软件与系统漏洞分析与发现技术研究构想和成果展望

软件与系统漏洞是国家网络空间安全的重要战略资源。中国关键基础设施和重要信息系统部分核心技术受制于人,软件与系统漏洞普遍存在的现状短期之内无法根除,需要开展深层次、大规模、智能化漏洞挖掘研究;随着移动互联网、工业控制网和物联网等领域的新技术和新应用的推广,现有漏洞挖掘分析技术体系不能满足新的需求;此外,中国漏洞研究团队资源相对分散,国家层面漏洞研究协作机制尚未形成,难以支撑国家对漏洞战略资源的把控。以提升国家开展漏洞战略资源把控能力为导向,针对软件与系统漏洞研究现状,目前亟待解决的四大难题,即漏洞挖掘分析智慧性弱、大流量监测精度低、危害评估验证难、规模协同能力缺。围绕四大难题开展攻关:一是,软件与系统漏洞智慧挖掘方法及关键技术,包括模糊推理经验库的构建方法、基于基因图谱的漏洞挖掘方法、智能引导优化问题、基于策略的漏洞识别方法。二是,软件与系统漏洞分析与可利用性判定技术,包括漏洞成因分析技术、程序异常路径构造技术、同源性漏洞分析技术、漏洞可利用性判定技术、多场景漏洞分析平台建设。三是,基于网络流量的漏洞分析与检测技术,包括利用动静态方法的漏洞攻击样本检测技术、研制软件漏洞攻击样本自动化检测原型系统、针对疑似网络攻击流量的深度检测与智能识别技术、网络攻击样本自动化分析与精准验证、面向攻击流量的漏洞检测与综合服务平台。四是,漏洞危害评估与验证技术,包括基于硬件虚拟化的动态污点分析技术、漏洞自动利用技术、研制基于虚拟环境的漏洞自动化验证系统、漏洞危害性评估体系和危害性评估算法。五是,漏洞规模化协同挖掘分析技术研究与应用,包括多任务多引擎自适应均衡规模化漏洞挖掘技术、多维度多任务智能协同技术、开放协作的知识复用技术、面向多计算环境的规模化协同漏洞发掘的一体化平台、规模化协同条件下漏洞挖掘、分析和可利用性评估技术、规模化协同漏洞发掘一体化平台在典型行业的应用验证。通过以上研究内容实现以下五个方面创新:一是,基因图谱定式复盘,基于基因图谱构建与经验知识复用的漏洞智慧挖掘技术;二是,多源分析多态利用,基于多源漏洞分析的多态可利用性评估技术;三是,动静结合意图推演,大流量环境下基于数据驱动与行为认知关联的攻击检测技术;四是,状态切片叠加复现,活体漏洞库构建技术;五是,智能连接迭代适应,多任务多引擎自适应均衡规模化漏洞挖掘技术。最终,构建集漏洞挖掘、分析、监测、评估、验证于一体的规模协同平台,形成知识复用、智能连接、开放协作的生态系统,为国家摸清网络空间安全家底、扭转攻防博弈被动局面提供技术支撑。