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應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的總體框架
1. 前言
隨著計算機技術的飛速發(fā)展,信息技術在社會各個領域中得到廣泛應用,信息安全問題也日益突出�！�中國互聯(lián)網安全報告(2008年)》指出,"2008年網絡安全事件總數(shù)與去年同期相比大量增加”。信息安全問題越來越受到人們的關注。
計算機網絡、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是目前信息系統(tǒng)的三大支撐平臺,三者密不可分,其中任何一個出現(xiàn)安全漏洞都有可能威脅到整個信息系統(tǒng)的安全。
目前,計算機網絡、操作系統(tǒng)的安全性己經受到了人們的高度重視,各種安全技術層出不窮,相應的入侵檢測技術也得到較大提升,為網絡級和操作系統(tǒng)級的安全提供了有力的保障。數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲和管理的核心,其安全性對于信息系統(tǒng)來說同樣是至關重要的。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了身份認證、訪問控制、數(shù)據(jù)加密及審計跟蹤等傳統(tǒng)安全機制,在一定程度上保障了數(shù)據(jù)庫的安全。
本文制定了應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的設計目標,針對現(xiàn)有信息系統(tǒng)結構的特點給出了本系統(tǒng)實現(xiàn)的思路,根據(jù)實現(xiàn)思路給出應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的組成,說明本系統(tǒng)的總體流程。
2. 入侵檢測系統(tǒng)設計目標及實現(xiàn)思路
應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的設計目標是從應用級上實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫入侵檢測,并提高入侵檢測的準確率。由此,具體設計目標如下:
1)實現(xiàn)應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測。由常用數(shù)據(jù)庫攻擊方式可以看出,應用系統(tǒng)的漏洞己經成為數(shù)據(jù)庫安全的主要威脅之一,從應用級上對系統(tǒng)進行保護是信息安全的重要途徑。已有的研究本文實現(xiàn)應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測提供了支持。
2)行為檢測與SQL語句結構檢測相結合。目前針對數(shù)據(jù)庫的入侵檢測主要分為基于用戶訪問行為的數(shù)據(jù)庫入侵檢測和基于SQL語句結構的數(shù)據(jù)庫入侵檢測兩個研究方法,它們各自的側重點不同,各有優(yōu)缺點。本文在設計系統(tǒng)結構時,融合了行為檢測和SQL語句結構檢測兩種方法,使其相輔相成,優(yōu)勢互補。
3)提高入侵檢測準確率。入侵檢測系統(tǒng)的誤報率和漏報率是入侵檢測準確率的兩個重要指標。降低誤報率和漏報率是相關研究人員的主要目標之一,這同樣也是本文設計的主要目標之一。
針對上述數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的結構特點,入侵檢測系統(tǒng)設計從以下幾個方面實施應用級入侵檢測:
(1)針對SQL語句結構進行檢測。數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)具有固定的SQL語句結構為系統(tǒng)實現(xiàn)對SQL語句結構的檢測提供了可能性。同時,固定的結構使系統(tǒng)可以建立相對完善的規(guī)則庫,在對SQL語句結構進行檢測時,可以準確地檢測出異常的語句結構。
(2)針對系統(tǒng)行為進行檢測。系統(tǒng)完成某項特定任務必須執(zhí)行一組固定的SQL語句,且它們的數(shù)量和執(zhí)行順序很穩(wěn)定,通過抽象化這些行為可以形成系統(tǒng)的行為模式,達到行為檢測的目的。
(3)針對SQL數(shù)據(jù)操作行為的檢測。SQL語句一般包含兩部分信息,一部分是SQL的指令部分;另一部分是,SQL語句操作的數(shù)據(jù)部分。對于不同的終端用戶執(zhí)行同一個操作時,SQL語句指令部分往往相同,數(shù)據(jù)部分相差較大,且對于不同的用戶類型呈現(xiàn)一定的規(guī)律。對SQL數(shù)據(jù)操作行為的檢測可以防御合法用戶的越權訪問。
應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)從上述三個層次展開。與現(xiàn)有系統(tǒng)只針對單個SQL語句檢測的單一方案相比,本系統(tǒng)設計的檢測方法更全面細致,能準確地檢測入侵行為。同時改進數(shù)據(jù)庫入侵檢測模式建立與匹配的方法,進一步提高了檢測的準確度。
3. 入侵系統(tǒng)組成
根據(jù)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)特點的分析,給出了一種應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)總體結構,分別針對SQL語句結構、SQL語句操作的數(shù)據(jù)及SQL語句執(zhí)行序列進行分析,從三個層面實施入侵檢測,既對用戶“做什么”進行了檢測,又進一步檢測用戶“怎么做”。
(1)數(shù)據(jù)采集器:主要負責收集數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行過濾及預處理。數(shù)據(jù)源來自中間層和數(shù)據(jù)庫日志。
(2)SQL解析器:完成SQL語句的解析,以便檢測單元能對其進行處理。
(3)SQL檢測單元:分析SQL語句結構,對單個SQL語句進行分析處理,包括對SQL語句結構和SQL數(shù)據(jù)操作行為的檢測。
(4)行為檢測單元:分析系統(tǒng)行為。
(5)響應單元:響應單元對接受到的事件信息做出相應的處理。
系統(tǒng)結構設計借鑒了入侵檢測系統(tǒng)的通用結構設計,包含了入侵檢測系統(tǒng)的主要功能模塊。但對于應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)來說,本文設計的系統(tǒng)更具針對性。
4. 結論
本章基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的主要特點,將入侵檢測思想和關系數(shù)據(jù)庫中用戶的操作特點,以及在應用系統(tǒng)中的行為特征相結合,給出了應用級數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的總體框架設計方案。
根據(jù)預期設計目標,系統(tǒng)針對應用層的入侵進行數(shù)據(jù)庫入侵檢測,從SQL語句結構、SQL語句數(shù)據(jù)操作行為和系統(tǒng)行為三個層次實施數(shù)據(jù)庫入侵檢測,與現(xiàn)有系統(tǒng)只對單個SQL語句檢測的方案相比,本系統(tǒng)從三個層次上的檢測更加全面和細致,同時,通過改進模式建立與匹配方法進一步提高了系統(tǒng)的準確率。
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