态势感知哲学、理念的发展

从努力防住到防范终将失效

从发现并修补漏洞到持续过程监控

病毒、僵尸网络、木马、蠕虫、漏洞利用等传统威胁已经有了成熟的解决方案（FW、AV、IDS、UTM），高级可持续威胁（Advanced Persistent Threat,APT）是热点和难点问题。

态势感知的定义

• Endsley博士：在一定的时空范围内认知、理解环境因素，并且对未来的发展趋势进行预测
• JDL的数据融合模型：将多个信息源的数据进行关联、组合 ，提升数据有效性和精确度

网络安全态势感知系统总体框架：

• Bass的功能模型：基于多传感器数据融合

安全态势感知的建设目标是降低MTTD/MTTR（平均检测和响应时间），是综合性安全能力建设，涉及方面较多，通常分阶段建设。

• 第一阶段：搭建基础工具和平台：多源异构数据的采集汇聚平台、数据分析处理平台、多类型检测分析引擎、态势可视化呈现以及资产管理平台等。以及安全管理团队的组建。
• 第二阶段：建立纵向支撑体系和情报数据共享体系：增强的数据/事件分析中心、纵向威胁情报中心和一定的情报共享机制等。
• 第三阶段：建立自动化、体系化的主动动态防御能力：更快速、更高效地识别、处理攻击事件和恶意行为并预测未来发展趋势。

态势提取

态势提取涉及的数据范围

• 完整内容数据：原始数据包
• 提取内容数据：包字符串数据等
• 会话数据：五元组
• 统计数据
• 元数据：WHOIS等
• 日志数据：设备、系统、应用等的日志
• 告警数据：现有安全设备的告警

数据采集计划阶段划分:

• 定义威胁：要保护的是什么，面临的威胁是什么
• 量化风险（影响X概率=风险值）：信息资产所面临的威胁、存在的弱点、造成的影响，量化三者综合作用带来风险的可能性
• 识别数据源
• 提炼有价值元素

常见主动式数据采集方法

• SNMP
• TELNET
• SSH
• WMI
• FTP、SFTP、TFTP、HTTP、HTTPS等
• JDBC/ODBC
• 通过漏洞和端口扫描器
• 通过代理和插件
• 通过蜜罐和蜜网

常见被动式数据采集方法

• 通过有线和无线网络中的分流器、分路器、分光器等
• 集线器和交换机镜像端口
• SNMP Trap
• Syslog
• NetFlow/IPFIX/sFlow
• Web Service/MQ
• DPI/DFI

采集点部署

• 考虑数据冗余、时间同步、采集覆盖面、成本/收益、存储空间
• 重点关注网络出入口和关键资产位置

数据预处理：完整性+一致性+准确性

• 至少包括三个过程
  • 数据清洗：精准的安全数据（包含异常、报警、威胁、五元组等关键信息）
    • 格式转换
    • 垃圾过滤
    • 数据去重
    • 格式清洗
  • 数据融合：基于已知特征合并数据，形成数据族，减少数据分析量
    • 联邦模式、中间件模式、数仓模式
    • 数据级融合–>特征级融合–>决策级融合
    • 基于数据的集成：通用标识符关联实体
    • 多级视图集成
    • 模式集成
    • 多粒度数据集成：数据抽象和数据细化
  • 数据关联：数据关系网络图谱（IP关系、时序关系、交互特征）
  • 数据归约：按照数据的来源、类别、属性、时间等融合
    • 特征归约：只提取威胁相关特征
    • 维归约：小波变换和主成分分析
    • 样本归约：抽取样本数据用于分析
    • 数量归约：回归、对数-线性模型，直方图、聚类、抽样、数据立方体聚集
    • 数据压缩
• 审核数据的准确性、适用性、及时性和一致性
• 筛选符合要求的、质量高的数据
• 数据排序

各种数据融合算法对比分析:

态势理解

安全检测与分析

常见入侵检测方法

• 误用检测（误用行为模式库、专家系统、状态转换方法）
• 异常检测（量化分析、Denning的原始模型、统计方法、基于规则的方法、非参统计度量、神经网络）
• 协议分析

入侵检测产品的主要问题

• 误报和漏报的矛盾
• 被动分析和主动发现的矛盾
• 安全和隐私的矛盾
• 海量信息和分析代价的矛盾
• 功能性和可管理性的矛盾
• 单一产品和复杂网络应用的矛盾

入侵防御、入侵容忍等技术用于阻断恶意数据包，和允许业务系统在一定入侵程度上正常提供服务

安全分析流程

• 关联调查：明确主要对象、追踪过往关系、调查次要对象及其关系、层层深入调查对象和关系
• 鉴别诊断：鉴定并列出告警清单、优先考虑最常规的诊断结果、列出所有可能的诊断结果、根据严重程度为候选结果清单排序、筛选候选结果以进一步排查聚焦

安全态势指标体系构建

网络安全态势指标体系是以指标为元素的树状层次结构，指标的类型如下：

• 定性指标与定量指标
• 总体指标和分类指标
• 描述性指标和分析性指标
• 效益型指标和成本型指标

构建网络安全态势指标体系需要综合考虑通用性和发展性，定性和定量相结合，基于科学性、完备性、独立性、主成分性、可操作性、可配置性、单调性、敏感性等原则制订。

指标提取：从宏观到微观、从上到下、从抽象到具体，提取不同层次、不同来源、不同需求的安全指标。

1. 安全事件分类方法相关国标有《安全事件统一描述标准》、《信息安全事件分类分级指南》等。分类方法主要有：

• 基于经验术语的分类方法
• 基于具体应用环境的分类方法
• 基于单一属性的分类方法
• 基于多属性的分类方法

1. 安全漏洞评价标准：CVE的CVSS评分标准

1. 日志数据管理标准：Syslog

2. 网络监控管理标准：SNMP

指标体系的构建原则

• 分层分类原则
• 相近相似原则
• 动静结合原则

通常通过4方面描述网络安全状态：网络的基础运行情况、网络脆弱性、网络的威胁程度、网络的风险程度。

网络安全态势综合指标体系结构示例：

基础运行指标示例：

脆弱性指标示例：

风险维指标示例：

威胁维指标示例：

指标的合理性检验

• 可行性检验
• 冗余性检验
• 可信度分析
• 可扩展性分析

指标的标准化处理

• 定量指标的标准化
  • 直线型无量纲化方法：标准化方法、阈值法
  • 折线型无量纲化方法：凸折线形、凹折线形、三折线形
  • 曲线型无量纲化方法：、升半t形、升半正态形、升半柯西形
• 定性指标的标准化
  • 连续型
  • 离散型：高、中、低等

安全态势评估

网络安全态势感知数据融合流程:

网络安全态势评估方法归纳:

态势预测

预测的实质是知道了过去、掌握了现在，以此为基础估计未来。

• 定量预测：时间序列、人工神经网络、灰色理论、回归分析
• 定性预测：专家评估法、类推法、判断分析法、市场调查法

复合式攻击预测方法性能对比：

参考

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