隐蔽信道研究

隐蔽信道是指允许进程以危害系统安全策略的方式传输信息的通信信道,是对安全信息系统的重要威胁,并普遍存在于安全操作系统、安全网络、安全数据库系统中.国内外的安全标准都要求对高等级的安全信息系统进行隐蔽信道分析.首先分析隐蔽信道的基本概念,研究领域、技术组成及分类,然后从信道识别、度量、消除、限制、审计和检测几个技术层面综述隐蔽信道研究中经典的技术和方法,系统地总结隐蔽信道领域30多年来的研究成果,尤其对近年来隐蔽信道度量和处置新技术作了较为详尽的介绍.试图为该研究方向勾画出一个较为全面和清晰的概貌,为隐蔽信     

隐蔽信道新型分类方法与威胁限制策略

隐蔽信道是指恶意通信双方通过修改共享资源的数值、特性或状态等属性,来编码和传递信息的信道.共享资源的选取,由隐蔽信道的类型与具体通信场景所决定.早期,存储隐蔽信道和时间隐蔽信道主要存在于传统操作系统、网络和数据库等信息系统中.近年来,研究重点逐渐拓展到了3类新型隐蔽信道,分别为混合隐蔽信道、行为隐蔽信道和气隙隐蔽信道.对近年来国内外隐蔽信道研究工作进行了系统的梳理、分析和总结.首先,阐述隐蔽信道的相关定义、发展历史、关键要素和分析工作.然后,根据隐蔽信道共享资源的类型以及信道特征,提出新的隐蔽信道分类体系.首次从发送方、接收方、共享资源、编码机制、同步机制、评价指标和限制方法这7个方面,对近年来新型隐蔽信道攻击技术进行系统的分析和归纳,旨在为后续隐蔽信道分析和限制等研究工作提供有益的参考.进而,讨论了面向隐蔽信道类型的威胁限制技术,为设计面向一类隐蔽信道的限制策略提供研究思路.最后,总结了隐蔽信道中存在的问题和挑战.     

基于OSPF协议Hello报文隐蔽信道构建研究

现有存储型网络隐蔽信道的研究主要根据不同协议中不同字段来隐藏信息。在众多协议中,例如TCP、UDP协议,对其研究较多,而OSFP使用广泛却在国内研究较少。针对OSPF协议下的Hello报文进行分析可以构建网络隐蔽信道的字段。从所有可能字段中选择Authentication、Router Dead Interval和Neighbor三个字段分别使用随机值模式、值调制模型和序列模式进行构建三种隐蔽信道,利用微协议技术优化信道,并将三种隐蔽信道组合成一个传输速率更高的隐蔽信道模型。经过验证,该模型具有一定的可行性和隐蔽性,可为存储型网络隐蔽信道构建技术提供一定的理论支持和技术支撑。     

差分信息熵的网络时序型隐蔽信道检测

网络隐蔽信道是以合法网络通信信道作为载体建立的一种隐蔽通信技术.相比信息加密,网络隐蔽信道不仅隐藏了传输信息的内容,同时还隐藏了传输信息的行为,因而具有更强的隐蔽性.隐蔽信道技术的出现,使得网络通信中的信息安全和隐私保护受到了极大的威胁,尤其是间谍和其他不法分子可以利用隐蔽信道绕过系统的安全检查机制,窃取机密信息.因此,研究高效且准确率高的隐蔽信道检测技术势在必行.在分析和总结前人研究成果的基础上,提出了差分信息熵的概念,进而提出了基于差分熵的网络时序型隐蔽信道检测算法.首先给出了差分信息熵的定义和相关特性,然后给出了基于差分信息熵的隐蔽信道检测算法的实现原理,以及算法在具体实现过程中的参数设定,最后设计实验检测算法的性能和效果.实验结果表明,基于差分信息熵的检测算法可以有效检测IPCTC,TRCTC,JitterBug时序型隐蔽信道.     

网络时间隐蔽信道研究

文章首先介绍隐蔽信道的基本概念以及网络隐蔽信道的研究现状,然后着重总结几种典型的网络时间隐蔽信道,最后综述网络时间隐蔽信道领域中经典的防御技术和方法。文章试图为该研究方向勾勒出一个较为全面的概貌,为该领域的研究人员提供有益的参考。     

一种基于Web访问模型的网络隐蔽通道

网络隐蔽信道是将窃取的机密信息隐藏在正常的网络传输协议中的一种通信方法. 由于网络时间隐蔽信道不修改网络数据包的内容, 因此更加难以检测和限制, 从而具有更大的威胁. 提出一种新的基于Web访问模型的网络时间隐蔽信道, 恶意用户通过规律性的访问Web服务器实现机密信息传输; 实现了该网络隐蔽信道原型, 并给出了信道的性能分析结果.     

物理隔离网络对抗技术综述

物理隔离网络对抗是一种利用预先植入的软硬件在物理隔离网络内部与外部之间建立隐蔽信道的方式。它打破了该网络提供的隔离手段,严重威胁了用户的信息安全,受到了学术界的广泛关注。与传统网络对抗不同,物理隔离网络对抗通过自行建立的隐蔽信道与外界进行通信,而不是利用公共通信网与外界进行通信。本文从物理隔离网络对抗技术的起源入手,简要地介绍了物理隔离网络对抗技术的相关背景。通过与传统网络对抗技术的对比分析,介绍了物理隔离网络对抗技术的工作原理,突出了隐蔽植入和隐蔽通信是物理隔离网络对抗技术的两大特点。根据物理隔离网络对抗技术的实施步骤,提出了一种物理隔离网络对抗技术的分析模型,该分析模型分为侦察跟踪、武器构建、隐蔽植入、行为执行、隐蔽通信、命令与控制、目标达成等七个阶段,这为发现和分析新出现的物理隔离网络对抗技术提供了借鉴作用。结合当今物理隔离网络对抗技术的研究热点和对现有研究成果的调研分析,分别介绍了电磁、声、光、热等隐蔽信道在物理隔离网络对抗技术中发挥的作用,同时指出隐蔽性和传输性能是隐蔽信道急需解决的问题。参考物理隔离网络对抗技术的特点,介绍了物理隔离网络安全标准、物理隔离网络检测防护技术、供应链安全管理等当前针对物理隔离网络对抗技术的防范措施。基于物理隔离网络对抗极其检测防护面临的诸多问题,介绍了两者未来可能的研究方向。     

一种新型可靠网络隐蔽信道的研究

针对传统IP时间隐蔽信道传输速率低,在广域网中缺少一种稳定的时间同步机制,难以实现收发双方间可靠、稳定传输隐蔽信息的问题,提出了一种可靠网络隐蔽信道的模型。这种信道利用在固定时间窗口内发送的IP数据包数量作为载体传输隐蔽信息。通过引入一种新的信息编码机制,显著提高了网络隐蔽信道的传输带宽。进一步提出了一种比特块定界方法,解决了传统IP时间隐蔽信道的时间同步问题。实验结果表明,提出的可靠网络隐蔽信道的传输速率和稳定性均好于传统的IP时间隐蔽信道。     

基于HTTP请求行为的组合式隐蔽信道的构造研究

为了更好地使隐蔽信道在容量、可靠性、抗检测性方面取得一个合适的平衡,提出一种基于HTTP请求行为的隐蔽信道HRCC(Combined Covert Channel Based on HTTP Requests)。将HTTP请求动态分配在多个HTTP流上,利用数学组合的方式传输隐蔽信息,且通过模拟正常的HTTP流使得信道的抗检测性大大增强。同时TCP协议的可靠传输使得传输过程不会受到网络状况的影响,从而保证了信道的鲁棒性。最后通过实验结果证明了该新型隐蔽信道具有很强的实用性,而且在传输速率、传输正确率和抗检测性方面均优于传统基于HTTP的隐蔽信道。     

基于比特币系统的隐蔽通信技术

为了满足日益增多且机密性要求很高的情报传输需求,急需提出新的隐蔽通信方式。隐蔽通信技术需要满足的性能包括安全性和隐藏率。与此同时,区块链技术具有去中心化、匿名性、可追溯且分布式记账等特点,比特币是最为经典且普及的区块链货币应用。因此,本文提出了利用比特币的P2P网络广播机制和交易机制构造了BDTX(Broadcast-Transaction,广播-交易)隐蔽信道;利用比特币的节点连接机制构造ADDR(ADDR,地址广播)隐蔽信道。对两种隐蔽信道分别进行了详细介绍,分析了两种隐蔽信道的安全性和隐藏率,并将其与传统IP隐蔽信道进行对比。两种隐蔽信道的安全性相比传统IP网络隐蔽信道都有提高。     

基于TCP协议首部的网络隐蔽通道技术研究

通过研究网络隐蔽通道建立的机制,提出了一种基于TCP协议首部实现网络隐蔽通道的方法,通过将秘密信息经AES加密后嵌入TCP协议首部的序列号和确认号字段,模拟访问Web服务器的行为生成TCP数据包,以达到穿透防火墙和躲避入侵检测系统的目的,并利用此隐蔽通道进行信息传递和远程控制。设计并实现了该原型系统。实验结果表明,该系统的隐蔽性高、传输速度快、可扩展性强,可以实现隐秘信息的传输,也为解决网络隐蔽通道的安全策略问题提供了理论依据和技术支持。     

自适应伪随机序列混合网络隐蔽通道构建方法

现有网络隐蔽通道研究主要集中于存储型、时间型和序列型等单一模式,单一网络隐蔽通道对网络流量影响较大,隐蔽性差,综合使用多种模式构建混合型隐蔽通道方法鲜见,且混合使用方法无法根据网络流量动态调整。提出了一种新的混合使用多种隐蔽通道的方法,建立可以根据当前网络流量特征自适应变化的隐蔽通道构建框架,通过网络流量在不同隐蔽通道下的隐蔽性强弱生成具有一定分布的伪随机序列,使用该伪随机序列在不同的模式中写入隐蔽信息,使得隐蔽信息在信息传输的过程中在多种通道中随机存在,在传输隐蔽信息的同时降低对原始流量的影响,并使隐蔽通道可以实时根据网络流量动态调整使用模式。真实网络环境中实验结果证明,该类隐蔽通道具有较强的隐蔽性和自适应性,实用价值明显。     

安全数据库隐蔽通道的标识技术与实例分析

LogicSQL数据库是自主研制基于Linux的高安全级别安全数据库。重点对安全数据库的隐蔽通道标识技术进行研究,为寻求更好的隐蔽通道标识方法,对共享资源矩阵、信息流公式法、无干扰法等标识方法从理论上进行分析,以Log-icSQL安全数据库的隐蔽通道进行实例分析。改进的共享资源矩阵是目前相对比较成功的隐蔽通道标识方法,无干扰法的实际应用可作以后的隐蔽通道标识方法研究重点。     

SSL协议隐蔽通道的研究与实现

为提升隐蔽通道的网络穿透能力及抗分析性能,提出了一种基于SSL安全协议的新型隐蔽通道。通过SSL握手报文的随机数字段建立隐蔽域,利用SSL握手协商构建消息通道,采用一包一密进行流量变形伪装,通过访问HTTPS服务实现网络隐蔽通道传输。在多种不同HTTPS环境下的实验验证了该方法的可行性,测试结果表明,相比传统存储型隐蔽通道,该隐蔽信道的容量有大幅度提高,单个报文可携带28 Byte信息,且具有更高的抗隐蔽域估计及抗统计画像能力。     

一种NTP协议隐蔽通道

网络隐蔽通道技术是一种被广泛应用的网络攻击技术.掌握隐蔽通道的构建机制,对制定相应网络防御策略具有指导意义.利用互联网不可或缺的NTP时间同步协议,提出了基于NTP协议的隐蔽通道构建机制.通过分析NTP协议查询/应答机制的特点,并研究可被用作载荷的NTP协议数据单元,设计了下行通道和上行通道分离的NTP隐蔽通道,它将隐藏信息伪装成普通NTP报文,进行隐秘消息的传递.NTP报文的普及性和不可替代性,使得基于NTP的隐蔽通道具有穿透能力强、隐蔽性好的优点.试验表明,提出的NTP隐蔽通道可以携带较多的秘密信息,穿透网络监测设备.下一步的工作将围绕NTP隐蔽通道的认证、加密等安全机制进行研究.     

网络隐通道的构建方法研究

针对网络隐通道能绕过防火墙或其他形式的安全防护系统的问题,从网络隐通道的构建原理方面讨论各种常见的构建隐通道的方法,提出2种新的隐通道构建方法：基于数据包长度特征编码的构建方法及基于数据包到达顺序编码的构建方法,讨论了构建网络隐通道时的关键问题。