年前后，民間研究組織對安全風險計算模型有一些零星的研究，包括一些大型產業(yè)公司為其自身的風險評估所做的私人研究，在圣地亞國家研究所進行的計算機擔保工作，以及一些安全顧問和學者進行的一系列個人研究。但是這些私人研究的詳細內容普遍沒有對外公布，計算 機擔保的研究內容雖然可以下載到，但是當時的很多研究者都已經離開 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險的定量分析，整體上并沒有打破第一代信息安全風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，隨著計算機網絡的普及，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)商機的關鍵。在這種趨勢下，誕生了第二代信息安全風險評估計算模型，這一代模型主要研究解決風險的定性和半定量的計算等問題。 網絡攻擊建模的方法經歷了從小型網絡建模向中大規(guī)模網絡建模方向發(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 前對網絡攻擊方法進行模型描述主要手段有：攻擊描述語言、攻擊樹、圖論和 Petri 網。 攻擊樹模型 最早由 Bruce Scheier 提出，是一種結構化、可復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構中， 根節(jié)點代表了總目標，各個分支代表達到總目 西安工程大學學士學位論文 15 標的方法。通過對各個節(jié)點的賦值，就可以依據此樹形結構做一些基本的計算用來描述針對總目標的各種攻擊方式，因此將其應用到攻擊的領域仍是可行的。根據一棵給定的攻擊樹，我們可以從樹的某一個葉節(jié)點開始找到一條能夠實現(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，子節(jié)點表示在實現(xiàn)父節(jié)點目標之前需要成功執(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”的關系。“或”關系表示完成任一個子節(jié)點的攻擊行為或子目標就可實現(xiàn)父節(jié)點 的目標，“與”關系表示攻擊者完成了子節(jié)點的全部攻擊行為或子目標才可實現(xiàn)父節(jié)點的目標，“順序與”關系表示按順序完成所有子節(jié)點攻擊行為或子目標才可實現(xiàn)父節(jié)點目標，如圖 27 所示。攻擊樹就是由這些關系組合而成，我們可以使用深度優(yōu)先方式從攻擊樹中推導出實現(xiàn)終極目標的攻擊路徑。 圖 27 攻擊樹的三種節(jié)點 攻擊樹 在結構上存在優(yōu)勢，能夠滿足諸如計算攻擊目標可達概率、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)模網絡環(huán)境下應用。 特權圖模型 Dacier 等人使用特權圖來表達攻擊者發(fā)動 一系列攻擊的過程對系統(tǒng)控制權限的變化。特權圖的每一個節(jié)點都代表用戶具有的某些權限，邊代表漏洞；通過分析特權圖 可以構造出攻擊狀態(tài)圖，可以獲得一個入侵者到達一個特定目標的不同 路徑。 Dacier 還為漏洞定義了一個度量 METF（ Mean Effort To Failure）來表達對此漏洞進行攻擊的成功可能性，但是該度量方法計算起來比較復雜。 攻擊圖模型 現(xiàn)實中的網絡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 西安工程大學學士學位論文 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目標 網絡存在的漏洞、運行的服務、物理鏈接以及訪問權限等信息，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)