一种基于威胁模型的安全测试用例生成框架和工具

近年来,软件系统安全问题正引发越来越多的关注,系统存在的安全威胁容易被攻击者所利用,攻击者通常采用各种攻击技术诸如口令暴力破解、网络钓鱼、SQL注入等对系统进行攻击.威胁建模是一种结构化分析、识别并处理威胁的方法,传统的测试主要集中在测试代码缺陷,处于软件开发后期,不能很好地对接前期威胁建模分析成果以构建安全的软件,业界威胁建模工具缺少进一步生成安全测试的功能.为了应对此问题,提出一种从威胁模型生成安全测试用例的框架,并设计和实现工具原型.为了便于测试,对传统的攻击树模型进行改进,对构建的模型进行规范性检查,从该模型中可以自动生成测试线索.根据攻击节点发生概率对测试线索进行评估,优先检测概率较高的威胁的测试线索.对防御节点进行评估,选择收益性较高的防御方案缓解威胁,以改进系统安全设计.通过为攻击节点设置参数可以将测试线索转换成具体的测试用例.在软件开发早期阶段以威胁建模识别出的威胁作为输入,通过框架和工具可以生成测试,指导后续的安全开发和安全测试设计,将安全技术更好地嵌入到软件设计和开发之中.案例研究部分将该框架和工具运用于极高危风险的安全测试生成,并说明了其有效性.

边缘计算场景下的攻击区域威胁模型

针对边缘计算面临的安全威胁,提出一种基于攻击区域的威胁模型。在威胁发现阶段,根据边缘计算架构确立了安全边界内主要的攻击区域,在每个区域内建立了攻击树进行威胁分解,用叶节点表示具体的攻击方法。在威胁量化阶段,为了减小评估过程存在主观因素的影响,采用了模糊层次分析法(FAHP)计算叶节点的攻击概率。在威胁消减阶段,分析了每棵攻击树的攻击路径,确定了各区域的攻击概率并制定了威胁应对措施。结果表明,该模型能够识别边缘计算场景下的主要安全威胁,通过威胁消减措施有助于提升边缘计算产品和应用的安全性。

基于攻击反馈模型的SQL注入漏洞渗透测试方法

针对SQL注入漏洞测试过程中准确度和效率不足以及其之间的竞争问题,提出一种基于攻击反馈模型(Attacking Feedback Model,AFM)的SQL注入漏洞渗透测试方法。该方法在梳理SQL注入攻击反馈分析技术的基础上,基于典型的SQL注入攻击逻辑及其攻击树构建多种攻击反馈测试单元,以及一系列由这些测试单元构成的测试阶段,通过自底向上的反馈信息流实现一种启发式的动态测试方法。该文实现了一个原型系统,并在预先植入漏洞的目标漏洞系统上与两个知名渗透测试工具进行对比实验,结果显示文章所述方法能有效提高SQL注入漏洞渗透测试的准确度和检测效率。

SVM和攻防树在信息安全态势评估中的应用

为了增强企业信息安全性,促进我国信息安全发展,文中提出了基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和攻防树的信息安全态势评估算法。利用SVM进行信息安全事件的关联分析,此后利用攻防树模型对预处理后的数据进行安全态势评估。结果显示,文中提出的安全态势评估方法在对数据库进行评估时,最低的准确率都能够达到91.7%。也就表明,SVM和攻防树模型在信息安全态势评估中是有效的,并且具有较大的优势。

RFID系统安全与隐私问题研究

介绍了RFID系统组成和工作原理,对当前RFID系统中存在的安全隐私问题从标签安全、网络安全、数据安全等方面进行简要介绍,然后从RFID系统的物理安全机制和安全协议两个方面对现有的安全与隐私问题解决方案进行讨论,最后提出了一种基于攻击树(Attack Tree)的RFID系统安全攻击模型。

基于攻击树的网络攻击建模方法

攻击树(AttackTree)是一种具有树表示结构的网络攻击建模工具。它具有结构化、可重用的优点。已有一些工作在它的基础上展开。但总的来说,现有的研究都着重于针对具体的攻击事件进行建模,在利用攻击树进行分析时缺乏系统性和整体性,难以对攻击树进行有效的利用。该文利用攻击树从系统的角度来对攻击进行建模,并尝试利用建模后得到的攻击树对系统整体的安全性进行分析与评估;此外,通过对攻击过程进行阶段划分,大大降低了构造出的攻击树的复杂度,使得攻击树更易于使用、分析和维护。实例分析表明,该方法能很好地刻画网络攻击的特征,可以为系统的安全分析和评估提供比较令人满意的指导,具有较好的实用性。

一种基于攻击树的网络攻击系统

随着计算机安全技术的高速发展,黑客的攻击已经受到了越来越多的限制。如何突破安全技术的封锁,建立一种全新的黑客攻击技术与体制已经成为当前黑客的主要研究方向。文章介绍了攻击树模型,提出了一种基于攻击树的网络攻击系统,它可以根据目标的实际情况制定出攻击策略,实施攻击。该系统使得攻击有自动性和智能性,大大提高了攻击成功的可能性。

一种结构化的网络攻击建模方法

以传统的攻击树为研究对象,在对攻击节点进行重定义的基础上,将多阶段网络攻击与其所处的复杂网络环境相结合,给出了一种上下文敏感的结构化攻击建模方法,使之能够捕获网络漏洞和多阶段网络攻击的行为特征.实例分析表明,利用此方法构建的附带有多种评估参数的攻击树模型,能够有效地对系统进行脆弱性分析和攻击预警,具有较好的扩展性和实用性.

一种高效的攻击树串行建模方法

为克服传统并行结构攻击树效率低、实用性差等问题,通过引入攻击序列,提出一种具有普适性的串行攻击树模型及其构建方法,并对每个叶子节点定义了其权重,从而对攻击单元效能进行量化分析;再利用Dijkstra算法计算攻击树模型中的最优路径,给出最佳攻击策略.通过对具有20个叶子节点的攻击树模型进行建模和分析,结果表明,新模型比传统并行模型具有更大的收益,攻击复杂度比传统模型降低65%.

基于FPN的模糊攻击图模型及生成算法研究

以模糊Petri网(Fuzzy Petri net,FPN)理论为基础,定义了一种面向检测的新型网络攻击模型FPAN,提出了FPAN的生成算法,并通过实验验证了算法的正确性,该模型比攻击树(Attack Tree)更能够反映各个步骤之间的关系,可重用性也更强,具有较好的实用性。

基于MLL-AT的网络攻击建模方法研究

研究了攻击树建模攻击的方法,主要研究目的是如何有效地用攻击树建模和表示多阶段网络攻击。对传统攻击树进行扩充和改进,重新定义了攻击节点,量化了叶子节点的攻击风险,提出了一种用MLL-AT(多级分层攻击树)建模攻击的思想和方法,并给出了一种基于攻击树的MLL-ATDL攻击描述语言。改进后的攻击树能更准确地建模攻击,尤其是表示多阶段网络攻击,并可以用于评估系统风险,区分不同攻击序列对系统的不同安全威胁程度。

攻击模型的分析与研究

保护网络安全必须对网络攻击技术进行深入研究,攻击模型能对攻击过程进行结构化描述和有效分析,有助于安全知识的共享以及提高攻击检测和安全预警的效率。对目前常用的几种攻击模型进行了分析与对比,并对攻击模型研究的发展作了展望。

计算机网络安全性分析建模研究

安全性分析研究工作需要把计算机网络与安全相关的系统资源和安全因素抽取出来建立一种面向安全性分析的安全模型。从安全需求的类别、等级和面临的主要威胁出发,分析了系统设备、访问权限、主体连接关系和弱点,从攻击者目的是提升特权的角度对攻击作了形式化的描述。针对计算机系统的安全故障树方法和网络信息系统的攻击图方法应用了这一安全分析建模工作。

网络脆弱性建模方法研究

在计算机安全领域,特别是网络安全领域,对网络系统脆弱性进行建模十分重要,其最终目的就是指导安全管理员仿真攻击场景、分析网络脆弱性之间的关联关系以及建立防御机制。阐述了网络脆弱性的概念及其建模方法发展历程,介绍了攻击树、攻击图、渗透图、特权提升图、Petrinet、状态图、需求/产出模型等几种典型的脆弱性建模方法,最后总结了今后的发展方向。

一种基于树结构的网络渗透测试系统

随着计算机安全技术的高速发展,渗透测试作为网络安全的一种新技术,越来越受到重视,建立一种自动智能的网络渗透测试系统已经成为当前的重要研究方向。本文介绍了攻击树模型,提出了一种基于树结构的网络渗透测试系统。它可以根据目标的实际情况制定出攻击策略,实施攻击。该系统使得攻击有自动性和智能性,提高了攻击成功的可能性。

引入攻防树思想的“软目标”恐怖袭击风险建模

为评估“软目标”恐怖袭击风险,提高“软目标”防恐安全性,以供反恐部门决策参考,设计了一种基于攻防树的“软目标”恐怖袭击风险评估模型。针对不同的袭击方式和防御策略,构建了各类攻击结点和防御结点,对两类结点的动态交互影响因素进行了参数设定,生成了攻击防御树,引入了攻击回报(ROA)、防御回报(ROD)的概念,通过计算各场景下遇袭概率、攻防成本、攻防回报值,对有安检区域和无安检区域的人群遇袭风险进行了仿真、评估和比较。仿真结果表明,要降低“软目标”恐怖袭击风险,需要提高防御措施效率。在无安检区域实施有效的人防、物防、技防策略,可显著降低遇袭风险。

煤矿企业工业控制系统入侵检测算法

针对现有煤矿企业工业控制系统入侵检测算法未考虑防御因素影响、实现复杂等问题,从攻击进程和防御体系2个方面,提出了一种基于攻防树模型的煤矿企业工业控制系统入侵检测算法。首先,通过对攻击叶节点的攻击属性进行量化并构建指标体系得到攻击叶节点被攻击概率,进而得出攻击路径的入侵成功率,并结合攻击路径的入侵回报率得到攻击路径的入侵概率;然后,引入基于漏报率和误报率的入侵报警率,得到被动防御概率,通过漏洞发现率和漏洞修复率得到主动防御概率;最后,根据攻击路径的入侵概率、被动防御概率和主动防御概率,得出攻击路径最终入侵概率。实例结果表明,该算法能有效检测煤矿企业工业控制系统入侵概率,提高入侵检测的准确性。

面向APT攻击的分层表示模型

针对窃密型APT攻击缺乏形式化表示的问题,建立一种窃密型APT攻击分层表示模型APT-HRM。参考HARM模型将APT攻击分为攻击链和攻击树上下2层,并对其进行形式化定义。攻击链由侦察、渗透、开采和撤出4个阶段组成,攻击树由攻击链各阶段所对应的攻击手段组成,APT按照攻击链分阶段依次进行攻击。对DUQU 2.0 APT攻击的分析结果表明,该模型能够有效描述窃密型APT攻击行为。

分布式拒绝服务攻击建模与形式化描述

分布式拒绝服务(DDoS)攻击严重威胁网络的安全性。需要有合适的模型来刻画DDoS攻击的行为特征,指导DDoS攻击的分析、检测和防御。使用攻击树对分布式拒绝攻击进行建模,并引入Object_Z语言对具体攻击模式进行了面向对象的形式化描述。分布式拒绝服务攻击的攻击树模型可以刻画出分布式拒绝服务攻击的本质特征,对其具体子类的形式化描述又可以降低构造攻击模型的复杂度,从而易于使用,分析和维护。

基于混合马尔科夫树模型的ICS异常检测算法

针对工业控制系统中现有异常检测算法在语义攻击检测方面存在的不足,提出一种基于混合马尔科夫树模型的异常检测算法,充分利用工业控制系统的阶段性和周期性特征,构建系统正常运行时的行为模型|混合马尔科夫树.该模型包含合法的状态事件、合法的状态转移、正常的概率分布以及正常的转移时间间隔等4种信息,基于动态自适应的方法增强状态事件的关联度并引入时间间隔信息以实现对复杂语义攻击的检测,语义建模时设计一种剪枝策略以去除模型中的低频事件、低转移事件以及冗余节点,当被检测行为使得模型的以上4种信息产生的偏差超过阈值时,判定该行为异常.最后,基于OMNeT++网络仿真环境构建一个简化的污水处理系统对本文算法进行功能性验证,并利用真实物理测试床的数据集对算法的检测准确度进行性能验证.验证结果表明,本文算法能有效消除人机交互和常规诊断等操作带来的噪声影响,对复杂语义攻击具有较高的检出率,且能识别传统的非语义攻击.