基于攻击图的网络安全度量研究

发布时间：2020-06-11 13:55

【摘要】：随着现代社会对网络系统依赖程度的日益增强,网络安全问题受到普遍关注。网络安全度量是指在理解网络环境的基础之上,建立合适指标体系和度量方法,评估网络的安全性。本文采用攻击图这种网络脆弱性分析技术,在对目标网络和攻击者建模的基础之上,根据两者之间的相互关系生成攻击图模型,分析不同的攻击路径。借鉴CVSS对单一漏洞的量化指标,以及节点间概率转换关系,提出攻击伸缩性机理。结合CVSS指标和攻击图,计算攻击伸缩性数值,并以此作为网络安全度量的方法,最后总结了当前网络安全度量的发展现状以及面临的挑战。
【图文】：

抽象模型,网络系统

赵松等:基于攻击图的网络安全度量研究55漏洞规格、系统访问等级、节点拓扑和可达信息。网络系统中另一重要角色是网络连接模型,由网络拓扑和可达性组成,这一部分包含网络访问的安全策略,节点防御策略。从实用性出发,好的指标具有一致性,容易度量,有特定的上下文环境和测量单位[1]。目前常用的有CAPEC[23]通用攻击模式,CVSS漏洞评分标准等。CVSS是很有潜力的工具,而人们对其具体内容知之甚少,被美国国家漏洞库NVD等主流漏洞数据库采用,作为漏洞评分标准。文献[14,21]使用贝叶斯网络建模网络系统中潜在的攻击路径,基于攻击者的背景知识和攻击机制,开发算法计算攻击路径的最优子集。建立贝叶斯攻击图,评估风险,其中的指标以及转移概率是参考CVSS值。信息安全中攻防对抗的本质可以抽象为攻防双方的策略依存性[22],防御者所采取的防御策略是否有效,不只取决于自身行为,还取决于攻击者和防御系统的策略,所以可以结合博弈论与攻击图,研究攻防矛盾及其最优防御决策等信息安全攻防对抗难题。网络往往会遭到0day漏洞的攻击,文献[25]中提出一种计算需要多少个0day漏洞才能破坏网络的方法,需要越多的漏洞才能破坏,则网络更安全。文献研究[27,30,32]基于攻击图做风险评估与安全度量,分别提出计算网络可达性,攻击者能力,网络规模,拓扑等分析方法。基于攻击图的研究分为网络可达性分析,构建攻击模板,攻击图构建,攻击图核心算法,以及使用攻击图量化评估网络安全。攻击图生成方法已经相对成熟,但攻击模板的构建一直以来没有很好的解决。攻击图分析方面,主要有?

模型图,网络拓扑图,模型

,pri是访问权限。连接关系中包含着防火墙规则,NAT地址转换。连接类型包括域内、域间和跨域。网络系统中,不同域之间很难相互探测到,从攻击者角度出发,跨域传播难度会很大。跨域类型的边在实际中是通过不同路由路径传播的。图网络模型,节点和边都有相应的属性。例如一台主机抽象为图中的一个节点,则主机网络地址,在网络中的位置信息,开放的服务信息,与周围主机节点连接情况,这些基本信息作为图中边和节点的属性。抽象出节点和边的情况,可以了解网络系统配置情况。如图2所示,一个简单网络拓扑图模型,表示网络中边的连接关系和节点的属性值。其中节点A具有属性v,边e1具有属性e,这样就建立网络系统到图模型的转换关系,以标准的模型反应了当前的网络状态。这个图网络模型,能告诉管理员,网络的具体情况,分析属于同一局域网的节点,也能清楚的看出存在漏洞的节点。图2网络拓扑图模型Figure2NetworkTopologyGraphModel3.3攻击模板在攻防的对抗中,攻击者的主要突破口是网络中的脆弱点,因此针对网络中脆弱点的利用以及其造成影响是本节一个重点。本节的主要的内容是使用前提集和后果集构建网络攻击模板。攻防信息不对称,网络防御方能得到网络系统的信息,预测攻击可能的发生点,对于攻击者的能力无从得知。攻击者能通过扫描,监听收集等方式获得目标网络的信息,对于网络内部情况很难获取,大部分只能是逐步的渗透测试,不断发现网络结构。其中前提集(Procondition)是一个状态,表示攻击发生必要的系统环境,如果结果为真,则表示当前当前安全态势下,攻击可以发生,反之则不能发生。后果?

【参考文献】