沈鑫剡编著(网络安全)教材配套课件第12章

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Internet 网络入侵防御系统



192.1.1.1/24 192.1.1.3/24 Web 服务器 FTP 服务器
计算机网络安全
入侵防御系统
二、信息捕获机制
终端 B
交换机 终端 C 1 2 探测模式探测器
终端 A

虚拟策略路由

通过分类器鉴别出具有指定源和目的IP地址、源和目的端口号等属性参数 的IP分组; 为这些IP分组选择特定的传输路径; 虚拟访问控制列表允许这些IP分组既正常转发,又从特定传输路径转发; 通过特定传输路径转发的IP分组到达探测器。
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四、入侵检测系统的两种应用方式
关键链路 关键链路 IDS 关键链路 IDS
在线方式
杂凑方式
在线方式下,IDS位于关键链路的中间,所以经过该 关键链路传输的信息必须经过IDS。 杂凑方式下,IDS不会影响信息流在关键链路的传输 过程,只是被动地获取信息,对获取的信息进行检测。
二、信息捕获机制
终端 B
3 终端 C 1
交换机 1 2 1 2 交换机 2 探测模式探测器
利用跨交换机端口境像捕获信息机制
终端 A


跨交换机端口境像功能是将需要检测的端口和连接探测模式 的探测器端口之间交换路径所经过交换机端口划分为一个特 定的VLAN; 从检测端口进入的信息除了正常转发外,在该特定VLAN内广 播。
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三、入侵检测系统通用框架结构
规则设计 与修改
事件发生器
事件
更新规则 事件分析器 提取规则 更新 处理意见 事件数据库
历史 活动状态
响应单元
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入侵防御系统
三、入侵检测系统通用框架结构
1.事件发生器 通用框架统一将需要入侵检测系统分析的数据称为事件, 事件发生器的功能是提供事件。 2.事件分析器 事件分析器根据事件数据库中的入侵特征描述、用户历 史行为模型等信息,对事件发生器提供的事件进行分析,得 出事件是否合法的结论。 3.响应单元 响应单元是根据事件分析器的分析结果做出反应的单元。 4.事件数据库 事件数据库中存储用于作为判别事件是否合法的依据的 信息。
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五、IDS分类
路由器 Internet 网络入侵防御系统 管理服务器 主机入侵防御系统 交换机 重要服务器 重要终端

入侵防御系统分为主机入侵防御系统和网络入侵防御系统; 主机入侵防御系统检测进入主机的信息流、监测对主机资源的访问过程, 以此发现攻击行为、管制流出主机的信息流,保护主机资源; 网络入侵防御系统通过检测流经关键网段的信息流,发现攻击行为,实施 反制过程,以此保护重要网络资源; 主机入侵防御系统和网络入侵防御系统相辅相成,构成有机的防御体系。
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三、网络入侵检测机制
Web 服务器 请求终端 SYN,SEQ=X SYN,SEQ=Y,ACK(X+1) ACK(Y+1) HTTP 请求 HTTP 响应 FIN,SEQ=U ACK(U+1) FIN,SEQ=V ACK (V+1)
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应用层协议 检测将监测HTTP 请求、响应过程 是否如图所示, 响应消息内容和 请求消息内容是 否一致,一旦发 现异常,确定为 攻击信息。
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六、入侵检测系统工作过程
主机入侵检测系统工作过程 拦截主机资源访问操作请求和网络信息流; 采集相应数据; 确定操作请求和网络信息流的合法性; 反制动作; 登记和分析。 主机攻击行为的最终目标是非法访问网络资源,或者感 染病毒,这些操作的实施一般都需要调用操作系统提供 的服务,因此,首要任务是对调用操作系统服务的请求 进行检测,根据调用发起进程,调用进程所属用户,需 要访问的主机资源等信息确定调用的合法性。同时,需 要对进出主机的信息进行检测,发现非法代码和敏感信 息。
计算ຫໍສະໝຸດ Baidu网络安全
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二、信息捕获机制
终端 B
集线器 终端 C 探测模式探测器
终端 A
利用集线器捕获信息机制

利用集线器的广播传输功能,从集线器任何端口 进入的信息流,将广播到所有其他端口。
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二、信息捕获机制
终端 B
1 终端 C
交换机 2 探测模式探测器
利用端口境像捕获信息机制
无法防御以下攻击过程 内部网络终端遭受的 XSS攻击; 内部网络蔓延蠕虫病毒; 内部网络终端发送垃圾 邮件。
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二、引出IDS的原因
引入入侵检测系统(IDS),IDS可以获取流 经内部网络中和非军事区中的关键链路的信息, 能够对这些信息进行检测,发现包含在这些信息 中与实施上述攻击过程有关的有害信息,并予以 反制。
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八、入侵检测系统发展趋势


融合到操作系统中 主机入侵防御系统的主要功能是监测对主机资源 的访问过程,对访问资源的合法性进行判别,这 是操作系统应该集成的功能。 集成到网络转发设备中 所有信息流都需经过转发设备进行转发,因此, 转发设备是检测信息流的合适之处。
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三、网络入侵检测机制
发生概率 重叠部分
攻击过程
正常访 问过程
A

B
测量值或行为
异常检测的困难之处在于正常信息流和异常信息流的测 量值之间存在重叠部分,必须在误报和漏报之间平衡; 根据被保护资源的重要性确定基准值(靠近A点或B点)。
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四、安全策略配置实例
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六、入侵检测系统工作过程
网络入侵检测系统工作过程 得到流经关键网 捕获信息; 段的信息流。 检测异常信息; 异常指包含非法代码,包含非法字段 值,与已知攻击特征匹配等。 反制异常信息; 反制是丢弃与异常信息具有相同源IP地址, 或者相同目的IP地址的IP分组,释放传输 报警; 异常信息的TCP连接等。 登记。 向网络安全管理员报告检测到异常信息流
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三、网络入侵检测机制
攻击特征 1 攻击特征 2 阶段 2 攻击特征 3 攻击特征 4 事件轴 阶段 1 阶段 3 阶段 4
有状态攻击特征可以用事件轴的方式给出攻击过程 中每一个阶段的攻击特征。
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三、网络入侵检测机制
协议译码 IP分组的正确性,如首部字段值是否合理,整个 TCP首部是否包含单片数据中,各个分片的长度 之和是否超过64KB等; TCP报文的正确性,如经过TCP连接传输的TCP 报文的序号和确认序号之间是否冲突,连续发送 的TCP报文序号范围和另一方发送的窗口是否冲 突,各段数据的序号范围是否重叠等; 应用层报文的正确性,请求、响应过程是否合乎 协议规范;各个字段值是否合理,端口号是否和 默认应用层协议匹配等。
终端 A

端口境像功能是将交换机某个端口(如图中的端口2)作为另一个端口 (如图中的端口1)的境像,这样,所有从该端口输出的信息流,都被复 制到境像端口,由于境像端口和其他交换机端口之间的境像关系是动态的, 因此,连接在端口2的探测器,可以捕获从交换机任意端口输出的信息流。
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七、入侵检测系统不足


主机入侵防御系统是被动防御,主动防御 是在攻击信息到达主机前予以干预,并查 出攻击源,予以反制。另外,每一台主机 安装主机入侵防御系统的成本和使安全策 略一致的难度都是主机入侵防御系统的不 足; 网络入侵防御系统能够实现主动防御,但 只保护部分网络资源,另外对未知攻击行 为的检测存在一定的难度。
计算机网络安全
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三、网络入侵检测机制
服务器 黑客终端 建立 TCP 连接 TCP 报文 TCP 报文 TCP 报文 TCP 报文 TCP 报文 TCP 报文 释放 TCP 连接 时间
具有交互特性的TCP连 接的规则如下: 相邻TCP报文的最小 间隔:500ms 相邻TCP报文的最大 间隔:30s 相邻间隔, TCP报文包含的最小 背靠背的情况 字节数:20B TCP报文包含的最大 字节数:100B 背靠背TCP报文的最 小比例:50% TCP小报文的最小比 例:80%
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九、入侵检测系统的评价指标
1.正确性 正确性要求入侵检测系统减少误报,误报是把正常 的信息交换过程或网络资源访问过程作为攻击过程予以 反制和报警的情况。 2.全面性 全面性要求入侵检测系统减少漏报,漏报与误报相 反,是把攻击过程当作正常的信息交换过程或网络资源 访问过程不予干预,从而使黑客攻击成功的情况。 3.性能 性能是指捕获和检测信息流的能力。
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第十二章
© 2006工程兵工程学院 计算机教研室
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第12章 入侵检测系统
本章主要内容 IDS概述; 网络入侵检测系统; 主机入侵检测系统。
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12.1 IDS概述
本讲主要内容 入侵定义和手段; 引出IDS的原因; 入侵检测系统通用框架结构; 入侵检测系统的两种应用方式; IDS分类; 入侵检测系统工作过程; 入侵检测系统不足; 入侵检测系统发展趋势; 入侵检测系统的评价指标。
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三、网络入侵检测机制
攻击特征检测 从已知的攻击信息流中提取出有别于正常信息流的特征 信息; 特征信息分为元攻击特征和有状态攻击特征; 元攻击特征是单个独立的攻击特征,只要信息流中出现 和元攻击特征相同的位流或字节流模式,即可断定发现 攻击; 有状态攻击特征是将整个会话分成若干阶段,攻击特征 分散出现在多个阶段对应的信息流中,只有按照阶段顺 序,在每一个检测到指定的攻击特征才可断定发现攻击; 攻击特征只能检测出已知攻击,即提取出攻击特征的攻 击行为。
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三、网络入侵检测机制
异常检测 基于统计机制,在一段时间内,对流经特定网段的信息 流进行统计,如单位时间特定源和目的终端之间的流量、 不同应用层报文分布等,将这些统计值作为基准统计值。 然后,实时采集流经该网段的信息流,并计算出单位时 间内的统计值,然后和基准统计值比较,如果多个统计 值和基准统计值存在较大偏差,断定流经该网段的信息 流出现异常; 基于规则机制,通过分析大量异常信息流,总结出一些 特定异常信息流的规则,一旦流经该网段的信息流符合 某种异常信息流对应的规则,断定该信息流为异常信息 流。
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12.2 网络入侵检测系统
本讲主要内容 网络入侵检测系统结构; 信息捕获机制; 网络入侵检测机制; 安全策略配置实例。
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一、网络入侵检测系统结构
交换机 探测器 2
集线器 探测器 1
管理端口
服务器
安全管理器

探测器1处于探测模式,需要采用相应捕获机制才能捕获信息流,探测器2 处于转发模式; 探测器1只能使用释放TCP连接的反制动作,探测器2可以使用其他反制动 作; 为了安全起见,探测器和管理服务器用专用网络实现互连。
的情况,异常信息流的特征、源和目的IP 地址,可能实施的攻击等。 记录下有关异常信息流的一切信息,以 便对其进行分析。 计算机网络安全
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六、入侵检测系统工作过程
路由器 Internet NIDS 交换机 集线器 服务器 NIDS
在线方式下,网络入侵检测系统(NIDS)捕获内网 和外网之间传输的信息的过程; 杂凑方式下,网络入侵检测系统(NIDS)捕获终端 和服务器间传输的信息的过程。
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一、入侵定义和手段
所有破坏网络可用性、保密性和完整性的行 为都是入侵。 目前黑客的入侵手段主要有恶意代码、非法 访问和拒绝服务攻击等。
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二、引出IDS的原因
内部网络 193.1.1.0/24 Web 服务器 1 193.1.1.7 193.1.1.3 非军事区 193.1.2.0/24 电路层代理 193.1.2.7 WAF 邮件服务器 193.1.2.6 Web 服务器 2 193.1.2.5 193.1.1.254 1 防火墙 193.1.3.1 3 2 193.1.2.254 用户权限表 用户名 密码 权限 用户 A PASSA 193.1.1.7 (TCP) 193.1.3.2 R Internet 远程终端
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