CN112422540A - 一种拟态waf中的执行体动态变换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拟态WAF中的执行体动态变换方法，该方法基于拟态思想，有利于防御针对拟态WAF的恶意攻击。本发明设计了随机变换模块、相似度对比模块、多模判决模块和输入输出模块。在每一次拟态裁决之后，该系统能够根据上一次的裁决结果对执行体进行动态变换和替换，首先对判断错误的执行体进行下线，并在执行体集中选择与其异构度最大的执行体进行替换，其余判断正确的执行体进行构建随机变换，该方法能够保证拟态WAF中的执行体动态变换，有利于抵抗恶意攻击。

Description

一种拟态WAF中的执行体动态变换方法
技术领域
本发明属于网络安全技术领域，尤其涉及一种拟态WAF中的执行体动态变换方法。
背景技术
由于云计算领域的快速发展，云安全问题的解决就显得尤为重要，而未知漏洞或后门很大的威胁了云安全。网络空间拟态防御(CMD，cyber mimic defense)是由邬江兴院士提出的改变游戏规则的一项新技术，将拟态防御技术应用到云服务，抵御攻击，加强安全效能。
动态性是指在不同时刻下轮换对外呈现的工作执行体，是一种主动防御手段。目前计算机系统的静态性质使其易于攻击，难以防御，攻击者具有不对称的优势，因为他们具备充足的时间研究系统，识别漏洞，且能够自由的选择攻击的时间和地点来获得最大的利益，而动态防御的思想是使系统动态化，通过不断变化的系统和不断变化的攻击面，使得攻击者将和防御者一样，不得不面对很大的不确定性，难以预测和探索。
采用动态防御技术可以阻断攻击链，攻击链模型包括探测扫描阶段，渗透攻击阶段，攻陷入侵阶段，安装工具阶段以及恶意行为阶段。动态感知着眼于全球范围的攻击行为，通过专业化、智能化的大数据挖掘、分析、发现和溯源，还原整个攻击过程，找到安全薄弱点，最终能够部署对抗措施，提升覆盖已知威胁和未知威胁的主动防御能力，将安全隐患消灭于萌芽阶段。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种拟态WAF中的执行体动态变换方法。本发明对WAF架构进行优化，使得WAF具有动态性与异构性，增强了WAF自身安全性，使得攻击者攻击成功的概率大大降低。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种拟态WAF中的执行体动态变换方法，该方法包括以下步骤：
(1)搭建多个WAF异构体，具体为：
(1.1)部署N个云服务器A＝{ei|i＝1,2,...N}，其中ei为第i个云服务器，从虚拟化技术、操作系统和微容器软件等角度对A进行异构化处理；
(1.2)在每个云服务器上部署n个异构构件R＝{Rij|i＝1,2,...N,j＝1,2,...,n}；
(2)部署冗余异构体集合E＝{El|l＝1,2,..,m}。
(3)计每个云服务器ei对输入流量的裁决结果为h，h∈{0,1}，其中h＝0代表判断为正常流量，h＝1代表判断为恶意流量。
(4)根据最终拟态裁决结果，对执行体进行动态变换，具体为：
(4.1)若最终拟态裁决结果为0，则替换裁决结果为1的所有云服务器，反之，则替换所有裁决结果为0的云服务器，具体步骤为：
(4.1.1)计算冗余异构体集合E中每一个冗余异构体El与判断错误的云服务器ei的相似度。
(4.1.2)选取值相似度最小的冗余异构体El与云服务器ei进行替换；
(4.2)对于判断正确的云服务器ei，对其异构构件Rij进行随机交换，将同一个云服务器中的异构构件重新排序。
(5)根据步骤(4)的动态变换结果得到新的云服务器集A。
本发明的有益效果是：本发明可以使错误判断的执行体下线的同时，保证其他执行体的快速动态变换，首先将与拟态裁决结果不一致的异构体进行下线，然后对其他异构体的异构元素进行动态变换，利于保持拟态WAF架构的动态性，加强拟态WAF的恶意流量抵御能力。
附图说明
图1是异构体动态变换方法总体架构图。
具体实施方式
动态性是指在不同时刻下轮换对外呈现的工作执行体，是一种主动防御手段。本发明通过设计一种拟态WAF中执行体动态变化方法，设计了随即变换模块、相似度对比模块、多模判决模块和输入输出模块。在每一次拟态裁决之后，该系统能够根据上一次的裁决结果对执行体进行动态变换和替换，首先对判断错误的执行体进行下线，并在执行体集中选择与其异构度最大的执行体进行替换，其余判断正确的执行体进行构建随机变换，该方法能够保证拟态WAF中的执行体动态变换，有利于抵抗恶意攻击。
如图1所示，本发明一种拟态WAF中的执行体动态变换方法，包括以下步骤：
1、搭建多个WAF异构体，具体为：
1.1、部署N个云服务器A＝{ei|i＝1,2,...N}，其中ei为第i个云服务器，从虚拟化技术、操作系统、微容器软件等角度对A进行异构化处理。
1.2、在每个云服务器上部署n个异构构件R＝{Rij|i＝1,2,...N,j＝1,2,...,n}，Rij表示第i个云服务器上的第j个异构构件。
2、部署冗余异构体集合E＝{El|l＝1,2,..,m}。
3、计每个云服务器ei对输入流量的裁决结果为h，h∈{0,1}，h＝0代表判断输入流量为正常流量，h＝1代表判断输入流量为恶意流量；将N个云服务器的裁决结果h输入多模裁决模块得到最终拟态裁决结果。
4、对执行体进行动态变换，具体为：
4.1、对于判断错误的云服务器ei，用冗余异构体替换，具体为：若步骤(3)多模裁决模块得到的最终拟态裁决结果为0，则替换裁决结果为1的所有云服务器ei，反之若最终拟态裁决结果为1，则替换所有裁决结果为0的云服务器ei，具体为：
4.1.1、计算冗余异构体集合E中每一个冗余异构体El与判断错误的云服务器ei的相似度。
4.1.2、选取与判断错误的云服务器ei相似度的值最小的冗余异构体El进行替换。
4.2、对于判断正确的云服务器ei，对其异构构件Rij进行随机交换，具体为：
4.2.1、将异构构件集R中第一个下角标i相同的元素Rij组成同质元素集Ri，对第二个下角标的序列j进行快速排序，得到顺序T；
4.2.2、按照顺序T对Ri中的异构构件元素进行重新排序；
5、根据步骤4中得到的每一个Rij重新组合成为新的云服务器集A。
本发明的目的在于对拟态WAF的架构进行优化，提供一种拟态WAF中的执行体动态变化方法，设计了一种构件的动态变换和替换方法，利于保持拟态WAF架构的动态性，加强拟态WAF的恶意流量抵御能力。

Claims (1)

1.一种拟态WAF中的执行体动态变换方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)搭建多个WAF异构体，具体为：
(1.1)部署N个云服务器A＝{ei|i＝1,2,...N}，其中ei为第i个云服务器，从虚拟化技术、操作系统和微容器软件等角度对A进行异构化处理；
(1.2)在每个云服务器上部署n个异构构件R＝{Rij|i＝1,2,...N,j＝1,2,...,n}；
(2)部署冗余异构体集合E＝{El|l＝1,2,..,m}。
(3)计每个云服务器ei对输入流量的裁决结果为h，h∈{0,1}，其中h＝0代表判断为正常流量，h＝1代表判断为恶意流量。
(4)根据最终拟态裁决结果，对执行体进行动态变换，具体为：
(4.1)若最终拟态裁决结果为0，则替换裁决结果为1的所有云服务器，反之，则替换所有裁决结果为0的云服务器，具体步骤为：
(4.1.1)计算冗余异构体集合E中每一个冗余异构体El与判断错误的云服务器ei的相似度。
(4.1.2)选取值相似度最小的冗余异构体El与云服务器ei进行替换；
(4.2)对于判断正确的云服务器ei，对其异构构件Rij进行随机交换，将同一个云服务器中的异构构件重新排序。
(5)根据步骤(4)的动态变换结果得到新的云服务器集A。
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