信息系统安全漏洞研究

信息系统安全漏洞研究

----论信息系统安全

姓名:陈丹婕

[内容提要]

信息系统安全漏洞是信息时代存在的一种客观对象,针对信息系统安全漏洞的研究对保护网络安全和信息安全有着重要意义。首先在国内外已有的研究基础上,提出系统地、全面地开展信息系统安全漏洞的研究。然后从信息系统管理角度和技术角度对漏洞做了区分,并且从信息系统安全漏洞存在的宿主和起因对其类型进行了分析,对信息系统安全漏洞的定义做了明确。最后从信息系统安全漏洞研究的主体、客体、行为和属性四个方面进行了论述,提出信息系统安全漏洞生命周期的概念,使信息系统安全漏洞的研究能够从标准规范、知识体系、关键技术与基础理论等多个方面有系统、有针对性的开展。

[关键词]信息系统信息安全安全漏洞

信息系统中在设计、编码、实现、配置、运行中无法避免地会出现错误,这些存在的错误有些会成为影响系统安全的漏洞。漏洞作为信息系统中客观存在的事实,是引发系统不安全的核心要素,是攻守双方争夺的焦点,漏洞的危害性由互联网的迅速传播而被放大,作为信息战所使用的主要博弈手段之一,对于漏洞的掌控程度将关系到国家的安全。

关于漏洞的方面研究缺乏理论化、系统化,存在滞后性、无序性,而漏洞作为信息系统安全中的一种客观事实的研究需要持续、系统开展。目前已有规模庞大的软件漏洞被披露,系统配置和网络层面上的缺陷也不断地被提出,研究范围逐步扩展;关于漏洞利用、检测、描述等方面的技术已经被大量地开发和使用,有了一定的研究基础;围绕如何管理漏洞、降低风险的指导性规范,国内外已经有了一定数量的研究报告,可以作为参考,同时各种科学相关理论和技术为漏洞研究提供了可借鉴的方法。

本文从信息系统安全漏洞的定义、类别和描述属性等方面对漏洞研究进行了论述,并综合各个角度和各类参与者,提出了漏洞生命周期的概念,为漏洞研究提出了一个整体性的研究思路。

一、信息系统安全漏洞的概念

(一) 漏洞的相关定义

在30多年的漏洞研究过程中,学者们根据自身的不同理解和应用需求对计算机漏洞下了很多定义。1982年,邓宁(Denning)给出了一个访问控制漏洞的定义,他认为系统中主体对对象的访问安全策略是通过访问控制矩阵实现的,对一个访问控制漏洞的利用就是使得操作系统执行违反安全策略的操作; 1994 年,阿莫罗索(Amoroso)提出一个漏洞是导致威胁潜在发生的一个不利的特性;林德斯科(Lindskog)等人将一个漏洞定义为破坏发生的可能性超过预设阈值的地方; 1998年,克鲁索( Krsul)指出,一个软件漏洞是软件规范(specification)设计、开发或配置中一个错误的实例,它的执行能违犯安全策略; 2002年,汪立东认为一个漏洞是软件系统或软件组件中存在的缺陷,此缺陷若被发掘利用则会对系统的机密性、完整性和可用性造成不良影响;2004年,邢栩嘉等人认为计算机脆弱性是系统的一组特性,恶意的主体(攻击者或者攻击程序)能够利用这组特性,通过已授权的手段和方式获取对资源的未授权访问,或者对系统造成损害。另外还有很多相关定义存在于不同的论述之中。存在这么多定义的原因是因为研究者从不同角度来看待信息系统中存在的安全问题。从上面有关的定义来看,

漏洞的概念很宽泛,可以从很多角度来定义漏洞,主要可以分为两种:一种是比较狭义的,这种定义主要以软件产品中的安全问题为对象;另一种是比较广义的,是以信息系统中的安全问题为对象,由此定义之间的差别比较大。

(二) 漏洞的类型与定义

信息系统是一种人机系统,一方面包括各种设备和资源,另一方面包括操作使用和管理的各种说明制度。从这种广义的角度来分析,信息系统中的漏洞就可以分为两个大类:一个可以称为信息系统管理漏洞,另一种称为信息系统安全漏洞。

1．信息系统管理漏洞主要是针对关于信息系统的政策、法规和人员管理等方面的安全问题,主要是防止一些信息系统在物理层次方面出现安全问题,这些安全问题的出现是由于非技术原因所导致的,譬如说水灾、火灾、盗窃等,这种类型的漏洞其实在已有的风险评估规范里面已经有很多叙述,只不过都是作为物理环境的风险评估形式出现。在本文中提出统一为了信息系统管理漏洞。

2．信息系统安全漏洞主要是针对关于信息系统中由于技术原因出现的安全问题,这种安全问题存在于构成信息系统的软件、硬件等产品之中。从漏洞存在的宿主来看,有硬件类型,例如CPU、主板、BIOS、TPM 芯片等,有软件类型的,例如操作系统、数据库、应用软件等。

本文研究的漏洞是指信息系统安全漏洞,而不涉及信息系统管理漏洞,即研究内容限于技术方面出现的安全问题。从这个方面来研究的话,根据信息系统安全漏洞(以下简称漏洞)的出现的原因,可以把漏洞主要分为三种:

一是设计型漏洞,这种漏洞不以存在的形式为限制,只要是实现了某种协议、算法、模型或设计,这种安全问题就会存在,而不因其他因素而变化,例如无论是哪种web 服务器,肯定存在HTTP协议中的安全问题。

二是开发型漏洞,这种安全漏洞是广泛被传播和利用的,是由于产品的开发人员在实现过程中的有意或者无意引入的缺陷,这种缺陷会在一定的条件下被攻击者所利用,从而绕过系统的安全机制,造成安全事件的发生,这种漏洞包含在国际上广泛发布的漏洞库中。

三是运行型漏洞,这种类型漏洞的出现是因为信息系统的组件、部件、产品或者终端由于存在的相互关联性,和配置、结构等原因,在特定的环境运行时,可以导致违背安全策略的情况发生。这种安全问题一般涉及到不同的部分,是一种系统性的安全问题。

信息系统安全漏洞从广义上讲,是信息技术、信息产品、信息系统在设计、实现、配置、运行等过程中,由操作实体有意或无意产生的缺陷,这些缺陷以不同的形式存在于信息系统的各个层次和环节之中,而且随着信息系统的变化而改变。这些缺陷可以被恶意主体所利用,造成信息系统的安全损害,从而影响构建于信息系统之上正常服务的运行,危害信息系统及信息的安全属性。

二、信息系统漏洞生命周期

综合考虑信息系统安全漏洞自身特性和研究内容,本文提出了信息系统安全漏洞生命周期的概念。

漏洞生命周期= F ( Subject, Object, State,Property)

主体( Subject) :政府机构、国际组织、大学/科研机构、信息技术公司、信息安全公司。

客体(Object) :不同类型的漏洞。

行为(Action) : 制造、发现、验证、评估、公布、检测、消除。

属性( Property) :描述属性、可利用性,危害性等。

(一) 漏洞研究的主体

随着信息化的进步和互联网的飞速发展,由于漏洞自身的特殊性,多种不同的主体根据不同的需求参与到有关漏洞的研究、分析工作中,包括:政府机构、国际组织、大学/科研机构、