摘"要：面對日益嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅，傳統(tǒng)的防御手段已經(jīng)無法滿足對抗復(fù)雜和高級的攻擊，構(gòu)建自動化的主動防御系統(tǒng)刻不容緩。蜜罐技術(shù)作為一種主動防御技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)安全防御體系中發(fā)揮著重要作用。本文設(shè)計(jì)了一種基于蜜罐的智能防御系統(tǒng)，主要包含蜜罐節(jié)點(diǎn)、智能防御核心與攻擊緩解框架三部分。該系統(tǒng)利用蜜罐吸引攻擊者，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法和行為分析技術(shù)，識別和分類攻擊行為，并根據(jù)攻擊類型自動生成應(yīng)對策略。同時(shí)，通過動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建模和多級攻擊檢測，可以主動應(yīng)對入侵行為。實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)在增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防御能力方面取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：蜜罐；數(shù)據(jù)捕獲；主動防御；訪問控制

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速迭代，我國網(wǎng)信領(lǐng)域面臨的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)遠(yuǎn)超以往、指數(shù)遞增。網(wǎng)絡(luò)攻擊和威脅日益猖獗，網(wǎng)絡(luò)安全主動防御已成為保障網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵要素。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)已無法有效應(yīng)對各種新型復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)威脅，針對企事業(yè)單位辦公網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求，本文設(shè)計(jì)和部署了基于蜜罐的主被動相結(jié)合的智能防御系統(tǒng)。在傳統(tǒng)防御基礎(chǔ)上，添加蜜罐系統(tǒng)，將多種信息網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施有機(jī)結(jié)合起來，各項(xiàng)措施能夠相互支持和補(bǔ)救，盡可能地阻斷攻擊者的威脅。

1"主動防御技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)安全主動防御技術(shù)是指采取主動的策略來預(yù)測和防御未知的攻擊行為。該領(lǐng)域的研究旨在提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和保護(hù)關(guān)鍵信息資產(chǎn)，主動發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對各種威脅，減少攻擊的影響和損害。其關(guān)鍵技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢預(yù)警、入侵檢測、欺騙和干擾、安全反擊等技術(shù)。針對傳統(tǒng)防御手段存在較高的誤報(bào)和漏報(bào)率等問題，本設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)防御基礎(chǔ)上，通過部署蜜罐系統(tǒng)和欺騙技術(shù)，構(gòu)建主被動防御結(jié)合的智能防御架構(gòu)。

2"蜜罐技術(shù)

2.1"蜜罐原理和特點(diǎn)

蜜罐是一種安全資源，其價(jià)值在于被掃描、攻擊和攻陷。通過建立一個或多個具有漏洞或易于受到攻擊的特性的虛擬或真實(shí)的誘餌系統(tǒng)，吸引、誘騙攻擊者對其進(jìn)行非法使用，從而對攻擊行為進(jìn)行記錄，以研究攻擊者的攻擊目的、攻擊方法和攻擊工具，并通過技術(shù)和管理手段有針對性地增強(qiáng)目標(biāo)系統(tǒng)的安全防護(hù)能力。主要用于攻擊的檢測、捕獲、分析、取證和預(yù)警。

蜜罐具有以下特點(diǎn)：訪問即攻擊，基于蜜罐誘捕機(jī)理，任何觸碰和進(jìn)入蜜罐的行為均被詳細(xì)定位和分析，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)入侵的零誤報(bào)，提高入侵檢測的準(zhǔn)確率；對業(yè)務(wù)場景進(jìn)行模擬仿真，引誘攻擊，轉(zhuǎn)移攻擊者注意力，從而延緩對實(shí)際業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的攻擊，提升應(yīng)急響應(yīng)速度；分析攻擊行為特征，了解其行為特點(diǎn)、攻擊手段和技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)全面取證，精準(zhǔn)溯源。

2.2"蜜罐分類

根據(jù)交互程度的不同，可以分為高交互蜜罐和低交互蜜罐。低交互蜜罐只能模擬部分服務(wù)、端口、響應(yīng)，入侵者不能通過攻擊這些服務(wù)獲得完全的訪問權(quán)限；高交互蜜罐提供給入侵者一個真實(shí)的可進(jìn)行交互的系統(tǒng)，可以被完全攻陷，允許入侵者獲得系統(tǒng)完全的訪問權(quán)限，并可以以此為跳板實(shí)施進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò)攻擊。從實(shí)現(xiàn)方法上來劃分，蜜罐可分為物理蜜罐和虛擬蜜罐。物理蜜罐是網(wǎng)絡(luò)上一臺真實(shí)的完整計(jì)算機(jī)；虛擬蜜罐是由一臺計(jì)算機(jī)模擬的系統(tǒng)，可以響應(yīng)發(fā)送給虛擬蜜罐的網(wǎng)絡(luò)流量。

2.3"蜜罐在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用

蜜罐技術(shù)是一種重要的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)手段，應(yīng)用廣泛。首先，蜜罐可作為屏障保護(hù)關(guān)鍵系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，通過模擬漏洞或虛構(gòu)系統(tǒng)吸引攻擊者，減少對真實(shí)系統(tǒng)的攻擊。其次，蜜罐用于收集和分析網(wǎng)絡(luò)攻擊數(shù)據(jù)，揭示攻擊者動機(jī)和目標(biāo)，為管理員提供情報(bào)，制定更有效的安全策略和防范措施。最后，蜜罐用于社交工程防御，誘使攻擊者暴露真實(shí)意圖，識別和防范針對性攻擊，防止內(nèi)部威脅和欺詐行為。

3"基于蜜罐的智能防御系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1"系統(tǒng)概述

本文構(gòu)建了一個惡意實(shí)體的跟蹤和緩解框架，考慮傳統(tǒng)防護(hù)模型的弱點(diǎn)，在傳統(tǒng)防火墻結(jié)合入侵檢測與防御系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將蜜罐作為傳統(tǒng)安全產(chǎn)品的有力補(bǔ)充，利用蜜罐技術(shù)來檢測惡意流量，逆向追蹤溯源攻擊者，并對其實(shí)施一種動態(tài)隔離，以減緩惡意軟件的自我復(fù)制和傳播，實(shí)現(xiàn)對各種安全威脅進(jìn)行研究分析、設(shè)備關(guān)聯(lián)和綜合數(shù)據(jù)分析，充分發(fā)揮各種設(shè)備自身優(yōu)勢，將主被動防御有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全方位立體化防御體系。系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)步驟如圖1所示。

圖1"系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)步驟

從對整個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行資產(chǎn)的管理和監(jiān)控著手，進(jìn)行安全設(shè)備部署與管理，對入侵攻擊數(shù)據(jù)的捕獲，通過對入侵者的攻擊數(shù)據(jù)收集和分析，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)攻擊行為檢測、分析、反饋、干擾、追蹤和定位，總體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)捕獲、數(shù)據(jù)控制、數(shù)據(jù)分析、響應(yīng)處置、可視化展示等功能。該系統(tǒng)集成了入侵檢測、入侵防御功能以及日志分析功能，實(shí)現(xiàn)了從被動防御向主動防御的轉(zhuǎn)變。

3.2"系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)包括三個主要模塊：蜜罐節(jié)點(diǎn)、智能防御核心和攻擊緩解框架。

蜜罐節(jié)點(diǎn)通過構(gòu)建多個類型的蜜罐來獲得攻擊者的特征信息，分析攻擊者的策略與能力，對攻擊行為進(jìn)行引誘，保護(hù)重要系統(tǒng)資產(chǎn)；防御核心與蜜罐節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，通過對全網(wǎng)綜合日志與實(shí)時(shí)狀態(tài)結(jié)合蜜罐交互信息智能分析，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)攻擊的更精準(zhǔn)的定位以及自動生成智能化應(yīng)對方案；攻擊緩解框架則通過動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與多級檢測手段，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)入侵行為的主動應(yīng)對。各子系統(tǒng)集成到一個有凝聚力的主動防御策略中，防御系統(tǒng)核心組件與蜜罐部署協(xié)同工作，以增強(qiáng)安全性并減輕威脅。

圖2"系統(tǒng)部署圖

3.2.1"蜜罐節(jié)點(diǎn)

蜜罐節(jié)點(diǎn)模塊負(fù)責(zé)部署和管理多個蜜罐實(shí)例。由于單個蜜罐僅能提供模擬業(yè)務(wù)的一種實(shí)現(xiàn)方案，欺騙能力不足，故在蜜罐系統(tǒng)中部署多種類型的蜜罐進(jìn)行模擬仿真，每個模塊都具有不同的功能和特點(diǎn)，以應(yīng)對不同類型的攻擊。蜜罐節(jié)點(diǎn)可以包括多種類型的蜜罐，如Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、OA系統(tǒng)等。

在VMware虛擬機(jī)軟件上構(gòu)建蜜罐系統(tǒng)，蜜罐節(jié)點(diǎn)需具備良好的隔離性和監(jiān)控能力，能夠記錄攻擊者的行為以及攻擊方式。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求，選擇具有低交互性的蜜罐系統(tǒng)，如Honeyd等，將選定的蜜罐軟件下載到目標(biāo)主機(jī)上，進(jìn)行安裝和配置，將其部署在網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵位置，以吸引攻擊者對其進(jìn)行攻擊。通過監(jiān)控和分析蜜罐中的攻擊行為，獲取攻擊者的特征信息。

3.2.2"智能防御核心

智能防御核心模塊負(fù)責(zé)分析蜜罐節(jié)點(diǎn)收集到的攻擊數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控和識別各種網(wǎng)絡(luò)攻擊行為。其主要功能是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知、攻擊檢測與響應(yīng)、安全策略更新和防御能力提升四個方面進(jìn)行智能決策和自動化防御。

智能防御核心模塊利用機(jī)器學(xué)習(xí)和行為分析技術(shù)，建立攻擊行為的模型，并對異常行為進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和預(yù)警。例如，通過監(jiān)測特定的攻擊流量、異常的訪問模式或惡意軟件的行為，智能防御核心能夠識別潛在的攻擊者并采取相應(yīng)的防御措施；使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流處理技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)流量和事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析；根據(jù)檢測結(jié)果生成防御策略，并將其應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和防火墻等安全設(shè)備上；另外，還支持安全運(yùn)維和管理，可以為企業(yè)提供全面的安全保障和服務(wù)。

3.2.3"攻擊緩解框架

攻擊緩解框架模塊用于減輕已發(fā)起的攻擊的影響。它負(fù)責(zé)根據(jù)智能防御核心的分析結(jié)果，執(zhí)行相應(yīng)的阻斷或緩解措施來應(yīng)對攻擊。通過多元化防御手段，如防火墻、入侵檢測與防御系統(tǒng)和反病毒軟件等，來識別、隔離和清除惡意軟件，執(zhí)行阻斷攻擊流量、更新防火墻規(guī)則、啟動入侵檢測系統(tǒng)等防御措施，快速恢復(fù)受影響的系統(tǒng)。同時(shí)，攻擊緩解框架需要具備良好的自適應(yīng)能力，能夠根據(jù)不同類型的攻擊進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以提高防御效果。

該模塊采用基于安全數(shù)據(jù)采集、安全事件分析、安全控制和安全服務(wù)四個層次的框架設(shè)計(jì)，能夠全面覆蓋網(wǎng)絡(luò)安全的各個方面。同時(shí)，該子系統(tǒng)還支持多種安全協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，可以與其他安全產(chǎn)品進(jìn)行集成和協(xié)同工作。

3.3"系統(tǒng)功能驗(yàn)證

將系統(tǒng)應(yīng)用在單位園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，對全部網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)進(jìn)行管理和監(jiān)控，完成系統(tǒng)搭建后，對系統(tǒng)進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)。先將一臺不存在歷史訪問信息的物理主機(jī)作為攻擊者接入園區(qū)網(wǎng)中，運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)，對其分配的IP為17216.19.21，使用多種攻擊工具，讓其試圖訪問真實(shí)主機(jī)服務(wù)器和172.16.19.12的蜜罐服務(wù)器（虛假服務(wù)器）。在訪問時(shí)，蜜罐系統(tǒng)成功監(jiān)測到了IP為172.16.19.21的主機(jī)，并捕獲到相關(guān)主機(jī)信息，如表1所示。

蜜罐系統(tǒng)將收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒烙到y(tǒng)核心，核心對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，先對IP地址進(jìn)行進(jìn)一步分析，對比數(shù)據(jù)庫內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，再對違規(guī)主機(jī)信息進(jìn)行初步分析。如下表2所示。

由于不屬于黑白名單，防御系統(tǒng)核心將分析數(shù)據(jù)傳往緩解框架，緩解框架根據(jù)近源從屬交換IP地址自動登錄交換機(jī)，并執(zhí)行探測指令，將返回信息收集并回傳防御系統(tǒng)核心。信息內(nèi)容如表3所示。

防御系統(tǒng)核心根據(jù)表1記錄事件來源（SC_TYPE），根據(jù)表3是否屬于匯聚級聯(lián)接口（IF_TK）判定違規(guī)主機(jī)屬于級聯(lián)接口，需進(jìn)行退級阻斷策略，將相關(guān)信息傳輸給緩解框架處理。防御系統(tǒng)核心將整個事件記錄入庫，并根據(jù)事件等級和嚴(yán)重程度、全局防御體系負(fù)載與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)吞吐量等綜合信息，計(jì)算違規(guī)主機(jī)封禁時(shí)間，違規(guī)主機(jī)被近源從屬交換執(zhí)行MAC黑洞策略后，將在一段時(shí)間內(nèi)，所有數(shù)據(jù)包被交換機(jī)拋棄，達(dá)到了緩解阻斷的效果。

結(jié)果表明，引入文中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠?qū)⑼鈦砣肭终吲c真實(shí)的主機(jī)相隔離，并屏蔽對主機(jī)的訪問。同時(shí)，所部署的蜜罐系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對入侵者的欺騙，并記錄入侵者的詳細(xì)信息，為后續(xù)安全管理員的分析與處理奠定了良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語

近年來，網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)層出不窮，蜜罐技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。本文中，我們首先對蜜罐技術(shù)進(jìn)行了闡述。其次，基于蜜罐技術(shù)設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一個智能攻擊防御系統(tǒng)。為驗(yàn)證其實(shí)際應(yīng)用效果，將該系統(tǒng)部署在某單位的辦公園區(qū)內(nèi)。經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，該系統(tǒng)成功捕獲了入侵主機(jī)的異常訪問信息以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)活動信息，將這些信息與機(jī)器學(xué)習(xí)算法和行為分析技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了自動化防御策略的生成和應(yīng)用。這一改進(jìn)顯著增強(qiáng)了防御的主動性，并有效提升了網(wǎng)絡(luò)安全的整體防護(hù)能力。

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基金資助：河北省科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)制度試點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2022PF011）

作者簡介：楊文煥，女，河北邢臺人，碩士，工程師，主要從事大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)安全方面的研究。