CN112822198A - 面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法 - Google Patents

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Abstract

为了克服现有的基于概率数据包标记技术难以进行单包溯源、易引起与现有协议的兼容性等问题，本发明提出一种面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，引入网络信标技术，通过对受监测目标流量的网络层、传输层、应用层三层协议中的某些精心选择字段进行网络信标构造植入，形成具有隐蔽性、稳定性、易检测性的网络信标植入；有针对性的开展基于多层协议特定字段内容的网络信标检测，识别定位具有植入网络信标的流量，选取或组合使用网络层、传输层、应用层三层协议中的合适字段进行网络信标植入，通过协同监测检测的方式开展攻击路径的还原，可以进行基于单包信标发现的追踪溯源。

Description

面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法
技术领域
本发明涉及计算机网络安全领域，尤其涉及一种面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法。
背景技术
目前，随着互联网技术的应用和发展，网络攻击者对企业网、电信网、省网、国际网等关键业务网以及网络基础设施造成了严重的威胁。攻击者为了隐藏自身的身份和流量源，一般会采用多级跳板转发的方式来规避追踪溯源，极大地增加了安全防御方对攻击者追踪溯源的难度。
基于海量威胁情报关联分析追踪溯源技术存在威胁情报不能及时更新而导致追踪溯源效果差的问题。此外，现有追踪溯源技术面对未知攻击难以进行有效感知，难以实现对攻击活动高效稳定的追踪溯源。现有的基于概率数据包标记技术，检测端需要收到较多的数据包才能够重构攻击路径，难以进行单包溯源，同时信标植入需要在TP报头预留较多信息域，易引起与现有协议的兼容性问题，有可能导致网络信标被路由器强制清除。
如何实现对攻击活动高效稳定的追踪溯源，是当前迫切需要解决的一个问题。
发明内容
为了克服现有的基于概率数据包标记技术难以进行单包溯源、易引起与现有协议的兼容性等问题，本发明提出一种面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，引入网络信标技术，通过对受监测目标流量的网络层、传输层、应用层三层协议中的某些精心选择字段进行网络信标构造植入，形成具有隐蔽性、稳定性、易检测性的网络信标植入。在检测设备上，有针对性的开展基于多层协议特定字段内容的网络信标检测，识别定位具有植入网络信标的流量。选取或组合使用网络层、传输层、应用层三层协议中的合适字段进行网络信标植入，能够适应对多种非加密变换型攻击路径的追踪。选取网络层、传输层、应用层三层协议中的合适字段进行网络信标植入，通过协同监测检测的方式开展攻击路径的还原，可以进行基于单包信标发现的追踪溯源。
本发明公开了一种面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，其步骤包括：
S1，基于多层协议的网络信标植入，依据网络信标植入的层级，包括应用层协议信标植入、传输层协议信标植入、网络层协议信标植入。
基于多层协议的网络信标植入的具体步骤为：
S11，依据追踪目标的网络流量协议类型和网络构建类型，选择使用应用层协议信标植入、传输层协议信标植入、网络层协议信标植入中的一种或多种；
S12，若选择在应用层进行网络信标注入，选择HTTP、SSL/TLS、DNS等协议报文的特定位置植入网络信标，并提供对其他应用层协议网络信标植入的扩展能力；
S121，HTTP协议网络信标植入，是在HTTP头部的可自定义字段植入信标，具体的，选择在HTTP头部的请求包中的User-Agent字段植入具有识别性、伪装性的网络信标字符串，或者选择在HTTP头部的应答包中的Expires字段植入网络信标字符串，该字符串的内容是一个固定应答过期时间的设置值。
S122，SSL/TLS协议网络信标植入，为了实现植入的隐蔽性和无干扰性，选择在SSL/TLS协议握手阶段的ClientHello包内的支持密码算法套件和摘要算法套件中添加自定义的具有特定特征的网络信标信息，如特定的二进制字符串；该网络信标信息为32比特长度且既有唯一识别性也有伪装性的代表算法套件的二进制字符串。
S123，DNS协议网络信标植入，是在不影响目标DNS协议流量通联和内容交互的情况下，添加指向自定义唯一域名服务器的网络信标解析请求包，如Name：Insertdomainname.com。
S13，若选择在传输层进行网络信标植入，选择可变长度的TCP协议报头的可选字段部分植入网络信标；
S14，若选择在网络层进行网络信标植入，选择TP报头部分的数据报ID字段植入网络信标。
S15，将植入信标的网络数据流通过网络进行传输。
S2，基于多层协议的网络信标检测，依托网络关口或路由节点，探测关口流量中是否出现植入的网络信标。根据网络信标检测的网络层级，包括网络层协议信标检测、传输层协议信标检测、应用层协议信标检测。
基于多层协议的网络信标检测的具体步骤包括：
S21，依据追踪目标的网络流量协议类型和网络构建类型，对网络信标所在的层级进行检测；
S22，判断网络信标是否在网络层，是通过对网络层TP协议TP报头部分的数据报ID字段进行网络信标匹配检测，若IP报头部分的数据报ID字段与植入的网络信标内容一致，则检测到TP协议网络信标；
S23，判断网络信标是否在传输层，是通过对传输层TCP协议报头可选字段部分进行网络信标匹配检测，若传输层TCP协议报头可选字段部分与植入的网络信标内容一致，则判断检测到TCP协议网络信标；
S24，判断网络信标是否在应用层，是通过对应用层HTTP、SSL/TLS、DNS等协议报文的特定位置内容进行网络信标匹配检测，具体包括：
S241，对应用层HTTP协议网络进行信标检测，是对HTTP头部的可自定义字段内容进行匹配检测，若HTTP协议请求包中的User-Agent字段的内容或HTTP协议应答包中的Expires字段的内容与植入的网络信标内容一致，则判断检测到HTTP协议网络信标；
S242，对应用层SSL/TLS协议网络进行信标检测，是通过对SSL/TLS协议握手阶段的ClientHello包内的支持密码算法套件和摘要算法套件进行识别，判断其是否与对应植入的内容一致，若一致则判断检测到SSL/TLS协议网络信标；
S243，对应用层DNS协议网络进行信标检测，是对DNS协议中设定的特定域名进行检测，若在DNS协议中发现设定的特定域名，则判断检测到DNS协议网络信标。
S3，根据检测恢复出的网络信标，判断数据流的关联性，并对网络数据流进行流量分析，根据流量分析结果，掌控监测流量数据整体路径的走向，通过综合情报分析、蜜罐仿真诱捕、攻击主体溯源定性，实现对各类网络威胁活动的追踪溯源，并对溯源结果进行态势感知及显示。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述的基于多层协议的网络信标植入检测方法，通过协同监测检测的方式开展攻击路径的还原，进行基于单包信标发现的追踪溯源；通过选择合适的字段进行网络信标植入，避免网络信标在传输过程中遭到强制清除。
2、本发明所述的基于多层协议的网络信标植入检测方法，选择或组合使用应用层协议信标植入、传输层协议信标植入、网络层协议信标植入，具备应用层、传输层、网络层三层协议的网络信标植入能力，适应对多种非加密变换型攻击路径的追踪。
附图说明
图1为本发明方法的技术方案示意图。
图2为本发明方法的流程图。
图3为本发明方法的基于多层协议的网络信标植入流程。
图4为本发明方法的基于多层协议的网络信标检测流程。
具体实施方式
为了更好的了解本发明内容，这里给出一个实施例。
为了克服现有的基于概率数据包标记技术难以进行单包溯源、易引起与现有协议的兼容性等问题，本发明提出一种面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，引入网络信标技术，通过对受监测目标流量的网络层、传输层、应用层三层协议中的某些精心选择字段进行网络信标构造植入，形成具有隐蔽性、稳定性、易检测性的网络信标植入。在检测设备上，有针对性的开展基于多层协议特定字段内容的网络信标检测，识别定位具有植入网络信标的流量。选取或组合使用网络层、传输层、应用层三层协议中的合适字段进行网络信标植入，能够适应对多种非加密变换型攻击路径的追踪。选取网络层、传输层、应用层三层协议中的合适字段进行网络信标植入，通过协同监测检测的方式开展攻击路径的还原，可以进行基于单包信标发现的追踪溯源。该技术方案示意图如图1所示。
本发明公开了一种面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，其步骤包括：
S1，基于多层协议的网络信标植入，依据网络信标植入的层级，包括应用层协议信标植入、传输层协议信标植入、网络层协议信标植入。
基于多层协议的网络信标植入的具体步骤为：
S11，依据追踪目标的网络流量协议类型和网络构建类型，选择使用应用层协议信标植入、传输层协议信标植入、网络层协议信标植入中的一种或多种；
S12，若选择在应用层进行网络信标注入，选择HTTP、SSL/TLS、DNS等协议报文的特定位置植入网络信标，并提供对其他应用层协议网络信标植入的扩展能力；
S121，HTTP协议网络信标植入，是在HTTP头部的可自定义字段植入信标，具体的，选择在HTTP头部的请求包中的User-Agent字段植入具有识别性、伪装性的网络信标字符串，或者选择在HTTP头部的应答包中的Expires字段植入网络信标字符串，该字符串的内容是一个固定应答过期时间的设置值。
S122，SSL/TLS协议网络信标植入，为了实现植入的隐蔽性和无干扰性，选择在SSL/TLS协议握手阶段的ClientHello包内的支持密码算法套件和摘要算法套件中添加自定义的具有特定特征的网络信标信息，如特定的二进制字符串；该网络信标信息为32比特长度且既有唯一识别性也有伪装性的代表算法套件的二进制字符串。
S123，DNS协议网络信标植入，是在不影响目标DNS协议流量通联和内容交互的情况下，添加指向自定义唯一域名服务器的网络信标解析请求包，如Name：Insertdomainname.com。
S13，若选择在传输层进行网络信标植入，选择可变长度的TCP协议报头的可选字段部分植入网络信标；
S14，若选择在网络层进行网络信标植入，选择TP报头部分的数据报ID字段植入网络信标。
S15，将植入信标的网络数据流通过网络进行传输。
S2，基于多层协议的网络信标检测，依托网络关口或路由节点，探测关口流量中是否出现植入的网络信标。根据网络信标检测的网络层级，包括网络层协议信标检测、传输层协议信标检测、应用层协议信标检测。
基于多层协议的网络信标检测的具体步骤包括：
S21，依据追踪目标的网络流量协议类型和网络构建类型，对网络信标所在的层级进行检测；
S22，判断网络信标是否在网络层，是通过对网络层TP协议TP报头部分的数据报ID字段进行网络信标匹配检测，若TP报头部分的数据报ID字段与植入的网络信标内容一致，则检测到IP协议网络信标；
S23，判断网络信标是否在传输层，是通过对传输层TCP协议报头可选字段部分进行网络信标匹配检测，若传输层TCP协议报头可选字段部分与植入的网络信标内容一致，则判断检测到TCP协议网络信标；
S24，判断网络信标是否在应用层，是通过对应用层HTTP、SSL/TLS、DNS等协议报文的特定位置内容进行网络信标匹配检测，具体包括：
S241，对应用层HTTP协议网络进行信标检测，是对HTTP头部的可自定义字段内容进行匹配检测，若HTTP协议请求包中的User-Agent字段的内容或HTTP协议应答包中的Expires字段的内容与植入的网络信标内容一致，则判断检测到HTTP协议网络信标；
S242，对应用层SSL/TLS协议网络进行信标检测，是通过对SSL/TLS协议握手阶段的ClientHello包内的支持密码算法套件和摘要算法套件进行识别，判断其是否与对应植入的内容一致，若一致则判断检测到SSL/TLS协议网络信标；
S243，对应用层DNS协议网络进行信标检测，是对DNS协议中设定的特定域名进行检测，若在DNS协议中发现设定的特定域名，则判断检测到DNS协议网络信标。
S3，根据检测恢复出的网络信标，判断数据流的关联性，并对网络数据流进行流量分析，根据流量分析结果，掌控监测流量数据整体路径的走向，通过综合情报分析、蜜罐仿真诱捕、攻击主体溯源定性，实现对各类网络威胁活动的追踪溯源，并对溯源结果进行态势感知及显示。
本发明方法的流程图如图2所示，本方法主要包括流量解析、网络信标植入层次选择、信标生成、信标植入、流量检测、信标检测、信标还原、流量分析。
基于多层协议的网络信标植入的流程图如图3所示。基于多层协议的网络信标检测流程图如图4所示。依据追踪目标的网络流量协议类型和网络构建类型，选择或组合使用应用层协议信标植入、传输层协议信标植入、网络层协议信标植入方式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，其特征在于，其步骤包括：
S1，基于多层协议的网络信标植入，依据网络信标植入的层级，包括应用层协议信标植入、传输层协议信标植入、网络层协议信标植入；
S2，基于多层协议的网络信标检测，依托网络关口或路由节点，探测关口流量中是否出现植入的网络信标；根据网络信标检测的网络层级，包括网络层协议信标检测、传输层协议信标检测、应用层协议信标检测；
S3，根据检测恢复出的网络信标，判断数据流的关联性，并对网络数据流进行流量分析，根据流量分析结果，掌控监测流量数据整体路径的走向，通过综合情报分析、蜜罐仿真诱捕、攻击主体溯源定性，实现对各类网络威胁活动的追踪溯源，并对溯源结果进行态势感知及显示。
2.一种如权利要求1所述的面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，其特征在于，步骤S1所述的基于多层协议的网络信标植入，其具体步骤为：
S11，依据追踪目标的网络流量协议类型和网络构建类型，选择使用应用层协议信标植入、传输层协议信标植入、网络层协议信标植入中的一种或多种；
S12，若选择在应用层进行网络信标注入，选择HTTP、SSL/TLS、DNS协议报文的特定位置植入网络信标，并提供对其他应用层协议网络信标植入的扩展能力；
S13，若选择在传输层进行网络信标植入，选择可变长度的TCP协议报头的可选字段部分植入网络信标；
S14，若选择在网络层进行网络信标植入，选择IP报头部分的数据报ID字段植入网络信标；
S15，将植入信标的网络数据流通过网络进行传输。
3.一种如权利要求2所述的面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，其特征在于，所述的步骤S12，其具体包括：
S121，HTTP协议网络信标植入，是在HTTP头部的可自定义字段植入信标，具体的，选择在HTTP头部的请求包中的User-Agent字段植入具有识别性、伪装性的网络信标字符串，或者选择在HTTP头部的应答包中的Expires字段植入网络信标字符串；
S122，SSL/TLS协议网络信标植入，为了实现植入的隐蔽性和无干扰性，选择在SSL/TLS协议握手阶段的ClientHello包内的支持密码算法套件和摘要算法套件中添加自定义的具有特定特征的网络信标信息；该网络信标信息为32比特长度且既有唯一识别性也有伪装性的代表算法套件的二进制字符串；
S123，DNS协议网络信标植入，是在不影响目标DNS协议流量通联和内容交互的情况下，添加指向自定义唯一域名服务器的网络信标解析请求包。
4.一种如权利要求1所述的面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，其特征在于，步骤S2所述的基于多层协议的网络信标检测的具体步骤包括：
S21，依据追踪目标的网络流量协议类型和网络构建类型，对网络信标所在的层级进行检测；
S22，判断网络信标是否在网络层，是通过对网络层IP协议IP报头部分的数据报ID字段进行网络信标匹配检测，若IP报头部分的数据报ID字段与植入的网络信标内容一致，则检测到IP协议网络信标；
S23，判断网络信标是否在传输层，是通过对传输层TCP协议报头可选字段部分进行网络信标匹配检测，若传输层TCP协议报头可选字段部分与植入的网络信标内容一致，则判断检测到TCP协议网络信标；
S24，判断网络信标是否在应用层，是通过对应用层HTTP、SSL/TLS、DNS协议报文的特定位置内容进行网络信标匹配检测。
5.一种如权利要求4所述的面向追踪溯源应用的多层协议网络信标植入检测方法，其特征在于，所述的步骤S24，具体包括：
S241，对应用层HTTP协议网络进行信标检测，是对HTTP头部的可自定义字段内容进行匹配检测，若HTTP协议请求包中的User-Agent字段的内容或HTTP协议应答包中的Expires字段的内容与植入的网络信标内容一致，则判断检测到HTTP协议网络信标；
S242，对应用层SSL/TLS协议网络进行信标检测，是通过对SSL/TLS协议握手阶段的ClientHello包内的支持密码算法套件和摘要算法套件进行识别，判断其是否与对应植入的内容一致，若一致则判断检测到SSL/TLS协议网络信标；
S243，对应用层DNS协议网络进行信标检测，是对DNS协议中设定的特定域名进行检测，若在DNS协议中发现设定的特定域名，则判断检测到DNS协议网络信标。
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