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淺談分布式入侵檢測系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)
摘要:文章首先提出了一個旨在提高分布式入侵檢測系統(tǒng)的擴(kuò)充性和適應(yīng)性的設(shè)計(jì)模型,然后分析本模型的特點(diǎn),最后對模型的3個組成部分給出簡要的描述。
關(guān)鍵詞:分布式入侵檢測系統(tǒng);模型設(shè)計(jì)
Abstract: This article first proposed is enhancing the distributional invasion examination system’s extendibility and the compatible design model, then analyzes this model the characteristic, finally gives the brief description to the model three constituent.
Key words:distributional invasion examination system; pattern layout
1分布式入侵檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
盡管一個大型分布式入侵檢測系統(tǒng)非常復(fù)雜,涉及各種算法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),但是如果仔細(xì)分析各種現(xiàn)存的入侵檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型,可以抽象出下面一個簡單的基本模型。這個基本模型描述了入侵檢測系統(tǒng)的基本輪廓和功能。該模型基本結(jié)構(gòu)主要由3部分構(gòu)成:探測部分、分析部分和響應(yīng)部分。
探測部分相當(dāng)于一個傳感器,它的數(shù)據(jù)源是操作系統(tǒng)產(chǎn)生的審計(jì)文件或者是直接來自網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)流量。分析部分利用探測部分提供的信息,探測攻擊。探測攻擊時,使用的探測模型是異常探測和攻擊探測。響應(yīng)部分采取相應(yīng)的措施對攻擊源進(jìn)行處理,這里通常使用的技術(shù)是防火墻技術(shù)。
2系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)
這個模型主要是入侵檢測系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的具體化。主體框架仍然由3部分構(gòu)成:探測代理、系統(tǒng)控制決策中心、控制策略執(zhí)行代理。但是這3部分并不對應(yīng)于基本結(jié)構(gòu)中的3部分,因?yàn)檫@里探測代理和系統(tǒng)控制的分析功能。代理和系統(tǒng)控制決策中心采用標(biāo)準(zhǔn)的通信接口與系統(tǒng)控制決策中心通信,因此,它們的設(shè)計(jì)為系統(tǒng)的分布式部署和系統(tǒng)的擴(kuò)充性實(shí)現(xiàn)做了充分的考慮,同時使得各個代理的功能更加單一。功能的單一性有利于對某一種入侵行為的檢測趨于專業(yè)化。
3模型的特點(diǎn)
3.1分布性
從分布式入侵檢測系統(tǒng)的定義可知,只要系統(tǒng)的分析數(shù)據(jù)部分在系統(tǒng)的部署上是分布的,入侵檢測系統(tǒng)就可以認(rèn)為是分布式系統(tǒng)。本系統(tǒng)負(fù)責(zé)入侵行為檢測的代理是分布部署的,故整個系統(tǒng)具有分布性。
3.2標(biāo)準(zhǔn)性
從本系統(tǒng)的角度講,主要體現(xiàn)在代理的構(gòu)成和通信協(xié)議上。每個代理都按照4個層次進(jìn)行設(shè)計(jì)。從上到下,分別是通信接口、報(bào)告產(chǎn)生器、分析模塊和采集模塊。通信協(xié)議采用一套嚴(yán)格定義的通信規(guī)則和數(shù)據(jù)格式,同時將系統(tǒng)所必需的通信行為進(jìn)行了規(guī)范的定義。
3.3可擴(kuò)充性
本系統(tǒng)的各個部分采取標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),這樣系統(tǒng)各個部分的升級和新的代理部分的加入都變得相當(dāng)簡單。代理和系統(tǒng)控制決策中心有著標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)商協(xié)議,代理可以進(jìn)行動態(tài)注冊。
3.4良好的系統(tǒng)降級性
當(dāng)系統(tǒng)某一個代理出現(xiàn)問題,不能完成自己的檢測任務(wù)時,網(wǎng)絡(luò)的檢測工作會受到有限的影響,但整個系統(tǒng)的檢測功能不會有明顯的下降。
3.5載荷最小性
系統(tǒng)的每個組成部分功能都是單一的,而且相互之間相對獨(dú)立,部署的時候可以幾個部署到一臺主機(jī)上。代理和控制決策中心之間利用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信,通信量較小;同時在傳遞數(shù)據(jù)時,代理只傳輸控制中心請求的數(shù)據(jù),所以數(shù)據(jù)的傳輸量不大。
4模型組成部分的功能描述
4.1探測代理
探測代理主要的功能是從網(wǎng)絡(luò)捕獲原始數(shù)據(jù),然后利用一定的探測模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將感興趣的數(shù)據(jù)按照一定的格式存入數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中。與系統(tǒng)控制中心通信協(xié)商,將系統(tǒng)控制決策中心請求的數(shù)據(jù)按照一定的傳輸格式傳送出去。
要完成上面的功能,探測代理需要4個層次的模塊共同協(xié)作才能完成。這4個模塊根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞蚍謩e為:采集模塊、分析模塊、報(bào)告產(chǎn)生器、通信接口。
采集模塊直接從網(wǎng)絡(luò)上捕獲原始數(shù)據(jù)。為了使代理能夠?qū)Χ鄠�操作系統(tǒng)提供支持,這里的捕獲過程使用一個通用的數(shù)據(jù)包捕獲庫(libpcap庫),這個庫使用BSD的bpf思想。采集模塊向分析模塊提供格式化的數(shù)據(jù)包信息。
當(dāng)分析模塊收到格式化的數(shù)據(jù)包信息后,啟動相應(yīng)的入侵檢測模型過程,對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這里的入侵檢測模型有2種:一種是異常檢測模型,另一種是入侵檢測模型。
(1)對于異常檢測模型,入侵檢測過程會根據(jù)代理功能的不同,進(jìn)行不同級別的檢查。我們的模型會進(jìn)行2個級別的檢查。一個是基于包頭的檢查,即對鏈路層包頭、IP層包頭、TCP層包頭進(jìn)行檢查分析,將異常存入數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。另外一個級別的檢查是基于報(bào)文內(nèi)容的檢查,入侵檢測過程將異常信息進(jìn)行記錄。這2個級別的探測分別被稱為系統(tǒng)級探測和應(yīng)用級探測。
(2)對于入侵檢測模型,入侵檢測過程將格式化的信息與已知的攻擊模型的特征進(jìn)行比對。如果格式化信息與攻擊模式的特征完全一樣,則可以認(rèn)定是一種攻擊,將這種攻擊的信息一方面進(jìn)行存儲,一方面向系統(tǒng)控制決策中心進(jìn)行報(bào)告,請求控制決策中心對攻擊進(jìn)行處理。
報(bào)告產(chǎn)生器是根據(jù)系統(tǒng)控制決策中心的請求,從數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中提取請求信息。這些信息構(gòu)成一張異常或者攻擊視圖,它是存儲信息的子集合。
4.2系統(tǒng)控制決策中心
系統(tǒng)控制決策中心接收用戶請求,產(chǎn)生數(shù)據(jù)請求,然后將數(shù)據(jù)請求發(fā)送給特定的入侵檢測代理,等待接收響應(yīng)信息,最后將響應(yīng)信息加工成用戶視圖。如果用戶認(rèn)定某些行為屬于攻擊行為,就向探測策略執(zhí)行代理發(fā)出請求,阻止或者限制攻擊行為的進(jìn)一步發(fā)展。
(1)用戶接口,即給用戶提供操作界面。用戶通過這個界面完成系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)請求功能。用戶接口將用戶請求翻譯成系統(tǒng)請求,然后交給下層模塊進(jìn)行處理。
(2)控制和管理,即依據(jù)系統(tǒng)請求的類別,構(gòu)造協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸單元,然后遞交給下層協(xié)議通信接口,請求發(fā)送。
(3)協(xié)議通信接口,即識別代理發(fā)出的協(xié)議數(shù)據(jù),對協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;同時將系統(tǒng)控制決策中心的用戶意圖發(fā)送給各個代理,完成管理和控制功能。
4.3探測策略執(zhí)行代理
探測策略執(zhí)行代理的主要功能是根據(jù)系統(tǒng)控制決策中心的要求對攻擊者的攻擊行為進(jìn)行控制,這里控制包括監(jiān)控、限制訪問權(quán)限、取消訪問權(quán)限等。探測策略執(zhí)行代理主要由2部分構(gòu)成:通信接口和控制執(zhí)行,但是還有一個小的配置模塊輔助它們完成各自的功能。
配置模塊幫助代理建立一個與控制系統(tǒng)無關(guān)的控制接口。因?yàn)槟壳白畛Ｓ玫木W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是防火墻系統(tǒng),大部分的防火墻系統(tǒng)都給出系統(tǒng)的命令接口�；谶@一點(diǎn),我們在設(shè)計(jì)通用控制接口時,自己定義一組功能完備的控制功能集合,然后建立一種從代理系統(tǒng)功能集合向具體防火墻系統(tǒng)命令集合的映射。
探測策略執(zhí)行代理的通信接口和前面幾個部分的通信模塊的功能是一樣的�？刂茍�(zhí)行是這種代理的核心部分。它根據(jù)通信接口送來的協(xié)議數(shù)據(jù),分析系統(tǒng)控制和決策中心的意圖。然后根據(jù)代理配置時建立起來的控制系統(tǒng)映射關(guān)系,構(gòu)造與具體控制系統(tǒng)相關(guān)的控制規(guī)則。
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