基于信息熵的软件攻击面威胁评估方法研究

随着网络科技的不断进步,传统的软件攻击面威胁评估方法,在面对层出不穷的软件攻击方式时对攻击面威胁的评估与处理分离,因此威胁评估效率低,无法实现对软件攻击面威胁的精准评估.针对这一问题,进行基于信息熵的软件攻击面威胁评估方法研究.通过确定软件攻击面的威胁评估指标,建立软件攻击面二级威胁指标赋值矩阵,基于信息熵计算软件攻击面威胁权值,评估软件攻击面威胁.通过对比实验证明基于信息熵的软件攻击面威胁评估方法可以提高软件攻击面威胁评估的威胁评估效率.     

面向进程多变体软件系统的攻击面定性建模分析

攻击面是衡量软件系统安全性的一个重要指标,采用攻击面描述可以通过集合的方式描述软件系统的安全性并对其进行度量。一般的攻击面模型基于I/O自动机模型对软件系统进行建模,其一般采用非冗余的架构,难以应用于类似多变体系统这类异构冗余的系统架构。Manadhatad等提出了一种在非相似余度系统中进行攻击面度量的方式,但其采用的系统架构表决粒度和表决方式与多变体系统不同,无法准确度量多变体系统的攻击面。因此,在传统攻击面模型基础上,结合多变体系统异构冗余架构的特点,对传统攻击面模型进行扩展,并构建多变体系统的攻击面模型;使用形式化方式表示多变体系统的攻击面,根据多变体系统在系统出口点处的表决机制对传统攻击面模型进行改进,以使其能解释多变体系统攻击面缩小的现象,通过该建模方式,能够说明采用多变体架构的多变体系统在运行过程中攻击面的变化。采用了两组多变体执行架构的软件系统进行实例分析,分别通过与未采用多变体架构的功能相同的软件系统在未受攻击和遭受攻击两种情境下进行攻击面的对比分析,体现多变体系统在攻击面上的变化。结合攻击面理论与多变体执行系统的特点提出了一种面向多变体执行系统的攻击面建模方法,目前可以定性分析多变体执行系统攻击面的变化,未来将在定量分析多变体执行系统攻击面的方向继续进行深入研究。     

基于CMMI的软件度量研究

CMMI为软件产品及软件过程提供了一套定量的表示和分析,即软件度量的模型.有效的软件度量过程能促进组织的软件过程能力的改进.文章结合国内应用特点,介绍了基于CMMI的多层架构软件产品的度量模型,并着重讨论了基于CMMI的软件过程度量,总结了软件过程度量的工作方法和思路,提出了解决国内软件度量的一般性方法,为软件过程改进提供了可行的方法和实践.     

面向等级保护的软件安全需求分析方法研究

文章分析了在等级保护过程中进行威胁建模的必要性,结合《实施指南》提出一种基于威胁建模的软件安全需求分析方法,通过威胁一攻击图（TAG）评估攻击,根据评估结果及《基本要求》确定应对方案,将等级保护思想融入到软件安全设计阶段中,使得应对方案能更高效地改进软件设计以增强软件安全性,并通过实际案例对本方法进行了验证。     

移动目标防御的攻击面动态转移技术研究综述

移动目标防御作为一种动态、主动的防御技术,能够通过不断转移攻击面,减少系统的静态性、同构性和确定性,以此挫败攻击者的攻击.随着网络攻击手段的不断发展和变化,深入研究移动目标防御对网络空间安全具有重要意义,而攻击面的动态转移技术作为移动目标防御领域的重点问题,一直受到研究人员的广泛关注.利用攻击面动态转移技术所具有的不确定性、动态性和随机性等优势,实现信息系统的动态防御,可以有效克服传统防御手段的确定性、静态性和同构性的不足.首先梳理了攻击面的基本概念,并具体阐释了攻击面以及攻击面转移的形式化定义;其次,分析了攻击面4个层次的动态转移技术——数据攻击面、软件攻击面、网络攻击面和平台攻击面,并对不同的动态转移技术进行分析和比较,分别指出它们的优点和缺陷;最后,还从多层次攻击面动态转移技术的融合、攻击面动态转移的综合评估方法、基于感知的攻击面动态转移方法、基于三方博弈模型的攻击面转移决策等方面讨论了未来移动目标防御中攻击面动态转移可能的研究方向.     

一种面向等级保护的软件安全需求分析方法研究

文章分析了在等级保护过程中进行威胁建模的必要性,结合《信息系统安全等级保护实施指南》提出一种基于威胁建模的软件安全需求分析方法,通过威胁-攻击图（TAG）评估攻击,根据评估结果及《信息系统安全等级保护基本要求》确定应对方案,将等级保护思想融入到软件安全设计阶段中,使得应对方案能更高效地改进软件设计以增强软件安全性,并通过实际案例对该方法进行了验证。     

对软件安全开发流程的研究

随着软件产品使用的越来越广泛,软件的安全问题日益受到重视.对于软件开发者来说,开发出能够更好地应对漏洞攻击,安全性高的软件也变得越来越重要.传统软件工程中所包括的软件开发流程已经不能满足人们对于软件安全的要求,为了解决这个问题,基于已有的SDL软件安全开发流程进行优化,提出了一种新型的软件安全开发流程.     

软件产品线度量及应用研究

软件复用是提高软件生产力、软件质量的最有潜力的领域,软件产品线实质上是最高级别的软件复用.软件产品线对当前的软件密集性项目的管理提出了新的挑战,它需要管理者有超越单一产品的战略考虑,需要有组织性的预见、调查、规划和指导.一直以来软件过程管理和改进的重要思路是:在软件产品开发管理实践中应用软件度量技术,即通过分析软件过程和产品的相关属性,从而为管理决策实践提供客观的数据支持.针对软件产品线管理的一些关键目标,提出了一些重要的度量技术思路,分析了相应的度量指标,满足了软件产品线各层次管理角色的不同的信息需求.     

面向新攻击面的物联网终端固件安全威胁模型

物联网终端的显著特点是对外部世界进行感知与控制,但是传统安全威胁分析模型无法有效评估来自外部的攻击数据对物联网终端固件造成的危害。将新攻击面引入的攻击数据作为分析对象,通过对攻击数据在固件中的完整传播路径和交互过程进行建模,构建面向新攻击面的物联网终端固件安全威胁模型FSTM,从而分析物联网终端固件所面临的潜在威胁。分析结果表明,FSTM模型能有效描述物联网与物理世界紧耦合、与业务强相关的特性,为面向新攻击面的物联网终端安全检测技术研究提供理论指导。     

基于模糊层次分析法的软件易用性过程综合评价方法

对软件易用性过程进行综合评价是开发可信软件产品的必要因素。通过构建软件易用性生命周期模型和软件易用性度量模型搭建软件易用性过程综合评价模型, 通过此模型对软件开发中的易用性问题进行有效的指导, 规范易用性开发过程, 从而保证能够产出高易用性的产品; 利用模糊层次分析法对此模型进行度量评价, 量化评估易用性过程优劣; 通过一个实例分析说明该方法可以有效地应用于软件开发过程中, 能够尽早地确保软件产品的易用性, 为开发高易用度的软件产品指明了方向。     

Secure System Modeling: Integrating Security Attacks with Statecharts

Software security is becoming an important concern as software applications are increasingly depending on the Internet, an untrustworthy computing environment. Vulnerabilities due to design errors, inconsistencies, incompleteness, and missing constraints in software design can be wrongly exploited by security attacks. Software functionality and security, however, are often handled separately in the development process. Software is designed with the mindset of its functionalities and cost, where the focus is mainly on the operational behavior. Security concerns, on the other hand, are often described in an imprecise way and open to subjective interpretations. This paper presents a threat driven approach that improves on the quality of software through the realization of a more secure model. The approach introduces systematic transformation rules and integration steps for integrating attack tree representations into statechart-based functional models. Through the focus on the behavior of an attack from the perspective of the system behavior, software engineers can clearly define and understand security concerns as software is designed. Security analysis and threat identification are then applied to the integrated model in order to identify and mitigate vulnerabilities at the design level.     

面向对象的威胁建模方法

为提高软件设计的可信性,提出一种面向对象的威胁建模方法,不仅能够捕捉数据流中存在的威胁,而且能够捕捉控制流中存在的威胁。基于攻击路径,从成本效益角度更准确地评估威胁,根据评估结果制定缓和方案并确定优先级,应用缓和方案改进软件设计,有效地缓和威胁,增强系统安全性。实现一个面向对象的威胁建模工具,并以实例进行了验证。     

基于Windows的软件安全典型漏洞利用策略探索与实践

随着全球信息化的迅猛发展,计算机软件已成为世界经济、科技、军事和社会发展的重要引擎。信息安全的核心在于其所依附的操作系统的安全机制以及软件本身存在的漏洞。软件漏洞本身无法构成攻击,软件漏洞利用使得把漏洞转化为攻击变为可能。文章立足于Windows操作系统,主要分析了一些常用软件的典型漏洞原理以及常见的利用方法,比较了不同利用方法在不同环境下的性能优劣,并简单分析了Windows的安全机制对软件的防护作用以及对软件漏洞利用的阻碍作用。文章着重对几种典型漏洞进行了软件漏洞利用的探索和实践,并使用当前流行的对安全机制的绕过方法分析了Windows几种安全机制的脆弱性。     

信息安全中的可信软件编程计算研究

针对IT产业迅速发展、互联网广泛应用和渗透,各种各样的威胁模式不断涌现的现状,结合传统软件质量的对比分析,提出了信息安全中的重要因素——可信软件编程计算。重点研究代码可信性分析、计算和度量方面,涵盖软件的复杂性、可用性和可靠性等质量特性及可信属性,对于软件质量保证和信息安全具有非常重要的现实意义和实用价值。     

SDN网络中基于交换机等级划分的安全路由策略*

软件定义网络引入了数据平面与控制平面的分离,同时也带来了比传统网络更多的攻击方式。针对软件定义网络从检测出异常到攻击防御结束过程中新流表项下发的安全性进行了研究,为交换机引入安全等级划分机制,根据交换机所处的状态,将交换机划分为三个安全等级,并将攻击检测与路由选择相结合。实验结果表明交换机等级划分的安全路由策略能够使软件定义网络面对攻击表现出动态可伸缩的能力,从而减小攻击对网络所造成的危害。     

Efficiency of CAMEtools in software quality assurance

Our paper describes the requirements and possibilities of integration of metrics tools in the field of software quality assurance. Tools for the support of the measurement process are herein classified as Computer Assisted Software Measurement and Evaulation Tools (CAMETools). Software measurement regarded as a special type of metrics application provides a great amount of basic information for the evaluation of the software development process or the software product itself. Our paper examines the effectiveness and destination of software measurement in tool-based software development and is based on an analysis of more than 20 CAME tools in the Software Measurement Laboratory at the University of Magdeburg. CAMEtools are useable for the process, product, and resources evaluation in all phases of the software life cycle (including the problem definition) for different development paradigms. The efficiency of CAME tools is described on the basis of a general measurement framework. This framework includes all steps in the software measurement and evaulation process: metrics definition, selection of the evaluation criteria, tool-based modelling and measurement, value presentation and statistical analysis. The framework includes the main aspects of the process evaluation techniques (Capability Maturity Model, ISO 9000-3 etc.) and product evaluation (ISO 9126, etc.). It is not a disjointed set of aspects: our measurement framework represents an incremental technique for the application of quantification of quality aspects in a required quality assurance     

基于攻击图的网络安全度量研究综述

网络安全度量面临的主要挑战之一,即如何准确地识别目标网络系统中入侵者利用脆弱性之间的依赖关系进行威胁传播,量化对网络系统的潜在影响。攻击图由于具备优越的可视化展示能力,是解决该问题的有效途径之一。首先,介绍了安全度量的概念、发展历程和通用测度模型;然后,阐述攻击图构建、分类和应用的相关研究;其次,提出一种基于攻击图的层次化安全度量框架,从关键“点”、攻击“线”和态势“面”3个层次总结归纳了现有网络安全度量方法;最后,阐述了目前研究面临的难点问题与发展趋势。     

Forecasting Malware Conditions: Worsening Conditions,Some Bright Spots

ABSTRACT

With a simple model originating from mathematical biology, the dependencies for the number of infected computers are identified. The actions in the battle between cyber attack and cyber defense are linked to these dependencies. The article shows that using statistics directly to quantify the effect of security measures is difficult. The security effect is calculated for a periodic reset of all software and software compartments. Software diversity needs coordination above the level of individual organizations. Looking at the big picture, more countermeasures are proposed to improve security against malware in general.     

MVX-CFI:一种实用的软件安全主动防御架构

软件安全是网络空间安全中最重要的环节。早期的软件安全解决方案大多是发现安全威胁后再逐一解决的被动防御方案。为了有效应对各类安全威胁,防御方法逐渐从被动过渡到主动。在众多的主动防御方法中,从系统执行架构角度出发构建内生防御能力的软件多变体执行架构技术受到了广泛关注,它通过异构、冗余执行体之间的相对正确性检查发现攻击行为,不依赖于具体安全威胁的特征检测,可实时检测并防御大多数已知、甚至未知安全威胁。然而,该方法面向实际应用部署存在较大的性能瓶颈。控制流完整性（CFI）是一种理想的安全解决方案,但由于其性能损失和兼容性问题也未被广泛采用。本文将两者有效结合提出一种基于多变体执行架构的CFI （MVX-CFI）。MVX-CFI是一种基于执行架构的、动态、透明的CFI实施方法,它能够有效捕获软件整个运行时控制流的走向并发现由攻击等恶意行为引起的非法路径转移。MVX-CFI通过MVX可形式化验证的高可信表决机制在运行时动态建立描述应用程序高频执行路径的控制流子图（Sub-CFG）,并作为检测模型正向反馈到MVX用于辅助检测,减少了传统MVX大量重复的表决工作,提高了MVX的执行性能。Sub-CFG具有在线分离软件执行过程中高频路径和低频路径的能力,这一特性为软件预置后门的检测提供了一种思路。实验评估表明,本文的改进方法提高了原架构的执行效率,同时保证了在安全防御方面的有效性。     

一种航空机载嵌入式软件安全性评价方法研究

机载嵌入式软件是航空电子系统的重要组成部分,其安全性直接关系到飞行安全。由于软件安全性包含的范围较广,对安全性的评价往往周期长、结果不明确。针对嵌入式软件安全性评价的难题,在软件的整个生命周期采用分类模糊综合评价方法,建立了评价模型,提出了一种嵌入式软件安全性评价方法,在软件生命周期的5个阶段提出了59种评价元素,每种评价元素均反应出软件在每个阶段的关键活动。在各个阶段选择相关项目人员对每个元素进行评价,并依据计算公式得出软件安全分值。通过工程实践证明,该方法切实可用,评价过程相比传统的方法节约了时间,评价结果准确、直观,为航空机载嵌入式软件尤其是型号软件的安全性评价提供了一种新方法,为软件总体质量的评价和软件安全性的改进方向提供支撑。