入侵检测论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇入侵检测论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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入侵检测系统（IDS）可以对系统或网络资源进行实时检测，及时发现闯入系统或网络的入侵者，也可预防合法用户对资源的误操作。本论文从入侵检测的基本理论和入侵检测中的关键技术出发,主要研究了一个简单的基于网络的windows平台上的个人入侵检测系统的实现(PIDS，PersonalIntrusionDetectionSystem)。论文首先分析了当前网络的安全现状，介绍了入侵检测技术的历史以及当前入侵检测系统的关键理论。分析了Windows的网络体系结构以及开发工具Winpcap的数据包捕获和过滤的结构。最后在Winpcap系统环境下实现本系统设计。本系统采用异常检测技术，通过Winpcap截取实时数据包，同时从截获的IP包中提取出概述性事件信息并传送给入侵检测模块，采用量化分析的方法对信息进行分析。系统在实际测试中表明对于具有量化特性的网络入侵具有较好的检测能力。最后归纳出系统现阶段存在的问题和改进意见,并根据系统的功能提出了后续开发方向。

关键词：网络安全；入侵检测；数据包捕获；PIDS

1.1网络安全概述

1.1.1网络安全问题的产生

可以从不同角度对网络安全作出不同的解释。一般意义上，网络安全是指信息安全和控制安全两部分。国际标准化组织把信息安全定义为“信息的完整性、可用性、保密性和可靠性”；控制安全则指身份认证、不可否认性、授权和访问控制。

互联网与生俱有的开放性、交互性和分散性特征使人类所憧憬的信息共享、开放、灵活和快速等需求得到满足。网络环境为信息共享、信息交流、信息服务创造了理想空间，网络技术的迅速发展和广泛应用，为人类社会的进步提供了巨大推动力。然而，正是由于互联网的上述特性，产生了许多安全问题：

(1)信息泄漏、信息污染、信息不易受控。例如，资源未授权侵用、未授权信息流出现、系统拒绝信息流和系统否认等，这些都是信息安全的技术难点。

(2)在网络环境中，一些组织或个人出于某种特殊目的，进行信息泄密、信息破坏、信息侵权和意识形态的信息渗透，甚至通过网络进行政治颠覆等活动，使国家利益、社会公共利益和各类主体的合法权益受到威胁。

(3)网络运用的趋势是全社会广泛参与，随之而来的是控制权分散的管理问题。由于人们利益、目标、价值的分歧，使信息资源的保护和管理出现脱节和真空，从而使信息安全问题变得广泛而复杂。

(4)随着社会重要基础设施的高度信息化，社会的“命脉”和核心控制系统有可能面临更大的威胁。

1.1.2网络信息系统面临的安全威胁

目前网络信息系统面临的安全威胁主要有:

(1)非法使用服务:这种攻击的目的在于非法利用网络的能力，网络上的非授权访问应该是不可能的。不幸的是，用于在网络上共享资源及信息的工具、程序存在许多安全漏洞，而利用了这些漏洞就可以对系统进行访问了。

(2)身份冒充;这种攻击的着眼点在于网络中的信任关系，主要有地址伪装IP欺骗和用户名假冒。

(3)数据窃取:指所保护的重要数据被非法用户所获取，如入侵者利用电磁波辐射或搭线窃听等方式截获用户口令、帐号等重要敏感信息。

(4)破坏数据完整性:指通过非法手段窃得系统一定使用权限，并删除、修改、伪造某些重要信息，以干扰用户的正常使用或便于入侵者的进一步攻击。

1.1.3对网络个人主机的攻击

对方首先通过扫描来查找可以入侵的机器，即漏洞探测；接着确定该机器的IP地址；然后利用相应的攻击工具发起某种攻击。

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关键词:神经网络系统入侵检测系统网络安全

入侵检测作为一种主动防御技术,弥补了传统安全技术的不足。其主要通过监控网络与系统的状态、用户行为以及系统的使用情况,来检测系统用户的越权使用以及入侵者利用安全缺陷对系统进行入侵的企图,并对入侵采取相应的措施。

一、入侵检测系统概述

入侵检测系统(IntrusionDetectionSystem,简称IDS)可以认为是进行入侵检测过程时所需要配置的各种软件和硬件的组合。对一个成功的入侵检测系统来讲,它不但可使系统管理员时刻了解计算机网络系统(包括程序、文件和硬件设备等)的任何变更,还能给网络安全策略的制订提供指南。更为重要的一点是,对它的管理和配置应该更简单,从而使非专业人员能非常容易地进行操作。而且,入侵检测的规模还应根据网络威胁、系统构造和安全需求的改变而改变。入侵检测系统在发现入侵后,会及时做出响应,包括切断网络连接、记录事件和报警等。

二、入侵检测系统的功能

1.检测入侵。检测入侵行为是入侵检测系统的核心功能,主要包括两个方面:一方面是对进出主机或者网络的数据进行监控,检查是否存在对系统的异常行为;另一方面是检查系统关键数据和文件的完整性,看系统是否己经遭到入侵行为。前者的作用是在入侵行为发生时及时发现,使系统免受攻击;后者一般是在系统遭到入侵时没能及时发现和阻止,攻击的行为已经发生,但可以通过攻击行为留下的痕迹了解攻击行为的一些情况,从而避免再次遭受攻击。对系统资源完整性的检查也有利于我们对攻击者进行追踪,对攻击行为进行取证。

2.抗欺骗。入侵检测系统要识别入侵者,入侵者就会想方设法逃避检测。逃避检测的方法很多,总结起来可分为误报和漏报两大类。一种使入侵检测系统误报的实现形式,是快速告普信息的产生让系统无法反应以致死机,这其实是通用的网络攻击方式一拒绝服务攻击在入侵检测系统上的体现。与误报相比,漏报更具危险性,即躲过系统的检测,使系统对某些攻击方式失效。入侵检测系统无法统一漏报和误报的矛盾,目前的入侵检测产品一般会在两者间进行折衷,并且进行调整以适应不同的应用环境。

3.记录、报警和响应。入侵检测系统在检测到攻击后,应该采取相应的措施来阻止攻击或者响应攻击。作为一种主动防御策略,它必然应该具备此功能。入侵检测系统首先应该记录攻击的基本情况,其次应该能够及时发出报警。好的入侵检测系统,不仅应该把相关数据记录在文件或数据库中,还应该提供好的报表打印功能。必要时,系统还应该采取必要的响应行为,如拒绝接受所有来自某台计算机的数据、追踪入侵行为等。

三、神经系统网络在入侵检测系统中的应用

目前计算机入侵的现状是入侵的数量日益增长、入侵个体的入侵手段和目标系统多种多样,因此要确切的描述入侵特征非常困难,入侵规则库和模式库的更新要求难以得到满足,这就要求入侵检测应该具有相当大的智能性和灵活性,这是多项人工智能技术被相继应用到入侵检测中的原因。

1.传统入侵检测中存在的问题。我们先来分析一下传统IDS存在的问题。传统IDS产品大多都是基于规则的,而这一传统的检测技术有一些难以逾越的障碍:

(1)在基于规则的入侵检测系统中,所有的规则可理解为“IF一THEN”形式,也就是说,这一规则表述的是一种严格的线性关系,缺乏灵活性和适应性,当网络数据出现信息不完整、变形失真或攻击方法变化时,这种检测方法将失效,因此引起较高的误警率和漏报率。

(2)随着攻击类型的多样化,必然导致规则库中的规则不断增多,当这些规则增加到一定程度,会引起系统检测效率的显著降低,在流量较高时,可造成丢包等现象。此外,攻击方法的不断发展,使得传统的入侵检测系统无法有效地预测和识别新的攻击方法,使系统的适应性受到限制。

(3)传统的用来描述用户行为特征的度量一般是凭感觉和经验的,这些度量是否能有效地描述用户行为很难估计。有些度量当考虑所有用户可能是无效的,但当考虑某些特别的用户时,可能又非常有用。

2.神经网络在入侵检测中的应用

作为人工智能(AD)的一个重要分支,神经网络在入侵检测领域得到了很好的应用。神经网络技术在入侵检测系统中用来构造分类器,主要用于资料特征的分析,以发现是否为一种入侵行为。如果是一种入侵行为,系统将与已知入侵行为的特征进行比较,判断是否为一种新的攻击行为,从而决定是进行丢弃还是进行存盘、报警、发送资料特征等工作。神经网络在入侵检测中的具体实现方法一般有两种:

(1)系统或模式匹配系统合并在一起

这种方法不是像以前一样在异常检测中用神经网络代替现有的统计分析部分,而是用神经网络来过滤出数据当中的可疑事件,并把这些事件转交给专家系统处理。这种结构可以通过减少专家系统的误报来提高检测系统的效用。因为神经网络将确定某一特别事件具有攻击迹象的概率,我们就可以确定一个闽值来决定事件是否转交给专家系统作进一步分析,这样一来,由于专家系统只接收可疑事件的数据,它的灵敏度就会大大增加(通常,专家系统以牺牲灵敏度来减少误报率)。这种结构对那些投资专家系统技术的机构大有好处,因为它提高了系统的效用,同时还保护了在现有IDS上的投资。

(2)网络作为一个独立的特征检测系统

在这个结构中,神经网络从网络流中接受数据,并对数据进行分析。任何被识别为带有攻击迹象的事件都将被转交给安全管理员或自动入侵应答系统来处理。这种方法在速度方面超过了以前的方法,因为它只有一个单独的分析层。另外,随着神经网络对攻击特征的学习,这种结构的效用也会不断提高,它不同于第一种方法,不会受专家系统分析能力的限制,而最终将超越专家系统基于规则的种种限制。

参考文献:

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关键词入侵检测异常检测误用检测

在网络技术日新月异的今天，基于网络的计算机应用已经成为发展的主流。政府、教育、商业、金融等机构纷纷联入Internet，全社会信息共享已逐步成为现实。然而，近年来，网上黑客的攻击活动正以每年10倍的速度增长。因此，保证计算机系统、网络系统以及整个信息基础设施的安全已经成为刻不容缓的重要课题。

1 防火墙

目前防范网络攻击最常用的方法是构建防火墙。

防火墙作为一种边界安全的手段，在网络安全保护中起着重要作用。其主要功能是控制对网络的非法访问，通过监视、限制、更改通过网络的数据流，一方面尽可能屏蔽内部网的拓扑结构，另一方面对内屏蔽外部危险站点，以防范外对内的非法访问。然而，防火墙存在明显的局限性。

(1)入侵者可以找到防火墙背后可能敞开的后门。如同深宅大院的高大院墙不能挡住老鼠的偷袭一样，防火墙有时无法阻止入侵者的攻击。

(2)防火墙不能阻止来自内部的袭击。调查发现，50％的攻击都将来自于网络内部。

(3)由于性能的限制，防火墙通常不能提供实时的入侵检测能力。毕业论文 而这一点，对于层出不穷的网络攻击技术来说是至关重要的。

因此，在Internet入口处部署防火墙系统是不能确保安全的。单纯的防火墙策略已经无法满足对安全高度敏感部门的需要，网络的防卫必须采用一种纵深的、多样化的手段。

由于传统防火墙存在缺陷，引发了入侵检测IDS(Intrusion Detection System)的研究和开发。入侵检测是防火墙之后的第二道安全闸门，是对防火墙的合理补充，在不影响网络性能的情况下，通过对网络的监测，帮助系统对付网络攻击，扩展系统管理员的安全管理能力(包括安全审计、监视、进攻识别和响应)，提高信息安全基础结构的完整性，提供对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护。现在，入侵检测已经成为网络安全中一个重要的研究方向，在各种不同的网络环境中发挥重要作用。

2 入侵检测

2．1 入侵检测

入侵检测是通过从计算机网络系统中的若干关键点收集信息并对其进行分析，从中发现违反安全策略的行为和遭到攻击的迹象，并做出自动的响应。其主要功能是对用户和系统行为的监测与分析、系统配置和漏洞的审计检查、重要系统和数据文件的完整性评估、已知的攻击行为模式的识别、异常行为模式的统计分析、操作系统的审计跟踪管理及违反安全策略的用户行为的识别。入侵检测通过迅速地检测入侵，在可能造成系统损坏或数据丢失之前，识别并驱除入侵者，使系统迅速恢复正常工作，并且阻止入侵者进一步的行动。同时，收集有关入侵的技术资料，用于改进和增强系统抵抗入侵的能力。

入侵检测可分为基于主机型、基于网络型、基于型三类。从20世纪90年代至今，英语论文 已经开发出一些入侵检测的产品，其中比较有代表性的产品有ISS(Intemet Security System)公司的Realsecure，NAI(Network Associates，Inc)公司的Cybercop和Cisco公司的NetRanger。

2．2 检测技术

入侵检测为网络安全提供实时检测及攻击行为检测，并采取相应的防护手段。例如，实时检测通过记录证据来进行跟踪、恢复、断开网络连接等控制；攻击行为检测注重于发现信息系统中可能已经通过身份检查的形迹可疑者，进一步加强信息系统的安全力度。入侵检测的步骤如下：

收集系统、网络、数据及用户活动的状态和行为的信息

入侵检测一般采用分布式结构，在计算机网络系统中的若干不同关键点(不同网段和不同主机)收集信息，一方面扩大检测范围，另一方面通过多个采集点的信息的比较来判断是否存在可疑现象或发生入侵行为。

入侵检测所利用的信息一般来自以下4个方面：系统和网络日志文件、目录和文件中的不期望的改变、程序执行中的不期望行为、物理形式的入侵信息。

(2)根据收集到的信息进行分析

常用的分析方法有模式匹配、统计分析、完整性分析。模式匹配是将收集到的信息与已知的网络入侵和系统误用模式数据库进行比较，从而发现违背安全策略的行为。

统计分析方法首先给系统对象(如用户、文件、目录和设备等)创建一个统计描述，统计正常使用时的一些测量属性。测量属性的平均值将被用来与网络、系统的行为进行比较。当观察值超出正常值范围时，就有可能发生入侵行为。该方法的难点是阈值的选择，阈值太小可能产生错误的入侵报告，阈值太大可能漏报一些入侵事件。

完整性分析主要关注某个文件或对象是否被更改，包括文件和目录的内容及属性。该方法能有效地防范特洛伊木马的攻击。

3 分类及存在的问题

入侵检测通过对入侵和攻击行为的检测，查出系统的入侵者或合法用户对系统资源的滥用和误用。工作总结 根据不同的检测方法，将入侵检测分为异常入侵检测(Anomaly Detection)和误用人侵检测(Misuse Detection)。

3．1 异常检测

又称为基于行为的检测。其基本前提是：假定所有的入侵行为都是异常的。首先建立系统或用户的“正常”行为特征轮廓，通过比较当前的系统或用户的行为是否偏离正常的行为特征轮廓来判断是否发生了入侵。此方法不依赖于是否表现出具体行为来进行检测，是一种间接的方法。

常用的具体方法有：统计异常检测方法、基于特征选择异常检测方法、基于贝叶斯推理异常检测方法、基于贝叶斯网络异常检测方法、基于模式预测异常检测方法、基于神经网络异常检测方法、基于机器学习异常检测方法、基于数据采掘异常检测方法等。

采用异常检测的关键问题有如下两个方面：

(1)特征量的选择

在建立系统或用户的行为特征轮廓的正常模型时，选取的特征量既要能准确地体现系统或用户的行为特征，又能使模型最优化，即以最少的特征量就能涵盖系统或用户的行为特征。

(2)参考阈值的选定

由于异常检测是以正常的特征轮廓作为比较的参考基准，因此，参考阈值的选定是非常关键的。

阈值设定得过大，那漏警率会很高；阈值设定的过小，则虚警率就会提高。合适的参考阈值的选定是决定这一检测方法准确率的至关重要的因素。

由此可见，异常检测技术难点是“正常”行为特征轮廓的确定、特征量的选取、特征轮廓的更新。由于这几个因素的制约，异常检测的虚警率很高，但对于未知的入侵行为的检测非常有效。此外，由于需要实时地建立和更新系统或用户的特征轮廓，这样所需的计算量很大，对系统的处理性能要求很高。

3．2 误用检测

又称为基于知识的检测。其基本前提是：假定所有可能的入侵行为都能被识别和表示。首先，留学生论文 对已知的攻击方法进行攻击签名(攻击签名是指用一种特定的方式来表示已知的攻击模式)表示，然后根据已经定义好的攻击签名，通过判断这些攻击签名是否出现来判断入侵行为的发生与否。这种方法是依据是否出现攻击签名来判断入侵行为，是一种直接的方法。

常用的具体方法有：基于条件概率误用入侵检测方法、基于专家系统误用入侵检测方法、基于状态迁移分析误用入侵检测方法、基于键盘监控误用入侵检测方法、基于模型误用入侵检测方法。误用检测的关键问题是攻击签名的正确表示。

误用检测是根据攻击签名来判断入侵的，根据对已知的攻击方法的了解，用特定的模式语言来表示这种攻击，使得攻击签名能够准确地表示入侵行为及其所有可能的变种，同时又不会把非入侵行为包含进来。由于多数入侵行为是利用系统的漏洞和应用程序的缺陷，因此，通过分析攻击过程的特征、条件、排列以及事件间的关系，就可具体描述入侵行为的迹象。这些迹象不仅对分析已经发生的入侵行为有帮助，而且对即将发生的入侵也有预警作用。

误用检测将收集到的信息与已知的攻击签名模式库进行比较，从中发现违背安全策略的行为。由于只需要收集相关的数据，这样系统的负担明显减少。该方法类似于病毒检测系统，其检测的准确率和效率都比较高。但是它也存在一些缺点。

3．2．1 不能检测未知的入侵行为

由于其检测机理是对已知的入侵方法进行模式提取，对于未知的入侵方法就不能进行有效的检测。也就是说漏警率比较高。

3．2．2 与系统的相关性很强

对于不同实现机制的操作系统，由于攻击的方法不尽相同，很难定义出统一的模式库。另外，误用检测技术也难以检测出内部人员的入侵行为。

目前，由于误用检测技术比较成熟，多数的商业产品都主要是基于误用检测模型的。不过，为了增强检测功能，不少产品也加入了异常检测的方法。

4 入侵检测的发展方向

随着信息系统对一个国家的社会生产与国民经济的影响越来越大，再加上网络攻击者的攻击工具与手法日趋复杂化，信息战已逐步被各个国家重视。近年来，入侵检测有如下几个主要发展方向：

4．1 分布式入侵检测与通用入侵检测架构

传统的IDS一般局限于单一的主机或网络架构，对异构系统及大规模的网络的监测明显不足，再加上不同的IDS系统之间不能很好地协同工作。为解决这一问题，需要采用分布式入侵检测技术与通用入侵检测架构。

4．2应用层入侵检测

许多入侵的语义只有在应用层才能理解，然而目前的IDS仅能检测到诸如Web之类的通用协议，而不能处理Lotus Notes、数据库系统等其他的应用系统。许多基于客户／服务器结构、中间件技术及对象技术的大型应用，也需要应用层的入侵检测保护。

4．3 智能的入侵检测

入侵方法越来越多样化与综合化，尽管已经有智能体、神经网络与遗传算法在入侵检测领域应用研究，但是，这只是一些尝试性的研究工作，需要对智能化的IDS加以进一步的研究，以解决其自学习与自适应能力。

4．4 入侵检测的评测方法

用户需对众多的IDS系统进行评价，评价指标包括IDS检测范围、系统资源占用、IDS自身的可靠性，从而设计出通用的入侵检测测试与评估方法与平台，实现对多种IDS的检测。

4．5 全面的安全防御方案

结合安全工程风险管理的思想与方法来处理网络安全问题，将网络安全作为一个整体工程来处理。从管理、网络结构、加密通道、防火墙、病毒防护、入侵检测多方位全面对所关注的网络作全面的评估，然后提出可行的全面解决方案。

综上所述，入侵检测作为一种积极主动的安全防护技术，提供了对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护，使网络系统在受到危害之前即拦截和响应入侵行为，为网络安全增加一道屏障。随着入侵检测的研究与开发，并在实际应用中与其它网络管理软件相结合，使网络安全可以从立体纵深、多层次防御的角度出发，形成人侵检测、网络管理、网络监控三位一体化，从而更加有效地保护网络的安全。

参考文献

l 吴新民．两种典型的入侵检测方法研究．计算机工程与应用，2002；38(10)：181—183

2 罗妍，李仲麟，陈宪．入侵检测系统模型的比较．计算机应用，2001；21(6)：29～31

3 李涣洲．网络安全与入侵检测技术．四川师范大学学报．2001；24(3)：426—428

4 张慧敏，何军，黄厚宽．入侵检测系统．计算机应用研究，2001；18(9)：38—4l

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摘要:入侵检测系统与其他网络安全设备的不同之处便在于，ids是一种积极主动的安全防护技术。生物免疫系统是机体保护自身的一种防御性结构，入侵检测系统与生物免疫系统有着许多相似之处。论文在简要介绍免疫机理在入侵检测研究现状的基础上，着重探讨一种针对当前计算机及其网络运行的人工免疫系统（artificialimmunesystem，ais）的理论模型，以及一种基于免疫机理的入侵检测系统的多子系统、多的体系结构。

目前，开放式网络环境使人们充分享受着数字化，信息化给人们日常的工作生活学习带来的巨大便利,也因此对计算机网络越来越强的依赖性，与此同时,各种针对网络的攻击与破坏日益增多，成为制约网络技术发展的一大障碍。传统的安全技术并不能对系统是否真的没有被入侵有任何保证。入侵检测系统已经成为信息网络安全其必不可少的一道防线。

人体内有一个免疫系统，它是人体抵御病原菌侵犯最重要的保卫系统，主要手段是依靠自身的防御体系和免疫能力。一些学者试图学习和模仿生物机体的这种能力，将其移植到计算机网络安全方面。相关研究很多都基于生物免疫系统的体系结构和免疫机制[5]。基于免疫理论的研究已逐渐成为目前人们研究的一个重要方向，其研究成果将会为计算机网络安全提供一条新的途径。

一、入侵检测简介

入侵即入侵者利用主机或网络中程序的漏洞，对特权程序进行非法或异常的调用，使外网攻击者侵入内网获取内网的资源。入侵检测即是检测各种非法的入侵行为。入侵检测提供了对网络的实时保护，在系统受到危害时提前有所作为。入侵检测严密监视系统的各种不安全的活动，识别用户不安全的行为。入侵检测应付各种网络攻击，提高了用户的安全性。入侵检测[4]技术就是为保证网路系统的安全而设计的一种可以检测系统中异常的、不安全的行为的技术。

二、基于免疫机理的入侵检测系统

（一）入侵检测系统和自然免疫系统用四元函数组来定义一个自然免疫系统∑nis[5]，∑nis=(xnis,ωnis,ynis,gnis)xnis是输入，它为各种类型的抗原，令z表示所有抗原，抗原包括自身蛋白集合和病原体集合这两个互斥的集合，即，用w表示自身蛋白集合，nw表示病原体集合，有s∪nw=z，w=ynis是输出，只考虑免疫系统对病原体的识别而不计免疫效应，ynis取0或1，分别表示自然免疫系统判别输入时的自身或非自身。

gnis是一个自然免疫系统输入输出之间的非线性关系函数，则有ynis=gnis(xnis)=ωnis为自然免疫系统的内部组成。而根据系统的定义，入侵检测系统可以表示为∑ids=(xids,ωids,yids,gids)

式中，xids是入侵检测系统的输入。令m表示是整个论域，整个论域也可以划分成为两个互斥的集合即入侵集合，表示为i和正常集合表示﹁i，有i∪﹁i=m，i∩﹁i=输入xids，输出yids，此时入侵检测系统具有报警s和不报警﹁a两种状态，报警用1表示，不报警用0表示。

gids表示输入与输出之间的非线性函数关系，则有yids=gids(xids)=ωids是自然免疫系统的内部组成。不同种类的检测系统具有不同的ωids，产生不同的ωids，从而将输入向量映射到输出。

（二）基于自然免疫机理的入侵检测系统的设计

自然免疫系统是一个识别病原菌的系统，与网络入侵检测系统有很多类似之处，因此自然免疫系统得到一个设计网络入侵检测系统的启发，我们先来研究自然入侵检测系统的动态防护性、检测性能、自适应性以及系统健壮性这四个特性[5]。

1.动态防护性。

自然免疫系统可以用比较少的资源完成相对复杂的检测任务。人体约有1016种病原体需要识别，自然免疫系统采用动态防护，任一时刻，淋巴检测器只能检测到病原体的一个子集，但淋巴检测器每天都会及时更新，所以每天检测的病原体是不同的，淋巴细胞的及时更新，来应对当前的待检病原体。

2.检测性能。

自然免疫系统具有非常强的低预警率和高检测率。之所以具有这样好的检测性能，是因为自然免疫系统具有多样性、多层次、异常检测能力、独特性等多种特性。

3.自适应性。

自然免疫系统具有良好的自适应性，检测器一般情况下能够检测到频率比较高的攻击规则，很少或基本根本没有检测到入侵的规则，将会被移出常用检测规则库，这样就会使得规则库中的规则一直可以检测到经常遇到的攻击。基于免疫机理的入侵检测系统采用异常检测方法检测攻击，对通过异常检测到的攻击提取异常特征形成新的检测规则，当这些入侵再次出现时直接通过规则匹配直接就可以检测到。

4.健壮性。

自然免疫系统采用了高度分布式的结构，基于免疫机理研究出的入侵检测系统也包含多个子系统和大量遍布整个系统的检测，每个子系统或检测仅能检测某一个或几类入侵，而多个子系统或大量检测器的集合就能检测到大多数入侵，少量几个的失效，不会影响整个系统的检测能力[4]。

（三）基于免疫机理的入侵检测系统体系架构

根据上述所讨论的思想，现在我们提出基于免疫机理的入侵检测系统aiids[1]，包括如下四个组成部分：

1.主机入侵检测子系统。

其入侵信息来源于被监控主机的日志。它由多个组成，主要监控计算机网络系统的完整保密以及可用性等方面。

2.网络入侵子系统。

其入侵信息来源于局域网的通信数据包。该数据包一般位于网络节点处，网络入侵子系统首先对数据包的ip和tcp包头进行解析，然后收集数据组件、解析包头和提取组件特征、生成抗体和组件的检测、协同和报告、优化规则、扫描攻击以及检测机遇协议漏洞的攻击和拒绝服务攻击等。

3.网络节点入侵子系统。

其入侵信息来源于网络的通信数据包，网络节点入侵子系统监控网络节点的数据包，对数据包进行解码和分析。他包括多个应用层，用来检测应用层的各种攻击。

4.控制台。

有各种信组件，包括交互组件以及通信组件，交互组件用于显示当前被检查的网络系统的各种安全状况，通信组件用于与子系统进行通信联络[5]。

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论文摘要：网络的入侵取证系统是对网络防火墙合理的补充，是对系统管理员安全管理的能力的扩展，可使网络安全的基础结构得到完整性的提高。通过采集计算机网络系统的相关一系列关键点信息，并系统分析，来检测网络是否存在违反了安全策略行为及遭到袭击的现象。随着计算机的普及，有计算机引发的案件也越发频繁，该文即针对计算机基于网络动态的网络入侵取证作进一步的探讨。 

计算机网络的入侵检测，是指对计算机的网络及其整体系统的时控监测，以此探查计算机是否存在违反安全原则的策略事件。目前的网络入侵检测系统，主要用于识别计算机系统及相关网络系统，或是扩大意义的识别信息系统的非法攻击，包括检测内部的合法用户非允许越权从事网络非法活动和检测外界的非法系统入侵者的试探行为或恶意攻击行为。其运动的方式也包含两种，为目标主机上的运行来检测其自身通信的信息和在一台单独机器上运行从而能检测所有的网络设备通信的信息，例如路由器、hub等。 

1 计算机入侵检测与取证相关的技术 

1.1 计算机入侵检测 

入侵取证的技术是在不对网络的性能产生影响的前提下，对网络的攻击威胁进行防止或者减轻。一般来说，入侵检测的系统包含有数据的收集、储存、分析以及攻击响应的功能。主要是通过对计算机的网络或者系统中得到的几个关键点进行信息的收集和分析，以此来提早发现计算机网络或者系统中存在的违反安全策略行为以及被攻击迹象。相较于其他的一些产品，计算机的入侵检测系统需要更加多的智能，需要对测得数据进行分析，从而得到有用的信息。 

计算机的入侵检测系统主要是对描述计算机的行为特征，并通过行为特征对行为的性质进行准确判定。根据计算机所采取的技术，入侵检测可以分为特征的检测和异常的检测；根据计算机的主机或者网络，不同的检测对象，分为基于主机和网络的入侵检测系统以及分布式的入侵检测系统；根据计算机不同的工作方式，可分为离线和在线检测系统。计算机的入侵检测就是在数以亿记的网络数据中探查到非法入侵或合法越权行为的痕迹。并对检测到的入侵过程进行分析，将该入侵过程对应的可能事件与入侵检测原则规则比较分析，最终发现入侵行为。按照入侵检测不同实现的原来，可将其分为基于特征或者行为的检测。 

1.2 计算机入侵取证 

在中国首届计算机的取证技术峰会上指出，计算机的入侵取证学科是计算机科学、刑事侦查学以及法学的交叉学科，但由于计算机取证学科在我国属于新起步阶段，与发达国家在技术研究方面的较量还存在很大差距，其中，计算机的电子数据的取证存在困难的局面已经对部分案件的侦破起到阻碍作用。而我国的计算机的电子数据作为可用证据的立法项目也只是刚刚起步，同样面临着计算机的电子数据取证相关技术不成熟，相关标准和方法等不足的窘境。 

计算机的入侵取证工作是整个法律诉讼过程中重要的环节，此过程中涉及的不仅是计算机领域，同时还需满足法律要求。因而，取证工作必须按照一定的即成标准展开，以此确保获得电子数据的证据，目前基本需要把握以下几个原则：实时性的原则、合法性的原则、多备份的原则、全面性的原则、环境原则以及严格的管理过程。 

2 基于网络动态的入侵取证系统的设计和实现 

信息科技近年来得到迅猛发展，同时带来了日益严重的计算机犯罪问题，静态取证局限着传统计算机的取证技术，使得其证据的真实性、及时性及有效性等实际要求都得不到满足。为此，提出了新的取证设想，即动态取证，来实现网络动态状况下的计算机系统取证。此系统与传统取证工具不同，其在犯罪行为实际进行前和进行中开展取证工作，根本上避免取证不及时可能造成德证据链缺失。基于网络动态的取证系统有效地提高了取证工作效率，增强了数据证据时效性和完整性。 

2.1 计算机的入侵取证过程 

计算机取证，主要就是对计算机证据的采集，计算机证据也被称为电子证据。一般来说，电子证据是指电子化的信息数据和资料，用于证明案件的事实，它只是以数字形式在计算机系统中存在，以证明案件相关的事实数据信息，其中包括计算机数据的产生、存储、传输、记录、打印等所有反映计算机系统犯罪行为的电子证据。

就目前而言，由于计算机法律、技术等原因限制，国内外关于计算机的取证主要还是采用事后取证方式。即现在的取证工作仍将原始数据的收集过程放在犯罪事件发生后，但计算机的网络特性是许多重要数据的存储可能在数据极易丢失的存储器中；另外，黑客入侵等非法网络犯罪过程中，入侵者会将类似系统日志的重要文件修改、删除或使用反取证技术掩盖其犯罪行径。同时，2004年fbi/csi的年度计算机报告也显示，企业的内部职员是计算机安全的最大威胁，因职员位置是在入侵检测及防火墙防护的系统内的，他们不需要很高的权限更改就可以从事犯罪活动。 

2.2 基于网络动态的计算机入侵取证系统设计 

根据上文所提及的计算机入侵的取证缺陷及无法满足实际需要的现状，我们设计出新的网络动态状况下的计算机入侵的取证系统。此系统能够实现将取证的工作提前至犯罪活动发生之前或者进行中时，还能够同时兼顾来自于计算机内、外犯罪的活动，获得尽可能多的相关犯罪信息。基于网络动态的取证系统和传统的取证系统存在的根本差别在于取证工作的开展时机不同，基于分布式策略的动态取证系统，可获得全面、及时的证据，并且可为证据的安全性提供更加有效的保障。 

此外，基于网络动态的入侵取证系统在设计初始就涉及了两个方面的取证工作。其一是攻击计算机本原系统的犯罪行为，其二是以计算机为工具的犯罪行为（或说是计算机系统越权使用的犯罪行为）。系统采集网络取证和取证两个方面涉及的这两个犯罪的电子证据，并通过加密传输的模块将采集到的电子证据传送至安全的服务器上，进行统一妥善保存，按其关键性的级别进行分类，以方便后续的分析查询活动。并对已获电子证据以分析模块进行分析并生成报告备用。通过管理控制模块完成对整个系统的统一管理，来确保系统可稳定持久的运行。 

2.3 网络动态状况下的计算机入侵取证系统实现 

基于网络动态计算机的入侵取证系统，主要是通过网络取证机、取证、管理控制台、安全服务器、取证分析机等部分组成。整个系统的结构取证，是以被取证机器上运行的一个长期服务的守护程序的方式来实现的。该程序将对被监测取证的机器的系统日志文件长期进行不间断采集，并配套相应得键盘操作和他类现场的证据采集。最终通过安全传输的方式将已获电子数据证据传输至远程的安全服务器，管理控制台会即刻发送指令知道操作。 

网络取证机使用混杂模式的网络接口，监听所有通过的网络数据报。经协议分析，可捕获、汇总并存储潜在证据的数据报。并同时添加“蜜罐”系统，发现攻击行为便即可转移进行持续的证据获取。安全服务器是构建了一个开放必要服务器的系统进行取证并以网络取证机将获取的电子证据进行统一保存。并通过加密及数字签名等技术保证已获证据的安全性、一致性和有效性。而取证分析机是使用数据挖掘的技术深入分析安全服务器所保存的各关键类别的电子证据，以此获取犯罪活动的相关信息及直接证据，并同时生成报告提交法庭。管理控制台为安全服务器及取证提供认证，以此来管理系统各个部分的运行。 

基于网络动态的计算机入侵取证系统，不仅涉及本网络所涵盖的计算机的目前犯罪行为及传统计算机的外部网络的犯罪行为，同时也获取网络内部的、将计算机系统作为犯罪工具或越权滥用等犯罪行为的证据。即取证入侵系统从功能上开始可以兼顾内外部两方面。基于网络动态的计算机入侵取证系统，分为证据获取、传输、存储、分析、管理等五大模块。通过各个模块间相互紧密协作，真正良好实现网络动态的计算机入侵取证系统。 

3 结束语 

随着信息科学技术的迅猛发展，给人们的生活和工作方式都带来了巨大的变化，也给犯罪活动提供了更广阔的空间和各种新手段。而基于网络动态的计算机入侵取证系统，则通过解决传统计算机的入侵取证系统瓶颈技术的完善，在犯罪活动发生前或进行中便展开电子取证工作，有效弥补了计算机网络犯罪案件中存在的因事后取证导致的证据链不足或缺失。全面捕获证据，安全传输至远程安全服务器并统一妥善保存，且最终分析获得结论以报告的形式用于法律诉讼中。但是作为一门新兴的学科，关于计算机取证的具体标准及相关流程尚未完善，取证工作因涉及学科多且涵盖技术项目广，仍需不断的深入研究。 

参考文献： 

[1] 魏士靖.计算机网络取证分析系统[d].无锡:江南大学,2006. 

[2] 李晓秋.基于特征的高性能网络入侵检测系统[d].郑州:中国信息工程大学,2003. 

[3] 史光坤.基于网络的动态计算机取证系统设计与实现[d].长春:吉林大学,2007. 

篇(6)

论文摘要： 从现有安全设施来看，TDCS网络系统安全体系初步形成。但是，随着计算机网络的日益普及，各种安全威胁和计算机病毒也随之而来。现有的网络安全系统虽然起到一定的防护作用，但并不能完全解决整个骨干网络的系统安全问题。因此，拟采用基于遗传算法和神经网络的入侵检测技术，结合遗传算法和神经网络各自的优点，加强对TDCS网络的监视和防护。

1 TDCS网络安全状况

1.1 TDCS网络安全现状

TDCS（TrainOperation Dispatching Command System）是覆盖全路的列车调度指挥管理系统，分为铁道部、铁路局和车站三级建设，能及时、准确地为全路各级调度指挥管理人员提供现代化的调度指挥手段和平台，是铁路运输调度指挥现代化建设的标志。但是，随着计算机网络的日益普及，各种安全威胁和计算机病毒也随之而来，这就导致TDCS网络存在着安全隐患。

1.2 TDCS网络安全存在的问题

在TDCS网络中主要存在着以下几方面安全问题：1）间接来自于互联网的病毒威胁；2）操作系统的安全威胁；3）应用软件的安全威胁；4）计算机设置的安全隐患；5）实时监控能力弱。

2 TDCS网络安全防护

2.1 TDCS网络目前采取的安全防护措施

针对TDCS网络存在的安全问题，结合各种技术和方法，目前全路系统信息安全防护体系采取的措施有：

1）防火墙系统。防火墙技术是实现子网边界安全的重要技术。首先路由器将对网络层安全进行初步保证，但路由器的访问控制列表只能作为防火墙系统的一个重要补充，只能通过防火墙系统来实现复杂的安全控制。

2）身份认证系统。由于TDCS人员结构复杂，用户众多，安全意识参差不齐，所以用户的工作内容也不尽相同，对于如此重要的系统，目前采用的以静态密码为主的身份认证系统带来的安全威胁是非常严重的，会造成比较大的安全风险。为了解决此类安全隐患，实用动态口令对TDCS用户进行身份认证是非常必要的。

3）网络防病毒系统。根据对病毒来源的分析，TDCS网络防病毒系统主要体现在以下三个方面：第一，防病毒集中统一管理，就是在铁路局内部安装防病毒软件管理系统，对所有客户端防病毒软件进行统一管理；第二，服务器病毒防护，就是对各种服务器进行病毒扫描和清除；第三，桌面防毒防护，就是对各项桌面系统软件进行病毒扫描和清楚。

4）入侵检测系统。入侵检测的主要功能是控制对网络的非法控制，通过监视、限制通过网络的数据流，防止外对内、内对外的非法访问，隔离内部网和外部网，为监视TDCS局域网安全提供便利。

5）安全漏洞评估系统。

2.2 TDCS网络采用入侵检测进行防护的好处

通过以上介绍，我们不难发现，在TDCS网络安全体系中，入侵检测系统是唯一一个通过数据和行为模式判断其是否有效的系统。

形象地说，入侵检测系统就是网络摄像机，能够捕获并记录网络上的所有数据，同时它也是智能摄像机，能够分析网络数据并提炼出可疑的、异常的网络数据，它还是X光摄像机，能够穿透一些巧妙的伪装，抓住实际的内容。此外，它还是保安员的摄像机，能够对入侵行为自动地进行反击，如阻断连接。

在TDCS网络中引入入侵检测技术，主要是实现对网络的非法控制，通过监视、限制通过网络的数据流，给网络系统提供对外部攻击、内部攻击和误操作的安全保护，为监视TDCS局域网安全提供更多便利。

3 基于遗传算法和神经网络的入侵检测系统

3.1 传统的IDS存在的问题

1）准确性差。传统的统计方法需要依赖于一些假设，如审计数据（或用户行为）的分布符合高斯分布，实际上用户行为具有随机性，这些假设有时可能无效，从而导致较高的错误率。

2）灵活性差。传统的IDS对攻击特征的刻画只能是某些固定的序列，但现实中的入侵者利用的手段往往是有变化的，而要在入侵模式库中反映出所有可能的变化是不可能的。

3）适应性差。入侵者的攻击方法是在不断发展的，但传统的入侵检测系统无法有效地预测和识别新的攻击方法，使系统的适应性受到限制。

3.2 采用基于遗传算法的神经网络IDS的好处

将遗传算法全局搜索最优和传统神经网络局部寻优结合起来，取长补短，既可以减小遗传算法的搜索空间、提高搜索效率，又可以较容易地收敛到最优解，为求解多目标优化问题提供了新的策略。

4 结束语

目前在TDCS网络安全系统中采用的IDS一般都是基于神经网络技术的，由于神经网络的设计主要依据设计者的经验在大样本空间反复实验来进行选取，尚无理论上的指导，因此在神经网络的初始连接权以及网络结构的选择上具有很大的随机性，很难选取具有全局性的初始点，因而网络求得全局最优的可能性小。本文提出的技术很好的克服了这些缺点，较好地解决了问题。

参考文献：

[1]铁道部运输局，铁路列车调度指挥系统，北京：中国铁道出版社，2006.10.

[2]高丽，铁路站段计算机网络故障解决方法[J].铁路计算机应用，2006，13（9）：13-16.

[3]周明孙、树栋，遗传算法原理及应用，北京：国防工业出版社，1999.

篇(7)

    词】电子政务;入侵检测;信息安全;数据挖掘

    Research Survey on Intrusion Detection Based on the E-government Information Systems

    SHANG Lei

    (Shandong University of Political Science and Law,Jinan Shangdong,250013,China)

    【Abstract】With the development of computer technology and network technology, E-government was widely used. It also caused many security problems. As a proactive defense of the new technology, Intrusion Detection System (IDS)can be helpful for E-government information safely. This paper presented a summary of the current state of IDS based on E-government, and some directions for future research are addressed.

    【Key words】E-government;Intrusion-detection;Information security;Data mining

    0 引言

    随着以互联网为主要表现形式的信息通信技术的快速发展和广泛应用,信息化为行政改革推波助澜,发展电子政务成为21世纪全球范围内的一个不可扭转的趋势。电子政务的实施中涉及众多重要的政府信息,甚至国家安全信息,这些信息承载着各级政府管理部门的信息传递与流程管理,比任何商务信息或个人信息更为敏感,因此信息安全问题是电子政务建设中至关重要的核心议题。

    电子政务系统面临的安全威胁主要表现在以下几个方面:(1)系统安全漏洞威胁。政务系统本身存在一些漏洞或缺陷,软件安全性不高,为攻击者利用,如操作系统漏洞、数据库管理系统漏洞、通信协议本身的安全漏洞等。(2)计算机病毒。(3)外部入侵。政务网络的开放性要求,给黑客攻击带来了便利。(4)内部攻击。如内部人员的恶意破坏或越权访问、内部管理疏漏误操作、管理人员滥用职权等。入侵检测技术是应用在防御主动攻击方面的一种动态网络安全技术,提供了对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护,应用于电子政务信息系统中,将很大程度的提高系统的防御能力。

    1 相关概念简介

    1.1 电子政务

    关于电子政务(electronic government),国内外的组织结构存在着不同的定义,在我国将其定义为:政府机构应用现代信息和通信技术,将管理和服务通过网络技术进行集成, 在互联网上实现政府组织结构和工作流程的优化重组,超越时间、空间与部门分隔的限制,全方位地向社会提供优质、规范、透明、符合国际水准的管理和服务。[1]电子政务的实施涉及政府机关内部、其他机关、团体、企业和社会公众,其中应用于G2G(政府间的电子政务)的系统如:电子办公系统、电子培训系统、业绩评价系统、电子法规政策系统、电子公文系统、电子司法档案系统等。应用于G2B(政府对企业的电子政务)的信息系统如:电子税务系统、电子证照办理系统、电子采购与招标系统等。G2C(政府对公民的电子政务)系统:社会保险服务网络、电子医疗服务系统、交通管理服务系统等。这些系统的共同特点是基于互联网、存在信息的双向交流、有一定的开放性,因此为保证电子政务的信息安全, 有必要对其信息和网络系统进行专门的安全设计。

    1.2 入侵检测

    1980 年,James P. Anderson 发表了论文《Computer Security Threat Monitoring and Surveillance》,文中第一次精确给出了入侵的概念,并将入侵划分为:外部闯入、内部授权用户的越权使用和滥用三种类型,提出了用审计追踪来监视入侵威胁。1998 年,Ross Anderson 和 Abida Khattak 将信息检索的技术引进了入侵检测方面,随后人工智能、分布式技术、神经网络技术的加入奠定了入侵检测系统的设计基础。

    人侵侦测系统( Intrusion Detection System ,IDS )[2]对计算机网络及基于网络的系统进行监视,依据监视结果针对不同的入侵行为采用不同的安全策略,以期最大程度地降低入侵带来的危害,是一种主动检测系统是否受到攻击的网络安全技术。入侵检测系统的主要功能包括:监视、分析用户及系统活动;识别、反映已知进攻的活动模式;统计分析异常行为模式;审计、跟踪管理操作系统,识别用户违反安全策略的行为等。总体来说,入侵检测系统的发展经历了五个阶段:基于主机的入侵检测系统,HIDS;基于多 主机的入侵检测系统;基于网络入侵检测系统,NIDS;分布式入侵检测系统;以及面向大规模网络的入侵检测系统。[3]在技术上分为基于特征的检测和基于异常的检测,。通过对现有的入侵检测系统研究,应用于入侵检测的方法主要包括:专家系统、有限状态机、统计分析、模式匹配、类神经网络、模糊理论、分布式处理等技术。 2 电子政

    务信息系统入侵检测技术分析

    电子政务系统安全是多因素、多层次、多目标、动态变化的复杂系统工程,需要从整体上认识处理网络、信息和应用的安全问题,寻求一种大规模应用环境下具有高安全性和一定开放性的安全体系结构,入侵检测技术成为其中重要的研究方向。目前已有很多研究者投入到该领域的研究通过人工智能技术、移动技术、数据融合和信息关联技术提高入侵检测系统的功能和效率。   2.1 基于数据挖掘的入侵检测技术

    将数据挖掘技术应用到入侵检测系统中,是近年发展起来的热点问题,哥伦比亚大学的Wenke Lee等人首先提出将数据挖掘技术应用于电子政务入侵检测。[2]基本的数据挖掘技术包括:数据采集、数据预处理、模式发现、模式评估及知识表示,其中模式发现是整个过程的关键。数据挖掘技术可以在大量网络数据及审计数据中挖掘出异常或入侵性的行为模式,也可以找出用户正常行为来创建用户的正常行为库,降低训练集获取的难度。目前用于电子政务入侵检测的数据挖掘方法主要有序列分析、聚类分析、关联分析、分类分析等。文献[2]中提出了一种基于电子政务的数据挖掘异常入侵检测模型,将模型的工作过程定义为数据采集、数据预处理、关联挖掘、入侵检测四步。文献[4]提出基于最小距离的聚类算进行聚类分析,大大提高了电子政务信息系统的安全能力。

    2.2 基于多主体技术的入侵检测

    协同工作是电子政务系统的重要特点,同时也是解决电子政务系统安全问题时必须考虑的因素。人工智能领域的多主体( multi-agent)协作技术能够有效处理分散的、分布的、不同种类的在线信息资源,是构造大型、复杂、鲁棒的分布式信息处理系统的有效解决方案。多agent技术最早出现于20世纪70年代的人工智能领域,用于解决大规模复杂问题的智能求解而发展起来的,[5]该技术的基本思想是把大的复杂系统分解为许多小的、可以实现相互通信、能够彼此协调工作的自治系统(A-gent),然后通过这些自治A gent的交互、协作等智能行为完成复杂的任务求解。

    目前多agent技术在电子政务系统协同工作设计中应用非常广泛,在文献[5]中提出了一个基于多A gent的电子政务应用系统平台模型,并在此基础上设计了基于多A gent技术的网络攻击自动检测及免疫系统,利用多个子Agent的相互协作自动识别外部攻击,以支持不同安全策略之间的互操作性,系统中分别定义了用户接口Agent、认证Agent、授权Agent、审计Agent,它们由智能协作Agent进行协调管理。文献[6]提出了一种基于环型协作机制的分布式入侵检测系统模型,用于提高系统的安全性、高可靠性和协作能力。它将分布在各处的监测站点组织成一个逻辑环,由运行在环中的令牌来实现对协作的控制和驱动,从而提高网络人侵检测能力。

    3 结束语

    入侵检测作为防火墙之后的第二道闸口正日益成为保障电子政务网络系统安全的一种重要手段。人工智能、数据挖掘、分布式处理等技术的应用在一定程度上降低了入侵检测的误报率和漏报率,提高了系统的功能和效率,有效地保护了电子政务系统的安全。但该技术在电子政务安全领域的应用还处于研究和发展阶段,还有许多问题有待解决,如对攻击意图的识别、攻击模式自动获取、以及与其他安全技术结合等问题。

    【参考文献】

    [1]蒋毅.电子政务基础[M].机械工业出版社,2006:31-33.

    [2]王悦.基于电子政务的数据挖掘异常入侵检测技术[J].微计算机信息,2010,26(9-1):236-238.

    [3]张超,霍红卫,钱秀槟,张玉清.入侵检测系统概述[J].计算机工程与应用,2004,3:116-119.

    [4]朱景锋.物联网环境下电子政务信息系统入侵检测技术分析与对策研究[J].科技通报,2012,4,28(4):130-132.