一种基于多因素的告警关联方法

入侵检测系统作为保护网络安全的重要工具已被广泛使用,其通常产生大量冗余度高、误报率高的告警。告警关联分析通过对底层告警进行综合分析与处理,揭示出其中包含的多步攻击行为。许多告警关联方法通过在历史告警中挖掘频繁模式来构建攻击场景,方法容易受冗余告警、误报影响,挖掘出的多步攻击链在某些情况下不能反映出真实的多步攻击行为。为此,提出一种基于多因素的多步攻击关联方法。通过聚合原始告警以得到超级告警,降低冗余告警带来的影响;将超级告警构造成超级告警时间关系图,同时结合超级告警间的多因素关联度评价函数从时间关系图中挖掘出多步攻击场景。实验结果表明,该方法能克服冗余告警及大部分误报带来的负面影响、有效地挖掘出多步攻击链。     

面向无线入侵检测系统的复杂多步攻击识别方法

随着移动互联网的快速普及,无线网络的安全问题也接踵而至。现有的入侵防御体系大多针对有线网络,而无线网络存在较大的差异性,很多无线通信协议本身也存在缺陷。提出一种面向无线入侵检测系统的复杂攻击识别方法,包含告警精简、逻辑攻击图生成器、攻击流量拓扑图生成器、攻击路径解析器、复杂攻击评估等模块,层层挖掘出攻击者的最终意图。实验结果表明,该识别方法能够应对无线入侵领域的复杂攻击场景,对无线多步攻击意图的识别具有一定的意义。     

基于攻击意图的复合攻击预测方法研究

入侵检测系统仅能检测到攻击,但不能预测攻击者下一步的攻击.分析了基于攻击行为预测方法的不足,提出了一种基于攻击意图的复合攻击预测方法.该方法使用抽象的攻击意图表示复合攻击,采用扩展的有向图表达攻击意图间的逻辑关系,建立了攻击匹配的攻击意图框架,在复合攻击预测算法中引入了攻击检测度和攻击匹配度两个概念.最后,通过实验验证了该方法的有效性.     

基于场景和PN机的入侵检测研究

攻击者通过从一个攻击序列衍生出大量变种攻击序列来逃避基于规则及其它误用检测技术的检测.基于此,针对可序列化的入侵,从攻击机理入手,提取攻击的关键操作序列,构造入侵行为表达式,再对攻击序列进行拓扑排序和同构变换,以扩展形成一个入侵场景或一类入侵.进而提出了面向场景和检测一类入侵行为的方法,通过构建基于场景和检测一类入侵行为的PN(Petri Net)机来实现检测已知攻击及其未知变种攻击的目标.未知变种攻击也是一些新的攻击形态,因而从这种意义上说,该方法能检测到新的攻击行为.     

基于因果知识和时空关联的云平台攻击场景重构

云计算环境下的攻击行为逐步表现出隐蔽性强、攻击路径复杂多步等特点,即一次完整的攻击需要通过执行多个不同的攻击步骤来实现最终目的。而现有的入侵检测系统往往不具有必要的关联能力,仅能检测单步攻击或攻击片段,难以发现和识别多步攻击模式,无法还原攻击者完整的攻击渗透过程。针对这一问题,提出了基于因果知识和时空关联的攻击场景重构技术。首先,利用贝叶斯网络对因果知识进行建模,从具有IP地址相关性的告警序列中发掘出具有因果关系的攻击模式,为后续关联分析提供模板依据。然后,借助因果知识网络,从因果、时间和空间多维度上对告警进行关联分析,以发现潜在的隐藏关系,重构出高层次的攻击场景,为构建可监管、可追责的云环境提供依据和参考。     

针对复合攻击的网络攻击预测算法

网络攻击以复合攻击形式为主,但当前的安全设备只能检测无法预测。针对该问题,提出一种基于攻击效用的复合攻击预测方法,通过该方法识别攻击者的最终意图,并预测攻击者下一步可能进行的攻击行为。该方法利用攻击意图描述复合攻击过程,建立基于攻击意图的复合攻击逻辑关系图,引入攻击效用的概念,表示入侵者在攻击过程中完成每步攻击所获得的收益大小,是复合攻击预测的参考。实验结果验证了该方法的有效性。     

基于时间自动机的入侵意图动态识别方法

入侵意图识别是在具体的网络环境下,根据攻击者的攻击行为和系统防护措施来推理和判断攻击者想要达到的最终目标.针对网络安全领域中的攻防对抗和动态特性,提出一种入侵意图的动态识别方法.该方法利用D-S证据理论融合入侵检测系统的报警信息来提炼攻击者的行为及其可信度,并结合系统响应信息应用时间自动机来实时描述脆弱性的状态变迁过程.然后在层次化的攻击路径图中,根据节点的状态和节点间的依赖关系计算攻击者真实入侵意图的概率.实验结果验证了此方法的有效性.     

基于攻击效用的复合攻击预测方法

复合攻击已经成为网络攻击的主要形式之一,入侵检测系统仅能检测到攻击,但不能预测攻击者下一步的攻击。分析了传统攻击预测方法的不足,提出了一种基于攻击效用的复合攻击预测方法,以攻击者追求利益最大化的原则,为每种攻击分配一个攻击效用,在此基础上进行攻击预测,识别攻击者的最终意图和预测其下一步将要进行的攻击。通过实验验证了该方法的有效性。     

基于概率攻击图的内部攻击意图推断算法研究

内部攻击行为具有明显的多步骤性和伪装性.这些特性增加内部攻击检测的难度,影响检测结果的准确性.攻击图模型能够描述攻击行为的多个攻击步骤之间的因果关系,但由于单步攻击检测结果存在的不确定性,使得攻击图模型无法准确地推断攻击者的意图.该文在攻击图模型中引入转移概率表,刻画单步攻击检测结果的不确定性,即从观测事件推导出某步攻击发生的概率,提出了一个面向内部攻击意图推断的概率攻击图模型.基于该模型,提出了一种推断内部攻击意图的算法以及针对攻击目标的最大概率攻击路径的计算方法.实验结果表明该文的工作能够有效地推断攻击意图和计算攻击路径,减少不可信报警数量,为网络安全管理员提供良好的可配置性.     

基于隐马尔可夫模型的复合攻击预测方法

复合攻击成为网络攻击的主要形式之一,入侵检测系统仅能检测到攻击,但不能预测攻击。该文分析了传统的攻击预测方法的不足,提出一种基于隐马尔可夫模型的攻击预测方法,该方法使用隐马尔可夫模型中的Forward算法和Viterbi算法识别攻击者的攻击意图并预测下一步可能的攻击。通过实验验证了该方法的有效性。     

攻击案例综合学习系统研究

随着入侵检测系统在安全领域的广泛应用,入侵报警学习和分析已经成为一个研究热点。针对目前入侵报警泛滥和知识贫乏等问题,设计了一个完整的攻击案例学习系统框架。该学习系统分为两个阶段：入侵报警精简和典型攻击案例挖掘。前者利用改进的密度聚类方法实现相似报警聚合以及报警聚类的自动精简表示,后者利用序列模式挖掘方法挖掘频繁入侵事件序列。进一步提出一种基于入侵执行顺序约束关系的攻击案例评估算法实现典型攻击案例的自动筛选。最后,利用真实入侵报警数据测试了该攻击案例学习系统,结果表明该系统能够实现高效报警精简和典型攻击案例的准确学习。     

基于安全本体的协同报警分析研究

用户的网络管理需要建立一种新型的综合网络安全管理解决方案,即统一网络安全管理.关注其中的一个关键功能--协同报警分析,在把握现有研究方向的基础上,提出一个网络安全报警分析基本框架.现今存在的主要问题在于如何保证安全报警的环境资产信息、背景知识与攻击知识的统一表达.目前,针对这一问题仍缺乏一个实践可行的有效方法,这将直接影响到统一网络安全管理的最终实现.在协同报警分析过程中引入CIM模式扩展的OWL+SWRL安全本体来统一表达信息与知识,并提出一个极具潜力的方法用以完善现有协同报警分析技术,作为实现统一网络安全管理的重要步骤.     

基于攻击意图的报警信息关联研究

当前的入侵检测系统往往只提供给安全管理员大量低级的报警信息,分析这些报警信息极大地加重了安全管理员的负担,并且使得一系列相互关联的重要报警信息常常被淹没在大量不重要的报警信息中,因此迫切需要对于低级的报警信息进行进一步的关联,建立较为高层的攻击场景.本文提出了一个基于攻击意图的报警关联的模型,使用报警信息所对应的攻击行为的目的即攻击意图构建攻击场景.该模型先把入侵检测系统产生的报警信息转化为相应的攻击意图,再根据预先建立的攻击场景对这些攻击意图进行关联,从而实现了报警信息关联.     

信息系统对象的安全视角建模

安全模型必须考虑信息系统的特征信息。比如,告警关联要评估攻击是否成功的概率,可以通过比较目标配置信息和漏洞被攻击的前提来得到。本文从安全角度提出了新的信息系统模型,该模型不仅包括静态和动态两个方面的内容,而且通过引入层次继承关系,使得模型更加接近实际,该模型还包括了目前安全界研究的相关几个模型的信息,如NERD,Netmap等,是相对比较全面的。更重要的是,该模型提供了一种思路,利用该思路,可以在理论研究和工程实践中架设一个桥梁,拓展研究成果向实用化发展。     

报警信息关联模型的构建和实现

协同和分布式的网络攻击对传统的网络安全防护提出了巨大的挑战,同时也对分布式入侵检测技术提出了更高的要求,而有效融合多种入侵检测系统报警信息能够提高告警的准确性。首先给出了五维度报警信息关联的定义;然后设计与实现了带有实时响应机制的层次化关联模型,该模型具有较广泛的适用性,每一层都可以作为一个单独的模块完成相应的功能;最后给出了报警信息融合模块的实现。实验证明：报警信息融合可以降低误报、漏报率,并能识别攻击意图,达到预警的目的。     

基于Petri网的密码协议形式化建模

密码协议是安全共享网络资源的机制和规范,是构建网络安全环境的基石,其安全性对整个网络环境的安全起着至关重要的作用。提出了采用Colored Petri Nets(CPN,着色Petri网)分析密码协议的新方法。采用新方法对TMN协议的多次并发会话通信进行形式化建模,模型依据会话配置和会话顺序进行功能单元划分,采用on-the-fly方法生成攻击路径。采用状态空间搜索技术,发现了该协议的多次并发会话不安全状态,并获得了新的攻击模式。     

分布式IDS的报警关联定义

网络规模越来越大。传统的IDS往往存在漏报误报率高、报警太低级的问题,因而不能及时准确反映整个系统的安全态势。网络管理人员不得不面对海量的原始报警信息,如大海捞针般地寻找可能的安全威胁和攻击来源。本文首先讨论了现有IDS的不足;之后给出了报警关联的定义。本文的研究成果已经在“网络安全监控与预警系统”（十五863项目）中得到应用,对分布式入侵检测系统的报警关联设计有重要的参考价值。     

多步攻击告警关联模型构建与实现

为精简入侵检测系统产生的大量报警信息和分析攻击者的目的和动机,提出了新的报警信息关联模型。该模型通过事件关联把具有相似关系的报警信息关联后存储为元报警,然后根据报警类型知识库转换为超报警,最后根据超报警之间的因果关系进行攻击关联,构建出攻击关联图。实验表明,该模型提高了报警处理效率,对识别攻击意图和提高报警准确性有较好的效果。     

基于多源安全信息的告警校验与聚合技术

针对网络入侵检测系统产生大量低质量告警的问题,提出了基于多源安全信息的告警校验与聚合技术,采用一阶谓词逻辑对告警校验进行了建模,并综合分析告警的时间、空间、攻击类型三维属性,对告警进行聚合。提出的方法能够实时、有效地滤除无关告警,消除冗余度,实现告警的精简。     

一种基于警报数据关联的入侵检测系统模型

入侵检测是保障网络安全的重要手段。对入侵检测系统产生的警报信息进行关联分析已经成为改善入侵检测系统检测性能的一个重要的、实际可行的手段。本文提出了一种分布式入侵检测警报数据关联模型,模型通过警报数据聚类和高层事件关联消除或减少重复警报,降低误警率,发现高层攻击策略。最后给出了警报聚类关联实现算法,该算法通过警报数据相似度的计算来实现警报聚类。