網(wǎng)絡(luò)安全檢測與監(jiān)控技術(shù)的研究

摘要：計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及計算機應(yīng)用的深入和廣泛，使得網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出和復(fù)雜?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全是網(wǎng)絡(luò)專家分析和研究的熱點課題。首先闡述因特網(wǎng)的安全檢測技術(shù)即實時監(jiān)控技術(shù)和安全掃描技術(shù)的概念、工作原理以及防火墻系統(tǒng)的優(yōu)勢和不足；然后介紹能夠主動測試系統(tǒng)安全且已實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全自動檢測系統(tǒng)和入侵監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)；最后總結(jié)網(wǎng)絡(luò)安全維護的重要性。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)安全；防火墻；自動檢測與監(jiān)控技術(shù)；入侵預(yù)警系統(tǒng)

1 引言
互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在大大拓展信息資源共享空間和時間、提高利用率的同時，存在著很多安全隱患，如正在運行的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中有無不安全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；操作系統(tǒng)上有無漏洞可能導(dǎo)致遭受緩沖區(qū)溢出攻擊或拒絕服務(wù)的攻擊；系統(tǒng)中是否安裝竊聽程序；對于安裝了防火墻系統(tǒng)的局域網(wǎng)，防火墻系統(tǒng)是否存在安全漏洞或配置錯誤等。
另外，各種計算機病毒和黑客攻擊層出不窮。它們可能利用計算機系統(tǒng)和通信協(xié)議中的設(shè)計漏洞，盜取用戶口令，非法訪問計算機中的信息資源、竊取機密信息、破壞計算機系統(tǒng)。為了解決上述網(wǎng)絡(luò)存在的安全問題，則必須加強網(wǎng)絡(luò)安全檢測與監(jiān)控。

2 網(wǎng)絡(luò)安全檢測技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)安全檢測技術(shù)主要包括實時安全監(jiān)控技術(shù)和安全掃描技術(shù)。實時安全監(jiān)控技術(shù)通過硬件或軟件實時檢查網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流并將其與系統(tǒng)入侵特征數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)相比較，一旦發(fā)現(xiàn)有被攻擊的跡象，立即根據(jù)用戶所定義的動作做出反應(yīng)。這些動作可以是切斷網(wǎng)絡(luò)連接，也可以是通知防火墻系統(tǒng)調(diào)整訪問控制策略，將入侵的數(shù)據(jù)包過濾掉。安全掃描技術(shù)(包括網(wǎng)絡(luò)遠程安全掃描、防火墻系統(tǒng)掃描、Web網(wǎng)站掃描和系統(tǒng)安全掃描等技術(shù))可以對局域網(wǎng)絡(luò)、Web站點、主機操作系統(tǒng)以及防火墻系統(tǒng)的安全漏洞進行掃描，及時發(fā)現(xiàn)漏洞并予以修復(fù)，從而降低系統(tǒng)的安全風險。
網(wǎng)絡(luò)安全檢測技術(shù)基于自適應(yīng)安全管理模式。該管理模式認為：任何一個網(wǎng)絡(luò)都不可能安全防范其潛在的安全風險。它有兩個特點：一是動態(tài)性和自適應(yīng)性，這可通過網(wǎng)絡(luò)安全掃描軟件的升級及網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控中的入侵特征庫的更新來實現(xiàn)；二是應(yīng)用層次的廣泛性，可用于操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層等各個層次網(wǎng)絡(luò)安全漏洞的檢測。
很多早期的網(wǎng)絡(luò)安全掃描軟件是針對遠程網(wǎng)絡(luò)安全掃描。這些掃描軟件能檢測并分析遠程主機的安全漏洞。事實上。由于這些軟件能夠遠程檢測安全漏洞。因而也恰是網(wǎng)絡(luò)攻擊者進行攻擊的有效工具。網(wǎng)絡(luò)攻擊者利用這些掃描軟件對目標主機進行掃描，檢測可以利用的安全性弱點，通過一次掃描得到的信息將是進一步攻擊的基礎(chǔ)。這也說明安全檢測技術(shù)對于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全的重要性。網(wǎng)絡(luò)管理員可以利用掃描軟件，及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)漏洞并在網(wǎng)絡(luò)攻擊者掃描和利用之前予以修補，從而提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。
利用網(wǎng)絡(luò)安全檢測技術(shù)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全檢測和實時攻擊識別，但它只能作為網(wǎng)絡(luò)安全的一個重要的安全組件，還應(yīng)該結(jié)合防火墻組成一個完整的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案。

3 防火墻系統(tǒng)分析
近年來隨著Internet的飛速發(fā)展，很多局域網(wǎng)采用了防火墻系統(tǒng)保護內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全。防火墻就是一個位于計算機和其所連接的網(wǎng)絡(luò)之間的軟硬件體系，從計算機流人流出的所有網(wǎng)絡(luò)信息均要經(jīng)此防火墻的檢測和過濾。
3．1 防火墻的功能及類型
防火墻限制對被保護網(wǎng)絡(luò)的非法訪問，它是設(shè)置在被保護內(nèi)網(wǎng)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的一道屏障，用來檢查網(wǎng)絡(luò)入口點通訊，根據(jù)設(shè)定的安全規(guī)則，對通過防火墻的數(shù)據(jù)流進行監(jiān)測、限制和修改，這樣可過濾掉一些攻擊，以免其在目標計算機上被執(zhí)行。防火墻還可關(guān)閉未用的端口，禁止特定端口的流出通信，封鎖特洛伊木馬，禁止來自特殊站點的訪問，從而防止不明入侵者的所有通信。
防火墻具有不同類型，它可以是硬件自身的一部分，可以將因特網(wǎng)連接和計算機都插入其中；也可以在一個獨立的機器上運行，該機器作為其背后網(wǎng)絡(luò)中所有計算機的代理和防火墻，而直接連在因特網(wǎng)的機器可使用個人防火墻。
3．2 防火墻的局限性
個人防火墻并不是專為防范惡意攻擊而設(shè)計的，微軟的IE和AQL的NETSCAPE瀏覽器均存在黑客可以利用的安全漏洞，從而導(dǎo)致用戶的個人數(shù)據(jù)遭到竊取。防火墻存在以下局限性：
(1)防火墻深入檢測和分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的同時，網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度勢必會受到影響；如果防火墻過于嚴格，可能會影響為合法用戶提供連接的性能；
(2)傳統(tǒng)的防火墻需要人工實施和維護，不能主動跟蹤入侵者；
(3)不是所有的Internet訪問都需經(jīng)過防火墻，如內(nèi)網(wǎng)用戶為方便使用，Modem直接與Internet相連，這樣防火墻就無法提供安全保護，且此連接可能會成為攻擊者的后門，從而使其繞過防火墻；
(4)不是所有的威脅都來自外部網(wǎng)絡(luò)，防火墻僅能到內(nèi)網(wǎng)與Internet邊界的流量，無法檢測到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的流量。
(5)防火墻自身容易遭受攻擊，最令人煩惱的攻擊是隧道攻擊和基于應(yīng)用的攻擊。隧道攻擊是指由于防火墻根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議決定數(shù)據(jù)包是否通過。然而把一種協(xié)議的信息封裝在另外一種允許通過協(xié)議的信息中時，禁止通過的流量就穿越防火墻。此種攻擊采用的手段類似于VPN中的隧道機制，故稱隧道攻擊。而基于應(yīng)用的攻擊指通過發(fā)送包直接與應(yīng)用通信，利用這些應(yīng)用的漏洞。如通過發(fā)送HTTP命令在Web應(yīng)用中執(zhí)行緩沖區(qū)溢出攻擊來利用Web軟件的漏洞。如果防火墻配置成允許HTTP流量，包含此攻擊的包將通過。
總之，防火墻不是一種動態(tài)的防衛(wèi)系統(tǒng)，對來自內(nèi)部的攻擊和撥號上網(wǎng)無能為力，也已存在許多技術(shù)優(yōu)于防火墻(如IPSpoofing，IP Fragmentation)。積極的方法是主動測試系統(tǒng)的安全性能，及早發(fā)現(xiàn)安全漏洞并改進系統(tǒng)。

4 網(wǎng)絡(luò)安全自動檢測系統(tǒng)
掃描器是一種自動檢測遠程或本地主機安全性弱點的程序，它并不直接修復(fù)網(wǎng)絡(luò)漏洞。掃描器有3個功能：發(fā)現(xiàn)一個主機或網(wǎng)絡(luò)；一旦發(fā)現(xiàn)一臺主機，可以找出該機器正在運行的服務(wù)；測試具有漏洞的服務(wù)。其基本原理是當用戶試圖連接一個特殊服務(wù)時，捕獲連接產(chǎn)生的信息。
網(wǎng)絡(luò)安全自動檢測系統(tǒng)主要是利用現(xiàn)有的安全攻擊方法對系統(tǒng)實施模擬攻擊，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的安全設(shè)置缺陷。首要問題是收集、分析各種黑客攻擊的手段、方法，為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)攻擊方法而不斷更新，設(shè)計由攻擊方法插件(plugin)構(gòu)成的掃捕／攻擊方法庫。攻擊方法插件實際上是一個描述和實現(xiàn)攻擊方法的動態(tài)鏈接庫。為方便維護和管理掃描／攻擊方法庫，采取統(tǒng)一接口的描述語言描述每一種新的攻擊方法，實現(xiàn)方法庫的動態(tài)增加。以掃描／攻擊方法庫為基礎(chǔ)，設(shè)計實現(xiàn)掃描調(diào)度程序和掃描控制程序。掃描控制程序接受用戶的掃描命令，配置要掃描的網(wǎng)絡(luò)、主機、攻擊方法，并分析處理掃描結(jié)果。掃描調(diào)度根據(jù)掃描控制程序發(fā)送的掃描要求，動態(tài)調(diào)用方法庫中的方法掃描網(wǎng)絡(luò)或主機，并將掃描結(jié)果反饋給掃描控制程序。
圖1為網(wǎng)絡(luò)安全自動檢測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。

5 網(wǎng)絡(luò)入侵監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)安全自動檢測系統(tǒng)的目的在于發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的安全漏洞，而網(wǎng)絡(luò)入侵監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)則負責監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)上的通信數(shù)據(jù)流，捕捉可疑的網(wǎng)絡(luò)活動，及時發(fā)現(xiàn)對系統(tǒng)安全的攻擊，并實時響應(yīng)和報警。
網(wǎng)絡(luò)入侵監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)一般設(shè)在防火墻或路由器后面，是防火墻等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品的一個強有力助手。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。網(wǎng)絡(luò)入侵監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是嗅探器的設(shè)計。嗅探器可以是硬件軟件(通常是軟硬件結(jié)合)，用以接收在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔?。設(shè)置嗅探器的目的是使網(wǎng)絡(luò)接口處于廣播狀態(tài)，從而可以截獲網(wǎng)絡(luò)上的傳輸內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒃谌魏螀f(xié)議下都是由信息包組成的，信息包攜帶著數(shù)據(jù)。在機器的操作系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)接口級進行交換。

嗅探器假定每個人口的數(shù)據(jù)包都具有潛在敵意。通過對數(shù)據(jù)包分解、組合和分析，以判斷數(shù)據(jù)包是否合理，對于無效、泄密、帶有攻擊性的數(shù)據(jù)包進行實時記錄和報警。嗅探器包含抓包和包分析兩大功能。抓包主要通過設(shè)計網(wǎng)卡的全收模式攔截數(shù)據(jù)包；包分析則檢測數(shù)據(jù)包是否合法。為此，首先對各種黑客攻擊方法進行分類，提取出攻擊規(guī)則，構(gòu)成攻擊規(guī)則庫，從待分析的數(shù)據(jù)包中分解出關(guān)鍵信息，與攻擊規(guī)則庫的規(guī)則進行模式匹配，若發(fā)現(xiàn)可疑攻擊，則實時報警并記錄報警及網(wǎng)絡(luò)活動信息。

6 結(jié)語
計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使計算機應(yīng)用更深入和廣泛，但隨之也使網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出和復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)具有的復(fù)雜性和多樣性，使網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)展為一種專門的技術(shù)和服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)安全自動檢測和網(wǎng)絡(luò)入侵監(jiān)控預(yù)防的開發(fā)為網(wǎng)絡(luò)信息資源的安全提供了預(yù)防和防范攻擊的有效措施。當然，網(wǎng)絡(luò)信息不存在絕對的安全，攻擊方法也在不斷地更新，因此，我們應(yīng)該不斷發(fā)現(xiàn)、總結(jié)，及時概括最新的攻擊方法，保證網(wǎng)絡(luò)的持久安全。