CN109145592B - 检测异常事件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测异常事件的系统和方法，特别地提供了一种用于检测在计算设备的操作系统中发生的异常事件的系统和方法。示例性的方法包括：在执行软件进程期间，检测在计算设备的操作系统中发生的事件。此外，该方法包括：确定检测到的事件的上下文并基于所确定的检测到的事件的上下文的选择的特征形成检测到的事件的卷积。另外，该方法包括：通过轮询包含与在网络中的客户端设备中发生的检测到的事件的频率相关的数据的数据库来确定所形成的卷积的普及度，其中，客户端设备的检测到的事件对应于计算设备中的检测到的事件。如果所确定的普及度小于阈值，则该方法确定检测到的事件是异常事件。

Description

检测异常事件的系统和方法
技术领域
本公开总体涉及计算机安全领域，更具体地，涉及一种用于保护计算机设备免受利用设备软件中存在的漏洞的系统和方法。
背景技术
随着软件应用程序在当今技术领域的目前的广泛使用和变化，使用恶意软件渗透计算机设备的最广泛的方法之一涉及利用安装在特定设备上的软件中存在的漏洞。
为了防止漏洞的利用，公司和/或个人会使用消除漏洞本身的形式的被动方法和检测漏洞的实际利用的形式的主动方法两者。被动方法用于已知的漏洞，而主动方法用于已知的漏洞和未知的漏洞两者。
实际上，现有的检测技术能够检测利用已知的技术和机制的漏洞的实际利用，但不幸的是，这些方法无法检测和防止利用漏洞的新技术，这些新技术采用新的利用原理和利用机制。例如，为了不能执行溢出代码(即，用作利用软件漏洞的有效载荷的一小段代码)，已经开发了防止在堆栈中执行的技术，但是在它们的角度出现了面向返回的编程技术。一般来说，面向返回的编程是计算机安全开发技术，其允许攻击者在存在诸如不可执行内存和代码签名等安全防御的情况下执行代码。
已经证明现有的防御性技术对于面向返回的编程是无能为力的。因此，例如如美国专利公开号2006/0196428所述，已经开发了新的解决方案以防止这些攻击。鉴于这些新的解决方案，仍然需要检测计算机系统的功能与正常操作的偏差，这可能表明系统已经被利用软件中的漏洞的技术所攻击。这个问题的解决将有可能摆脱那些利用正在发生变化和改进的漏洞本身的技术，以将重点放在攻击的外部症状上，当技术变化时，这些外部症状保持不变。
发明内容
因此，如本文所公开的，提供示例性的系统和方法来检测在计算设备的操作系统中发生的异常事件。特别地，所公开的系统和方法提供用于在执行设备的软件进程期间检测在客户端设备的操作系统中发生的异常事件。
因此，根据示例性方面，提供了用于检测在计算设备的操作系统中发生的异常事件的方法。在该方面中，该方法包括：在执行软件进程期间，检测在所述计算设备的所述操作系统中发生的至少一个事件；确定在执行所述软件进程期间检测到的在所述操作系统中发生的所述至少一个事件的上下文；基于所确定的检测到的所述至少一个事件的所述上下文的选择的特征，形成检测到的所述至少一个事件的卷积；通过轮询包含与在多个客户端设备中发生的多个检测到的事件的频率相关的数据的数据库，确定所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积的普及度，所述多个检测到的事件与检测到的所述至少一个事件相对应；以及如果所确定的所述普及度小于阈值，则确定检测到的所述至少一个事件是异常事件。
在示例性方法的另一方面，确定检测到的所述至少一个事件的上下文包括：确定在检测到的所述至少一个事件发生时刻的调用堆栈，其中，所述调用堆栈提供以下至少一者：在所述时刻正在执行的程序和正在执行的函数的列表、包含所述程序和所述函数的模块的列表、以及正在传输至所述模块的所有参数的数据类型和所有参数的值。
在示例性方法的另一方面，确定检测到的所述至少一个事件的上下文包括确定以下至少一者：包含在检测到的所述至少一个事件发生的时刻正在执行的代码的所述软件进程的地址空间的转储、与从至少最后分支记录和分支轨迹存储的跳转相关的数据、以及在检测到的所述至少一个事件发生之前在所述软件进程中加载的模块的列表。
在示例性方法的另一方面，形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积包括以下至少一者：量化所确定的所述上下文的选择的所述特征、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行排序、合并所确定的所述上下文的选择的所述特征、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行分组、配置所确定的所述上下文的选择的所述特征的数据集、对所确定的所述上下文的选择的所述特征的值进行表格化、计算所确定的所述上下文的选择的所述特征的值、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行数据编码、以及归一化所确定的所述上下文的选择的所述特征。
在另一示例性方面，所述方法包括：通过将所确定的所述上下文的选择的所述特征卷积成字符串来生成散列值，以形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积；以及通过将生成的所述散列值与所述数据库中的散列值列表进行比较以确定在所述多个客户端设备中发生的所述多个检测到的事件的所述频率，来确定所形成的所述卷积的所述普及度。
在另一示例性方面，所述方法包括：通过将所确定的所述上下文的选择的所述特征卷积成坐标值来生成向量，以形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积；以及通过将生成的向量值与所述数据库中的向量列表进行比较以确定在所述多个客户端设备中发生的所述多个检测到的事件的所述频率，来确定所形成的所述卷积的所述普及度。
在另一示例性方面，所述方法包括：将所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积与先前形成的安全事件的卷积的列表进行比较；以及如果所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积不在所述先前形成的安全事件的卷积的列表上，则确定检测到的所述至少一个事件为异常事件。
在该方法的另一示例性方面，所述多个检测到的事件的所述频率包括以下至少一者：在检测到所述至少一个事件的当前时刻的所述多个检测到的事件的总数、以及在所述当前时刻各自经历检测到的所述至少一个事件的客户端设备的总数。
在该方法的另一示例性方面，轮询所述数据库包括以下至少一者：轮询与在所有可访问的子网内的第一多个客户端设备相关联的全局数据库，以及轮询与在设备的单个子网内的第二多个客户端设备相关联的局部数据。
在另一示例性方面，所述方法包括：当检测到的所述至少一个事件被确定为是异常事件时，删除和/或隔离所述软件进程。
在一个示例性方面，提供了用于检测在计算设备的操作系统中发生的异常事件的系统。根据示例性方面，所述系统包括：数据库，所述数据库包含与在多个客户端设备中发生的多个检测到的事件的频率相关的数据；以及软件代理，所述软件代理在由计算机处理器执行时被配置成：在执行软件进程期间，检测在所述计算设备的所述操作系统中发生的至少一个事件；确定在执行所述软件进程期间检测到的在所述操作系统中发生的所述至少一个事件的上下文；基于所确定的检测到的所述至少一个事件的所述上下文的选择的特征，形成检测到的所述至少一个事件的卷积；通过轮询包含与在所述多个客户端设备中发生的所述多个检测到的事件的所述频率相关的数据的所述数据库，确定所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积的普及度，所述多个检测到的事件与检测到的所述至少一个事件相对应；以及如果所确定的所述普及度小于阈值，则确定检测到的所述至少一个事件是异常事件。
在另一示例性方面，提供了用于检测在计算设备中发生的异常事件的方法。在该方面，所述方法包括：检测在安全的计算设备的操作系统中发生的至少一个安全事件；确定检测到的在安全的计算设备的操作系统中发生的至少一个安全事件的上下文；基于所确定的检测到的至少一个安全事件的上下文的选择的特征，形成检测到的至少一个安全事件的至少一个卷积；在至少一个数据库中存储所形成的检测到的至少一个安全事件的至少一个卷积；在执行软件进程期间，检测在计算设备的操作系统中发生的至少一个未分类事件；确定在执行软件进程期间检测到的在操作系统中发生的至少一个未分类事件的上下文；基于所确定的检测到的至少一个未分类事件的上下文的选择的特征，形成检测到的至少一个未分类事件的卷积；以及通过将所形成的检测到的至少一个未分类事件的卷积与在至少一个数据库中存储的所形成的检测到的至少一个安全事件的至少一个卷积进行比较，来确定检测到的至少一个未分类事件是否是异常事件。
在另一示例性方面，公开了一种用于检测在计算设备中发生的异常事件的系统。在该方面，所述系统包括：至少一个数据库，以及第一软件代理，所述第一软件代理在由计算机处理器执行时被配置成：检测在安全的计算设备的操作系统中发生的至少一个安全事件；确定检测到的在安全的计算设备的操作系统中发生的至少一个安全事件的上下文；基于所确定的检测到的至少一个安全事件的上下文的选择的特征，形成检测到的至少一个安全事件的至少一个卷积；在至少一个数据库中存储所形成的检测到的至少一个安全事件的至少一个卷积。此外，所述系统还包括第二软件代理，所述第二软件代理在由计算机处理器执行时被配置成：在执行软件进程期间，检测在计算设备的操作系统中发生的至少一个未分类事件；确定在执行软件进程期间检测到的在操作系统中发生的至少一个未分类事件的上下文；基于所确定的检测到的至少一个未分类事件的上下文的选择的特征，形成检测到的至少一个未分类事件的卷积；以及通过将所形成的检测到的至少一个未分类事件的卷积与在至少一个数据库中存储的所形成的检测到的至少一个安全事件的至少一个卷积进行比较，来确定检测到的至少一个未分类事件是否是异常事件。
以上对示例性方面的简要概述用于提供对本发明的基本理解。该概述不是对所有预期方面的广泛综述，并且既不旨在标识所有方面的关键要素或主要要素，也不旨在描绘本发明的任何方面或所有方面的范围。该概述的唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个方面，作为随后的对本发明的更详细的描述的前奏。为了实现前述内容，本发明的一个或多个方面包括在权利要求中所描述的且示例性指出的特征。
附图说明
并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的一个或多个示例性方面，以及连同详细的描述一起用来阐述这些示例性方面的原理和实现方式。
图1示出根据示例性方面的监控安装在客户端上的软件的执行的系统的框图；
图2示出根据示例性方面的基于对事件的卷积的普及度的评估来检测异常事件的方法的流程图；
图3示出根据示例性方面的形成安全事件的卷积的集合的方法的流程图；
图4示出根据示例性方面的基于安全事件的卷积的集合检测异常事件的方法的流程图；
图5示出根据示例性方面，其上可以实施所公开的系统和方法的通用计算机系统(其可以是个人计算机或服务器)的示例。
具体实施方式
现在参考附图描述各个方面，其中在全文中相同的附图标记始终用于指代相同的元件。在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以促进对一个或多个方面的透彻理解。然而，在一些或所有实例中可以显而易见的是，可以在不采用下面描述的具体设计细节的情况下实践下面描述的任一方面。在其它实例中，以框图形式示出了众所周知的结构和设备，以便于描述一个或多个方面。以下呈现一个或多个方面的简要概述，以便提供对这些方面的基本理解。该概述不是对所有预期方面的广泛概述，并且不旨在标识所有方面的关键的或决定性的要素，也不描绘任何或所有方面的范围。
如本文所述，“模块”(或程序模块)可以被认为是这样的程序对象：其包含扩展已经发起的进程的功能的代码，诸如操作系统内核模块或动态库。
如本文所述，“卷积”可以被视为，例如，事件的特征在其中被卷积成字符串的智能散列，或者也可以是事件的特征在其中被卷积成坐标的向量，等等。一般而言，其是事件的特征(以下称为“特征”)可以卷积成的任何对象，用于对其进行数学和逻辑运算。例如，特征的卷积是将特征任意转换为字符串表示、向量表示、或者字符串表示和向量表示的组合。
本文所描述的“事件”可以是操作系统、服务或网络的特定条件的识别表现。关于事件的信息可以包含在例如来自操作系统(或其一部分)的软件消息中，用于指示发生了什么。换句话说，来自操作系统的事件包括可以影响程序表现的位于程序“外部”的任何事物。应当理解，这些事件可以在程序运行时在任一时刻、以几乎任何顺序发生。此外，根据示例性方面，系统中通常可以有许多种类和许多类型的事件，例如，启动进程、加载模块、文件操作、注册表操作等等。此外，在示例性方面中，事件的上下文是事件发生时操作系统的状态的总体，操作系统的状态直接影响事件的发生。上下文内容的示例将在下面显示。
此外，一般而言，“异常”事件是操作系统、服务或网络的特定条件的指示先前未知的情况的发生的识别表现。在特定情况下，异常事件是安全事件——系统、服务或网络的特定条件的指示可能违反信息安全策略或者防御措施失败的识别表现，或者指示可能与安全性有关的先前未知的状态发生的识别表现。
图1示出根据示例性方面的监控安装在客户端上的软件的执行的系统的框图。如图所示，软件代理110(即，“代理”)安装在客户端100侧。此外，在客户端100的操作系统中，可以安装连接到代理110的一个或多个拦截器120。在特定方面中，如本领域技术人员所已知的，Windows事件追踪(event tracing for Windows，“ETW”)120a可用作拦截器。拦截器120被提供用于检测在操作系统中发生的事件并将该检测结果传达给代理110，例如通过直接向代理110发送通知将该检测结果传达给代理110，和/或通过代理110能够访问的事件日志(图1中未示出，但存储在本地数据库160中)中的条目将该检测结果传达给代理110。
此外，代理110可以接收关于系统中可以由拦截器120检测的所有可能事件的通知，或者仅关于一种关注事件(诸如仅启动进程)的通知。代理110可以包括收集模块130，该收集模块130在代理注册由拦截器120检测的关注事件之后使用。收集模块130获得注册的事件的上下文。在特定情况下，事件的上下文包括事件发生之前的调用堆栈，以及包含在事件发生时正在执行的代码的存储器部分的转储。使用调用堆栈，可以获得以下一个或多个：至少在给定时刻正在执行的程序和正在执行的函数的列表、包含那些程序和函数的模块的列表、以及例如在调用由模块输出的函数时，传输至模块的所有参数的类型和所有参数的值。此外，上下文可以包括关于从至少最后分支记录(Last Branch Record，“LBR”)和分支轨迹存储(Branch Trace Store，“BTS”)(如在
Figure BDA0001439112590000081
Microarchitecture CodenameNehalem Performance Monitoring Unit Programming Guide中所述，其内容通过引用并入本文)——存储缓冲器和寄存器跳转的信息。在这方面，LBR和BTS包含关于程序执行的信息，即跳转的地址，执行分支等(否则保留给定的轨迹)。在特定方面，拦截器120在检测到事件时保留其上下文，该上下文然后将由代理110的收集模块130获得(例如，传送至收集模块130或由收集模块130请求)，在这种情况下，收集模块130不需要独立地接收整个所需的上下文或其某一部分。
根据示例性方面，客户端110和服务器200中的一者或两者还可以包括卷积形成模块140。在这方面，由收集模块130获得的上下文被发送到卷积形成模块140。在一种情况下，该上下文可以被发送到存在于客户端100处的卷积形成模块140，在另一种情况下，该上下文可以被发送到服务器200。卷积形成模块140从接收的上下文提取特征(特征的示例在以下描述)并且形成/生成卷积。同样，卷积形成模块140转换事件的上下文(见下文)。如所陈述的，根据示例性方面的卷积采用其最广泛的含义，不仅针对特定散列(其中特征被卷积成字符串)并且针对向量(其中特征被卷积成坐标)以及其它——换句话说，是指事件的特征可以被卷积成的任何对象，以便对其进行数学和逻辑运算。可以使用针对任一给定算法的事件的卷积的形成，其中，例如，如俄罗斯专利公开号RU 2,580,036中所描述的，文件的散列由获得的特征形成，或者，如俄罗斯专利公开号RU 2,614,557中所描述的，可以针对文件形成向量，或针对HTML页面形成向量。俄罗斯专利公开号RU 2,580,036的内容和俄罗斯专利公开号RU2,614,557的内容通过引用而整体并入本文。
此外，根据示例性方面，比较模块150可以位于服务器200处和/或位于客户端100处。该比较模块150被配置成确定所得到的事件的卷积的普及度，并且将所得到的卷积与其它卷积进行比较，所述其他卷积诸如包含在保存在本地数据库160或远程数据库170中的安全卷积的集合中的卷积，该远程数据库170还与服务器200进行交互。本地数据库160还保存先前检测到的事件(特别是将模块加载到进程中的事件)的事件日志以及上下文。
上述系统用于监控安装在客户端100上的软件的执行。作为这种监控的结果，在操作系统中检测到异常事件，该异常事件可能是利用安装在客户端100上的软件的漏洞的结果。应当注意，本公开中的术语“客户端”100被用在客户端-服务器范例中，即，它是计算架构的元件，而不是网络元件。在本公开中，客户端100是指网络中的任何计算设备，客户端100通过代理110请求由服务器200的接口提供的服务，而服务器200是指客户端100的所述代理110与其交互的任何计算设备，服务器200从代理110获得收集的数据并向代理110发送消息和命令(从而向客户端100提供服务)。接下来，描述可以通过所公开的用于监控安装在客户端100上的软件的执行的系统实现的方法。
图2示出了根据示例性方面的基于对事件的卷积的普及度的评估来检测异常事件的方法的流程图。如图所示，在步骤210中，在客户端100侧的操作系统中启动代理110，该代理110在执行进程期间注册发生在客户端100的操作系统中的事件。接下来，在步骤220中，安装在客户端100的操作系统中且连接至代理110的拦截器120检测在操作系统中发生的事件并将该事件报告给代理110，在步骤230中，代理110注册发生的事件，并且借助于收集模块130接收该事件的上下文。
根据示例性方面，上下文可以包括例如至少在事件发生时的调用堆栈，其中，从该调用堆栈获得至少在给定时刻正在执行的程序和正在执行的函数的列表、包含那些程序和函数的模块的列表、以及传输至模块的所有参数的数据类型和所有参数的值。此外，调用堆栈可以例如包括：包含在事件发生时正在执行的代码的进程的存储器部分(地址空间)的转储、关于从至少LBR和BTS跳转的信息、和/或在事件发生之前加载至进程中的模块的列表，关于该事件发生的信息可例如在本地数据库160中保存的事件日志中访问。
在已经获得上下文之后，在步骤240中，卷积形成模块140从该上下文选择特征，用于根据这些特征形成事件的卷积。在特定情况下，在选择特征之前，需要转换获得的上下文。上下文的转换是一种复杂的方法和算法，其旨在从正在解决的问题和分析的目标的角度优化数据的表示和格式。上下文的转换并未为其设定改变包含上下文的数据的信息内容的目标。执行转换以便以这样一种形式呈现上下文：数据可以最有效地被利用(以下将给出转换的示例)。
根据示例性方面，用于执行卷积的数据的转换例如可以为：量化、排序、合并(粘贴)、分组、数据集配置、数值表格化、可计算的数值、数据编码、归一化(缩放)。
例如，调用堆栈(对于转储也是如此，以下提供了转储的一个示例)以下面的方式进行转换：针对参与调用堆栈的模块获得调试符号；通过使用调试符号对调用堆栈进行归一化。在将调试符号应用于转储的拆分结果之前：
Figure BDA0001439112590000101
在应用调试符号之后：
Figure BDA0001439112590000102
借助于拆分和仿真，获得用于获得的转储的一组特征(存在/不存在间接调用，位置独立代码，自修改代码等)。在转换之后，选择特征并形成卷积。如所指出的，使用的特征是：加载的模块的名称及其加载顺序(从事件日志获取)、在给定的时间实现的程序和函数的名称、在调用由模块输出的程序和函数之前传输至这些模块的参数的值(从调用堆栈获取)、跳转信息(从转储、LBR、BTS获取)、存在/不存在间接调用、位置独立代码，自修改代码(转储)。卷积可以由现有技术中已知的任何方法形成。上下文的转换以及卷积的形成既可以在客户端100侧完成，也可以在服务器200侧完成(这对于由监控软件的执行的系统所执行的所有方法都是如此)，为了在服务器200侧执行这些操作，客户端100首先将上下文(用于转换)和特征(用于形成卷积)发送到服务器200。在步骤250中，确定在给定时刻的事件的卷积的普及度。根据示例性方面，通过轮询数据库(本地数据库160或远程数据库170)来确定普及度。
此外，根据示例性方面，普及度被视为由特定方法计算的以下项：在正在被确定卷积普及度的当前时刻的事件的检测总数，和/或不管客户端上的检测次数如何，在当前时刻已经检测了在其上正在确定给定事件的卷积普及度的客户端100的数量。换句话说，例如，普及度可以被视为与检测的客户端设备100的事件相对应的多个检测的事件的频率，以确定事件在多个设备的集合中发生的频率。应当理解，当前时刻可以被认为是某个时间点以及在给定的时间段内(例如，1微秒、1秒等)。
普及度也可以是全局的(在所有可访问的子网内)或局部的(仅在某个子网内的普及度)，例如在检测到被调查的事件的子网内。因此，可被访问以确定事件的卷积的普及度的数据库160和数据库170保存了特定号码，在特定情况下该特定号码由服务器200来计算。在步骤260中，如果在当前时刻检测的事件的卷积的普及度低于阈值，则将在客户端100上检测到的事件判断为异常的。例如，可以由客户端设备100上的代理(例如，比较模块150)和/或服务器200上的比较模块150来执行该确定。如果在步骤260中确定普及度大于阈值，则在步骤270将该事件确定为安全的。否则，如果普及度小于阈值，则在步骤280该事件被认为是异常的。如本文进一步描述的，客户端100可以基于确定检测的事件是否异常而采取适当的动作。
根据示例性方面，可以存在多种用于确定检测的事件是否异常的技术。例如，如果事件的卷积的局部普及度低于阈值、事件的卷积的全局普及度低于阈值、和/或事件的卷积的局部和全局普及度低于阈值，则可以将检测的事件确定为是异常的。
针对事件的卷积的全局普及度和子网(局部)中的普及度的阈值被独立地分配。被判断为异常的事件将在稍后进一步调查，并且如果必要的话，它们将在客户端100上被代理110阻止。例如，如果检测的事件被确定为是异常的，则客户端设备100(和/或代理110)可以被配置成执行补救动作，例如，删除执行异常事件的软件进程、隔离该软件进程和/或警告客户端设备100的用户该软件进程可能是恶意的。
用于监控软件的执行的系统还用于形成安全事件的卷积(因此，该系统可用于获得任何给定事件的卷积)和安全事件的卷积的集合。该集合可以已经存在，并且之后在执行该方法时仅进行补充，或者该集合也可以不存在，其在执行该方法的过程中被创建并且将开始被填充。
图3示出了根据示例性方面的形成安全事件的卷积的集合的方法的流程图。如本文所使用的，“安全事件”可以被认为是“安全”的事件，其发生不是利用漏洞的结果或执行恶意软件的结果。在步骤300中，在已知安全的至少一个客户端100(安全的客户端是不包含恶意软件且在实施所述方法的过程中无法被利用漏洞所攻击的客户端)侧的操作系统中启动代理110(例如，第一软件代理)，该代理110注册在客户端100的操作系统中发生的至少一种事件，其中，事件的种类可以是以下的一个或多个：启动进程、加载模块、文件操作、注册表操作等等。
在步骤310中，安装在客户端100的操作系统中并连接至代理110的拦截器120检测在操作系统中发生的事件。接下来，在步骤320，代理110注册发生的事件，并且通过代理110的收集模块130获得该事件的上下文，上面已经呈现了上下文的一种可能的构成。在步骤330中，卷积形成模块140从上下文选择特征，并且卷积形成模块140基于选择的特征形成事件的卷积，然后在步骤340，卷积形成模块140将事件的卷积添加至安全事件的卷积的集合。在特定情况下，步骤330至步骤340在服务器200上执行(为此，在步骤320中从客户端100获得的上下文以“原始”的形式或已经转换的形式被转发到服务器)，并且，安全事件的卷积的集合保存在远程数据库170中，并且之后可以被加载到任何给定的客户端100上，或者客户端100可以组织对数据库170的轮询，而不必将整个集合加载到本地数据库160中。
安全事件的卷积的集合用于检测客户端100上的异常事件。该集合本身可以本地存储在数据库160中或远程存储在远程数据库170中，该远程数据库170可以被客户端100访问。
图4示出了根据示例性方面的基于安全事件的卷积的集合检测异常事件的方法的流程图。类似地，如在所有其它方法中一样，在步骤400中，在客户端100侧的操作系统中启动另一代理110(例如，第二软件代理)，该代理110注册在客户端100的操作系统中发生的事件，在步骤410中，安装在操作系统中并连接到代理110的拦截器120检测在操作系统中发生的事件。例如，在示例性方面中，这些新事件可以被认为是“未分类的”，因为尚未确定它们是异常的还是安全的。接下来，在步骤420，代理110注册发生的未分类事件，并获得该事件的上下文，上面已经呈现了上下文的一种可能的构成。在步骤430中，从上下文选择特征，并且基于选择的特征，形成未分类事件的卷积。在步骤440中，将获得的未分类事件的卷积与先前形成的来自由上述方法形成的集合的安全事件的卷积的群组进行比较。接下来，在步骤450，如果通过比较，检测的事件的形成的卷积不与来自所指示的安全事件的集合的事件的卷积的群组中任何事件的卷积匹配，则将该未分类事件判定为是异常的。否则，例如，如步骤460所示，认为该未分类事件是安全的。在一个方面中，如果该未分类事件被确定为是异常的，则可以从客户端设备删除或隔离与该未分类事件相关联的软件进程。
通常，在本公开中，可以通过使用例如以下项来实现代理110、拦截器120、收集模块130、卷积形成模块140和比较模块150：实际设备、系统、部件、利用诸如集成微电路(专用集成电路(application-specific integrated circuits，ASIC))或现场可编程门阵列(field-programmable gate arrays，FPGA)的硬件或者例如以软件和硬件结合的形式(诸如微处理器系统和程序指令集)实现的一组部件、以及在神经突触芯片上的一组部件。代理110、拦截器120、收集模块130、卷积形成模块140和比较模块150的功能可以完全由硬件实现，也可以以硬件和软件组合的形式实现，其中一些功能通过软件实现，而一些功能通过硬件实现。在一些变型方面中，代理110、拦截器120、收集模块130、卷积形成模块140和比较模块150的一部分可以在通用计算机(诸如图5所示和以下描述的通用计算机)的处理器上实现，这也适用于客户端100和服务器200。
特别地，图5示出了通用计算机系统(其可以是个人计算机或服务器)的示例，根据示例性方面，所公开的系统和方法可以在该通用计算机系统上实现。如图所示，该计算机系统20包括中央处理单元21、系统存储器22和连接各种系统部件的系统总线23，各种系统部件包括与中央处理单元21相关联的存储器。系统总线23像现有技术已知的任何总线结构一样来实现，该总线结构依次包括总线存储器或总线存储器控制器、外围总线和本地总线，系统总线23能够与任何其它总线架构交互。系统存储器包括只读存储器(ROM)24和随机存取存储器(RAM)25。基本输入/输出系统(basic input/output system，BIOS)26包括确保在个人计算机20的元件之间的信息传输的基本程序，例如在使用ROM 24加载操作系统时的那些基本程序。
然后，个人计算机20包括用于数据的读取和写入的硬盘27、用于在可移动磁盘29上读取和写入的磁盘驱动器28和用于在可移动光盘31(例如CD-ROM、DVD-ROM和其它的光学信息介质)上读取和写入的光盘驱动器30。硬盘27、磁盘驱动器28、和光盘驱动器30分别经过硬盘接口32、磁盘接口33和光盘驱动器接口34而连接到系统总线23。驱动器和对应的计算机信息介质为用于存储个人计算机20的计算机指令、数据结构、程序模块和其它数据的电源独立的模块。
本发明提供了使用硬盘27、可移动磁盘29和可移动光盘31的系统的实现方式，但是应当理解的是，可以采用能够以计算机可读的形式存储数据的其它类型的计算机信息介质56(固态驱动器、闪存卡、数字盘、随机存取存储器(RAM)等)，该其它类型的计算机信息介质56经由控制器55连接到系统总线23。
计算机20具有保存记录的操作系统35的文件系统36、以及另外的程序应用37、其它的程序模块38和程序数据39。用户能够通过使用输入设备(键盘40、鼠标42)将命令和信息输入到个人计算机20中。可以使用其它的输入设备(未示出)：麦克风、操纵杆、游戏控制器、扫描器等等。这样的输入设备通常通过串行端口46而插接到计算机系统20中，该串行端口46转而连接至系统总线，但这样的输入设备可以以其它方式(例如借助于并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB))被连接。监控器47或其它类型的显示设备也经过接口(诸如视频适配器48)连接至系统总线23。除了监控器47外，个人计算机还可以配备有其它的外围输出设备(未示出)，诸如扬声器、打印机等。
个人计算机20能够使用与一个或多个远程计算机49的网络连接，在网络环境中操作。一个或多个远程计算机49也是个人计算机或服务器，其具有在描述个人计算机20的性质时使用的上述元件中的大多数元件或全部元件。其它的设备也可以存在于计算机网络中，例如路由器、网站、对等设备或其它的网络节点。
网络连接可以形成计算机局域网(Local-Area Network，LAN)50(诸如有线和/或无线网络)和计算机广域网(Wide-Area Network，WAN)。这种网络用在企业计算机网络和公司内部网络中，并且它们通常有权访问因特网。在LAN或WAN网络中，个人计算机20通过网络适配器或网络接口51连接到局域网50。当使用网络时，个人计算机20可以采用调制解调器54或其它模块，用于提供与计算机广域网(例如因特网)的通信。作为内部设备或外部设备的调制解调器54通过串行端口46连接至系统总线23。应当注意的是，网络连接仅仅是示例并且不需要描述网络的准确配置，即实际上具有通过技术通信模块(诸如蓝牙)建立一个计算机到另一个计算机的连接的其它方式。
在各个方面中，本文中所描述的系统和方法可以以硬件、软件、固件或它们的任何组合来实施。如果以软件来实施，则上述方法可以作为一个或多个指令或代码而被存储在非暂时性计算机可读介质上。计算机可读介质包括数据存储器。以示例性而非限制性的方式，这种计算机可读介质可以包括RAM，ROM，EEPROM，CD-ROM，闪存或其它类型的电存储介质、磁存储介质或光存储介质，或可用来携带或存储所期望的指令或数据结构形式的程序代码并可以被通用计算机的处理器访问的任何其它介质。
为了清楚起见，本文中没有公开各个方面的所有例程特征。应当领会的是，在本发明的任何实际的实现方式的开发中，必须做出许多特定实现方式的决定，以便实现开发者的特定目标，并且这些特定目标将对于不同的实现方式和不同的开发者变化。应当领会的是，这种开发努力会是复杂的且费时的，但对于了解本发明的优点的本领域的普通技术人员来说仍然是工程的例行任务。
此外，应当理解的是，本文中所使用的措辞或术语出于描述而非限制的目的，从而本说明书的术语或措辞应当由本领域技术人员根据本文中所提出的教导和指导结合相关领域技术人员的知识来解释。此外，不旨在将本说明书或权利要求中的任何术语归于不常见的或特定的含义，除非明确如此阐述。
本文中所公开的各个方面包括本文中以说明性方式所引用的已知模块的现在和未来知道的等同物。此外，尽管已经示出并描述了各个方面和应用，但是对于了解本发明的优点的本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本文中所公开的发明构思的情况下，相比于上文所提及的内容而言的更多修改是可行的。

Claims (18)

1.一种用于检测在计算设备的操作系统中发生的异常事件的方法，所述方法包括：
在执行软件进程期间，检测在所述计算设备的所述操作系统中发生的至少一个事件；
确定在执行所述软件进程期间检测到的在所述操作系统中发生的所述至少一个事件的上下文，其中，确定所述上下文包括确定以下至少一者：
包含在检测到的所述至少一个事件发生的时刻正在执行的代码的所述软件进程的地址空间的转储；
与从至少最后分支记录和分支轨迹存储的跳转相关的数据；以及
在检测到的所述至少一个事件发生之前在所述软件进程中加载的可执行的软件程序代码的列表；
基于所确定的检测到的所述至少一个事件的所述上下文的选择的特征，形成检测到的所述至少一个事件的卷积；
通过轮询包含与在多个客户端设备中发生的多个检测到的事件的频率相关的数据的数据库，确定所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积的普及度，所述多个检测到的事件与检测到的所述至少一个事件相对应；以及
如果所确定的所述普及度小于阈值，则确定检测到的所述至少一个事件是异常事件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定检测到的所述至少一个事件的上下文包括：确定在检测到的所述至少一个事件发生时刻的调用堆栈，其中，所述调用堆栈提供以下至少一者：在所述时刻正在执行的程序和正在执行的函数的列表、包含所述程序和所述函数的模块的列表、以及正在传输至所述模块的所有参数的数据类型和所有参数的值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积包括以下至少一者：量化所确定的所述上下文的选择的所述特征、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行排序、合并所确定的所述上下文的选择的所述特征、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行分组、配置所确定的所述上下文的选择的所述特征的数据集、对所确定的所述上下文的选择的所述特征的值进行表格化、计算所确定的所述上下文的选择的所述特征的值、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行数据编码、以及归一化所确定的所述上下文的选择的所述特征。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过将所确定的所述上下文的选择的所述特征卷积成字符串来生成散列值，以形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积；以及
通过将生成的所述散列值与所述数据库中的散列值列表进行比较以确定在所述多个客户端设备中发生的所述多个检测到的事件的所述频率，来确定所形成的所述卷积的所述普及度。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过将所确定的所述上下文的选择的所述特征卷积成坐标值来生成向量，以形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积；以及
通过将生成的向量值与所述数据库中的向量列表进行比较以确定在所述多个客户端设备中发生的所述多个检测到的事件的所述频率，来确定所形成的所述卷积的所述普及度。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积与先前形成的安全事件的卷积的列表进行比较；以及
如果所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积不在所述先前形成的安全事件的卷积的列表上，则确定检测到的所述至少一个事件为异常事件。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个检测到的事件的所述频率包括以下至少一者：在检测到所述至少一个事件的当前时刻的所述多个检测到的事件的总数、以及在所述当前时刻各自经历检测到的所述至少一个事件的客户端设备的总数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，轮询所述数据库包括以下至少一者：轮询与在所有可访问的子网内的第一多个客户端设备相关联的全局数据库，以及轮询与在设备的单个子网内的第二多个客户端设备相关联的局部数据。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：当检测到的所述至少一个事件被确定为是异常事件时，删除和/或隔离所述软件进程。
10.一种用于检测在计算设备的操作系统中发生的异常事件的系统，所述系统包括：
数据库，所述数据库包含与在多个客户端设备中发生的多个检测到的事件的频率相关的数据；和
软件代理，所述软件代理在由计算机处理器执行时被配置成：
在执行软件进程期间，检测在所述计算设备的所述操作系统中发生的至少一个事件；
确定在执行所述软件进程期间检测到的在所述操作系统中发生的所述至少一个事件的上下文，其中，确定所述上下文包括确定以下至少一者：
包含在检测到的所述至少一个事件发生的时刻正在执行的代码的所述软件进程的地址空间的转储；
与从至少最后分支记录和分支轨迹存储的跳转相关的数据；以及
在检测到的所述至少一个事件发生之前在所述软件进程中加载的可执行的软件程序代码的列表；
基于所确定的检测到的所述至少一个事件的所述上下文的选择的特征，形成检测到的所述至少一个事件的卷积；
通过轮询包含与在所述多个客户端设备中发生的所述多个检测到的事件的所述频率相关的数据的所述数据库，确定所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积的普及度，所述多个检测到的事件与检测到的所述至少一个事件相对应；以及
如果所确定的所述普及度小于阈值，则确定检测到的所述至少一个事件是异常事件。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述软件代理还配置成：通过确定在检测到的所述至少一个事件发生时刻的调用堆栈来确定检测到的所述至少一个事件的上下文，其中，所述调用堆栈提供以下至少一者：在所述时刻正在执行的程序和正在执行的函数的列表、包含所述程序和所述函数的模块的列表、以及正在传输至所述模块的所有参数的数据类型和所有参数的值。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述软件代理还配置成通过以下至少一者来形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积：量化所确定的所述上下文的选择的所述特征、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行排序、合并所确定的所述上下文的选择的所述特征、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行分组、配置所确定的所述上下文的选择的所述特征的数据集、对所确定的所述上下文的选择的所述特征的值进行表格化、计算所确定的所述上下文的选择的所述特征的值、对所确定的所述上下文的选择的所述特征进行数据编码、以及归一化所确定的所述上下文的选择的所述特征。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述软件代理还配置成：
通过将所确定的所述上下文的选择的所述特征卷积成字符串来生成散列值，以形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积；以及
通过将生成的所述散列值与所述数据库中的散列值列表进行比较以确定在所述多个客户端设备中发生的所述多个检测到的事件的所述频率，来确定所形成的所述卷积的所述普及度。
14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述软件代理还配置成：
通过将所确定的所述上下文的选择的所述特征卷积成坐标值来生成向量，以形成检测到的所述至少一个事件的所述卷积；以及
通过将生成的向量值与所述数据库中的向量列表进行比较以确定在所述多个客户端设备中发生的所述多个检测到的事件的所述频率，来确定所形成的所述卷积的所述普及度。
15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述软件代理还配置成：
将所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积与先前形成的安全事件的卷积的列表进行比较；以及
如果所形成的检测到的所述至少一个事件的所述卷积不在所述先前形成的安全事件的卷积的列表上，则确定检测到的所述至少一个事件为异常事件。
16.根据权利要求10所述的系统，其中，所述多个检测到的事件的所述频率包括以下至少一者：在检测到所述至少一个事件的当前时刻的所述多个检测到的事件的总数、以及在所述当前时刻各自经历检测到的所述至少一个事件的客户端设备的总数。
17.根据权利要求10所述的系统，其中，所述软件代理还配置成轮询以下至少一者：与在所有可访问的子网内的第一多个客户端设备相关联的全局数据库，以及与在设备的单个子网内的第二多个客户端设备相关联的局部数据。
18.根据权利要求10所述的系统，其中，所述软件代理还配置成：当检测到的所述至少一个事件被确定为是异常事件时，执行删除所述软件进程以及隔离所述软件进程中的至少一者。
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