入侵檢測技術(shù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用

　　摘要：入侵檢測是檢測和識別針對計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的非法攻擊或違反安全策略事件的過程。數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計借鑒了針對網(wǎng)絡(luò)和針對主機的入侵檢測技術(shù)，又考慮了數(shù)據(jù)庫自身的特點。
　　關(guān)鍵詞：入侵檢測入侵分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
　　傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫安全機制以身份認(rèn)證和存取控制為重點，是一種以預(yù)防為主的被動安全機制，無法滿足日益增長數(shù)據(jù)庫對安全的需要。近年來對數(shù)據(jù)庫入侵檢測機制的研究受到了廣泛關(guān)注和重視。通過建立異常檢測機制，有效地發(fā)現(xiàn)用戶在使用數(shù)據(jù)庫過程中可能發(fā)生的入侵和攻擊，以期達(dá)到保護(hù)數(shù)字圖書館數(shù)據(jù)庫安全的目的。
　　1、入侵檢測簡介
　　入侵檢測是檢測和識別針對計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，或者更廣泛意義上的信息系統(tǒng)的非法攻擊，或者違反安全策略事件的過程。它從計算機系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中采集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)可疑攻擊行為或者異常事件，并采取一定的響應(yīng)措施攔截攻擊行為，降低可能的損失。在入侵檢測系統(tǒng)中，系統(tǒng)將用戶的當(dāng)前操作所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同用戶的歷史操作數(shù)據(jù)根據(jù)一定的算法進(jìn)行檢測，從而判斷用戶的當(dāng)前操作是否屬于入侵行為，然后系統(tǒng)根據(jù)檢測結(jié)果采取相應(yīng)的行動。入侵檢測作為一種積極主動的安全防護(hù)技術(shù)，提供了對內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實時保護(hù)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到危害之前攔截和響應(yīng)入侵。入侵檢測系統(tǒng)能很好地彌補防火墻的不足，從某種意義上說是防火墻的補充。入侵檢測技術(shù)是計算機安全技術(shù)中的重要部分，它從計算機系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵點收集信息，并分析這些信息，檢測計算機系統(tǒng)中是否有違反安全策略的行為和遭到襲擊的跡象。入侵檢測系統(tǒng)在幾乎不影響計算機系統(tǒng)性能的情況下能對計算機系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測，并對系統(tǒng)提供針對內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實時保護(hù)。入侵檢測技術(shù)通過對入侵行為的過程與特征的研究，使安全系統(tǒng)對入侵事件和入侵過程能做出實時響應(yīng)。入侵檢測技術(shù)擴(kuò)展了系統(tǒng)管理員的安全管理能力，提高了信息安全基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性。
　　2、入侵檢測技術(shù)分類
　�。�1）從數(shù)據(jù)的來源看
　　入侵檢測通�？梢苑譃閮深�:基于主機的入侵檢測和基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測。基于主機的入侵檢測通常從主機的審計記錄和日志文件中獲得所需的主要數(shù)據(jù)源，并輔之以主機上的其他信息，例如文件系統(tǒng)屬性、進(jìn)程狀態(tài)等，在此基礎(chǔ)上完成檢測攻擊行為的任務(wù)�；�于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測通過監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包來獲得必要的數(shù)據(jù)來源，并通過協(xié)議分析、特征匹配、統(tǒng)計分析等手段發(fā)現(xiàn)當(dāng)前發(fā)生的攻擊行為。從數(shù)據(jù)分析手段來看，入侵檢測通常又可以分為兩類:誤用入侵檢測和異常入侵檢測。誤用檢測的技術(shù)基礎(chǔ)是分析各種類型的攻擊手段，并找出可能的“攻擊特征”集合。誤入侵檢測的定義為:識別針對計算機或網(wǎng)絡(luò)資源的惡意企圖和行為，并對此做出反應(yīng)的過程。入侵檢測系統(tǒng)則是完成如上功能的獨立系統(tǒng)。入侵檢測系統(tǒng)能夠檢測未授權(quán)對象，針對系統(tǒng)的入侵企圖或行為，同時監(jiān)控授權(quán)對象對系統(tǒng)資源的非法操作。
　　（2）從數(shù)據(jù)分析手段看
　　入侵檢測通常可以兩類：濫用入侵檢測和異常入侵檢測。濫用入侵檢測的技術(shù)基礎(chǔ)是分析各種類型的攻擊手段，并找出可能的“攻擊特征”集合形成特征庫或者模式庫，濫用入侵檢測利用形成的特征庫，對當(dāng)前的數(shù)據(jù)來源進(jìn)行各種分析處理后，再進(jìn)行特征匹配或者規(guī)則匹配工作，如果發(fā)現(xiàn)滿足條件的匹配，則指示已經(jīng)發(fā)生了一次攻擊行為然后入侵檢測系統(tǒng)的響應(yīng)單元做出相應(yīng)的處理。異常入侵檢測是通過觀察當(dāng)前活動與系統(tǒng)歷史正�；顒忧闆r之間的差異來實現(xiàn)。這就需要異常入侵檢測建立一個關(guān)于系統(tǒng)正�；顒拥臓顟B(tài)模型并不斷更新，然后將用戶當(dāng)前的活動情況與這個正常模型進(jìn)行對比，如果發(fā)現(xiàn)了超過設(shè)定值的差異程度，則指示發(fā)現(xiàn)了非法攻擊行為。
　　相比較而言，濫用入侵檢測比異常入侵檢測具備更好的確定解釋能力，即明確指示當(dāng)前發(fā)生的攻擊手段類型，另外，濫用入侵檢測具備較高的檢測率和較低的虛警率，開發(fā)規(guī)則庫和特征集合相對于建立系統(tǒng)正常模型而言，要更容易、更方便。但是，濫用入侵檢測只能檢測到已知的攻擊模式，模式庫只有不段更新才能檢測到新的攻擊類型。而異常檢測的優(yōu)點是可以檢測到未知的入侵行為，盡管可能無法明確指示是何種類型。從現(xiàn)有的實際系統(tǒng)來看，大多數(shù)都是基于濫用入侵檢測技術(shù)，同時也結(jié)合使用異常入侵檢測技術(shù)，提高了檢測率并降低了虛警率。
　　3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全
　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全框架可分為三個層次:網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)層次、宿主操作系統(tǒng)層次和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)層次。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在操作系統(tǒng)下都是以文件形式進(jìn)行管理的，因此入侵者可以直接利用操作系統(tǒng)的漏洞竊取數(shù)據(jù)庫文件，或者直接利用OS 工具來非法偽造、篡改數(shù)據(jù)庫文件內(nèi)容。因此，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全性很大程度上依賴于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。如果數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)安全機制非常強大，則數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全性能就較好。根據(jù)數(shù)據(jù)庫安全的三個層次，筆者提出了一個數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)，其外層用基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測，中間層用基于主機的入侵檢測，內(nèi)層采用入侵容忍。此系統(tǒng)采用系統(tǒng)整體安全策略，綜合多種安全措施，實現(xiàn)了系統(tǒng)關(guān)鍵功能的安全性和健壯性。
　　4、數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)
　　數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計借鑒了針對網(wǎng)絡(luò)和針對主機的入侵檢測技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，又考慮了數(shù)據(jù)庫自身的特點。按照檢測方法分為: 誤用檢測和反常檢測。
　�。�1）數(shù)據(jù)庫誤用檢測
　　誤用檢測是指將已知的攻擊特征存儲在誤用特征知識庫里面，然后根據(jù)用戶的當(dāng)前操作行為與知識庫里的誤用入侵規(guī)則進(jìn)行匹配檢驗，如果符合知識庫中的入侵特征，則說明發(fā)生了入侵。誤用特征知識庫中的入侵規(guī)則由安全專家定義，可以隨時添加、修改，然后保存在知識庫中，用來對審計數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配比較。誤用檢測的優(yōu)點是檢測的準(zhǔn)確率高，缺點是只能對已知的攻擊特征進(jìn)行匹配檢驗，對未知的攻擊類型無法發(fā)現(xiàn)，而對未知攻擊類型的檢測要依靠異常檢測。所以，誤用檢測常常與異常檢測結(jié)合起來使用。
　�。�2）數(shù)據(jù)庫反常入侵檢測
　　反常檢測是指將用戶正常的習(xí)慣行為特征存儲在特征數(shù)據(jù)庫中，然后將用戶當(dāng)前行為特征與特征數(shù)據(jù)庫中的特征進(jìn)行比較，若兩者偏差足夠大，則說明發(fā)生了反常。這種方法的優(yōu)勢在于它能從大量數(shù)據(jù)中提取人們感興趣的、事先未知的知識和規(guī)律，而不依賴經(jīng)驗，應(yīng)用在基于數(shù)據(jù)庫的入侵檢測系統(tǒng)中，可以從大量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有助于檢測的知識和規(guī)則。

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