對于目前層出不窮的惡意軟件攻擊，需要采用多種策略來提高系統(tǒng)的安全性。本文結(jié)合幾個(gè)案例對攻擊防護(hù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹。

1、防火墻

防火墻是眾多安全設(shè)備中的一種，是一種簡單有效的防護(hù)方式。防火墻的應(yīng)用存在兩個(gè)矛盾：一個(gè)是安全和方便的矛盾，另一個(gè)是效果與效能的矛盾。前者是指安全必然會帶來過程的繁瑣、造成使用的不便，后者是指想要達(dá)到更好的安全防護(hù)效果就需要消耗更多的資源。在設(shè)計(jì)合理可用的防火墻時(shí)往往需要考慮上述矛盾，并根據(jù)要求進(jìn)行權(quán)衡。

防火墻的提出和實(shí)現(xiàn)最早可以追溯到20世紀(jì)80年代。研究人員采用包過濾（Packet Filter）技術(shù)先后推出了電路層防火墻和應(yīng)用層防火墻，開發(fā)了基于動態(tài)包過濾技術(shù)的第4代防火墻和基于自適應(yīng)代理技術(shù)的防火墻。防火墻有其簡單的核心原理和運(yùn)行機(jī)制，以確保有效性。下面介紹防火墻的基本原理、分類、技術(shù)架構(gòu)等問題。

（1）防火墻的基本原理

防火墻是可以對計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)訪問進(jìn)行控制的一組軟件或硬件設(shè)備，也可以是固件。防火墻將網(wǎng)絡(luò)分為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)兩部分，而其自身就是這兩個(gè)部分之間的一道屏障。一般認(rèn)為防火墻就是隔離在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的一道執(zhí)行控制策略的防御系統(tǒng)。如圖1所示，防火墻是一種形象的說法，其科學(xué)本質(zhì)是建立在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的一個(gè)安全網(wǎng)關(guān)。

防火墻的核心原理是：分析出入的數(shù)據(jù)包，決定放行還是攔截，只允許符合安全設(shè)置的數(shù)據(jù)通過。從這一點(diǎn)來看，防火墻實(shí)質(zhì)上是一種隔離控制技術(shù)，是在不安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下構(gòu)造一種相對安全的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，它既是一個(gè)分析器，又是一個(gè)限制器。

防火墻的必要性和有效性的基本假設(shè)是：外部存在潛在的安全威脅，內(nèi)部絕對安全；內(nèi)外互通的數(shù)據(jù)全部流經(jīng)防火墻。

防火墻的作用是通過訪問控制來保證網(wǎng)絡(luò)安全，具體包括端口管理、攻擊過濾、特殊站點(diǎn)管理等。防火墻的具體作用如下。

1）強(qiáng)化安全策略，過濾掉不安全的服務(wù)和非法用戶，即過濾進(jìn)、出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，管理進(jìn)、出網(wǎng)絡(luò)的訪問行為，拒絕發(fā)往或者來自所選網(wǎng)點(diǎn)的請求通過防火墻。

2）監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的安全性，并報(bào)警。

3）利用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，將有限的動態(tài)地址或靜態(tài)地址與內(nèi)部的地址對應(yīng)起來，以緩解地址空間短缺的問題。

4）防火墻是進(jìn)出信息都必須通過的關(guān)口，適合收集關(guān)于系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)使用和誤用的信息。利用此關(guān)口，防火墻能在網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行信息記錄，其是審計(jì)和記錄使用費(fèi)用的一個(gè)最佳地點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)管理員可以在此提供連接的費(fèi)用情況，查出潛在的帶寬瓶頸位置，并能夠依據(jù)本機(jī)構(gòu)的核算模式提供部門級的計(jì)費(fèi)。

5）防火墻可以連接到一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)上，在物理上與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)隔開，并部署服務(wù)器以作為向外部發(fā)布內(nèi)部信息的地點(diǎn)。

防火墻一般由服務(wù)訪問規(guī)則、驗(yàn)證工具、包過濾、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)4個(gè)部分構(gòu)成，微觀上可以存在于路由器、服務(wù)器、PC端等多種設(shè)備中，宏觀上部署在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之間，如內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間、專用網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間等。

防火墻在運(yùn)行時(shí)原理上可選的安全認(rèn)證策略有3種：一種是肯定的，認(rèn)為只有被允許的訪問才可以放行，這可能會造成對安全訪問行為的誤殺；另一種是否定的，認(rèn)為只有被禁止的訪問才是不被允許的，這可能會導(dǎo)致未知的不安全訪問發(fā)生；還有一種是以上兩種策略的協(xié)調(diào)，即動態(tài)制定允許訪問與禁止訪問的條件。

（2）防火墻的分類

防火墻的實(shí)現(xiàn)有多種類型，基于其核心思想，根據(jù)分析數(shù)據(jù)的不同和安全防護(hù)機(jī)制的不同，其可以劃分為3種基本類型，基于這些基本類型可以構(gòu)建復(fù)合類型。各類型的防火墻介紹如下。

1）包過濾型防火墻

包過濾型防火墻工作在網(wǎng)絡(luò)層，因此又稱為網(wǎng)絡(luò)級防火墻。包過濾技術(shù)是指根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的原則對傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行過濾，其是最早出現(xiàn)的防火墻技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)拿總€(gè)數(shù)據(jù)包都可以分為兩部分：數(shù)據(jù)部分和包頭。包過濾技術(shù)就是在網(wǎng)絡(luò)的出口（如路由器）處分析通過的數(shù)據(jù)包中的包頭信息，判斷該包是否符合網(wǎng)絡(luò)管理員設(shè)定的規(guī)則，以確定是否允許數(shù)據(jù)包通過。一旦發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)則的數(shù)據(jù)包，防火墻就會將其丟棄。包過濾規(guī)則一般會基于某些或全部包頭信息，如數(shù)據(jù)的源地址和目標(biāo)地址、TCP源端口和目標(biāo)端口、IP類型、IP源地址等。

包過濾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是簡單實(shí)用、處理速度快、實(shí)現(xiàn)成本低、數(shù)據(jù)過濾對用戶透明等。同時(shí)其也有很多缺點(diǎn)，主要的缺點(diǎn)是安全性較低，不能徹底防止地址欺騙，正常的數(shù)據(jù)包過濾路由技術(shù)無法執(zhí)行某些安全策略。包過濾技術(shù)工作在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，與應(yīng)用層無關(guān)，因此，其無法識別基于應(yīng)用層的惡意侵入。

2）應(yīng)用代理（Application Proxies）型防火墻

代理服務(wù)器技術(shù)也稱為應(yīng)用層防火墻技術(shù)，它控制對應(yīng)用程序的訪問，能夠代替網(wǎng)絡(luò)用戶完成特定的TCP/IP功能。一個(gè)代理服務(wù)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)為特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。當(dāng)內(nèi)部客戶機(jī)要使用外部服務(wù)器的數(shù)據(jù)時(shí)，首先會將數(shù)據(jù)請求發(fā)送給代理服務(wù)器，代理服務(wù)器接收到該請求后會檢查其是否符合規(guī)則，如果符合，則代理服務(wù)器會向外部服務(wù)器索取數(shù)據(jù)，然后外部服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)會經(jīng)過代理服務(wù)器的檢測，由代理服務(wù)器傳輸給內(nèi)部客戶機(jī)。由于代理服務(wù)器技術(shù)徹底隔斷了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的直接通信，因此外部網(wǎng)絡(luò)的惡意侵害也就很難進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。

代理服務(wù)器技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是安全性較高，實(shí)施較強(qiáng)的數(shù)據(jù)流監(jiān)控、過濾和日志功能，可以方便地與其他安全手段集成等。同時(shí)其也有很多缺點(diǎn)，主要的缺點(diǎn)是訪問速度慢、對于每項(xiàng)服務(wù)代理可能會要求不同的服務(wù)器、代理對用戶不透明等。

3）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)化代理（NAT Proxies）型防火墻

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)是一種通過在防火墻上裝一個(gè)合法的IP地址集，把內(nèi)部私有網(wǎng)絡(luò)地址（IP地址）翻譯成合法網(wǎng)絡(luò)IP地址的技術(shù)。當(dāng)不同的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶向外連接時(shí)，使用一個(gè)公用的IP地址；當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶互相通信時(shí)，則使用內(nèi)部IP地址。

內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址對外部網(wǎng)絡(luò)來說是不可見的，這極大地提高了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性，同時(shí)這種技術(shù)也緩解了少量的IP地址和大量主機(jī)間的矛盾。當(dāng)然這種技術(shù)也有很多的局限，例如，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可以通過木馬程序利用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)與外部連接而穿越防火墻。

4）狀態(tài)檢測防火墻

狀態(tài)檢測技術(shù)采用的是一種基于連接的狀態(tài)檢測機(jī)制，能夠?qū)Ω鲗拥臄?shù)據(jù)進(jìn)行主動的、實(shí)時(shí)的檢測。當(dāng)防火墻接收到初始化連接的數(shù)據(jù)包時(shí)，會根據(jù)事先設(shè)定的規(guī)則對該數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢查，如果該數(shù)據(jù)包被接受，則在狀態(tài)表中記錄下該連接的相關(guān)信息，并將其作為以后制定安全決策的參考。對于后續(xù)的數(shù)據(jù)包，將它們與狀態(tài)表中記錄的連接內(nèi)容進(jìn)行比較，以決定是否接受它們。狀態(tài)檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是提高了系統(tǒng)的性能、安全性高等。同時(shí)其也有很多缺點(diǎn)，主要的缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)成本高、配置復(fù)雜、會降低網(wǎng)速等。

5）復(fù)合型防火墻

把前述的基于各種技術(shù)的防火墻整合成一個(gè)系統(tǒng)，即為復(fù)合型防火墻，其可構(gòu)筑多道防御，確保更高的安全。

（3）防火墻的技術(shù)架構(gòu)

從實(shí)現(xiàn)原理上分，防火墻的技術(shù)架構(gòu)可分為4類：網(wǎng)絡(luò)級防火墻（也叫包過濾型防火墻）、應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)、電路級網(wǎng)關(guān)和規(guī)則檢查防火墻。它們各有所長，具體使用哪一種或是否混合使用，要根據(jù)具體需要確定。

1）網(wǎng)絡(luò)級防火墻

網(wǎng)絡(luò)級防火墻一般是基于源地址和目的地址、應(yīng)用、協(xié)議以及每個(gè)IP包的端口來做出通過與否的判斷的。一個(gè)路由器便是一個(gè)“傳統(tǒng)”的網(wǎng)絡(luò)級防火墻，大多數(shù)路由器都能通過檢查信息來決定是否將所收到的包轉(zhuǎn)發(fā)，但它不能判斷出一個(gè)IP包來自何方、去向何處。防火墻會檢查每條規(guī)則直至發(fā)現(xiàn)包中的信息與某規(guī)則相符。如果沒有一條規(guī)則能符合，則防火墻就會使用默認(rèn)規(guī)則，一般情況下，默認(rèn)規(guī)則就是要求防火墻丟棄該包。其次，通過定義基于TCP或UDP數(shù)據(jù)包的端口號，防火墻能夠判斷是否允許建立特定的連接，如Telnet連接、FTP連接等。

2）應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)

應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)能夠檢查進(jìn)出的數(shù)據(jù)包，通過網(wǎng)關(guān)復(fù)制傳遞數(shù)據(jù)，防止受信任服務(wù)器和客戶機(jī)與不受信任的主機(jī)直接建立聯(lián)系。應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)能夠理解應(yīng)用層上的協(xié)議，能夠做復(fù)雜的訪問控制，以及精細(xì)的注冊和稽核。應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)針對特別的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)協(xié)議，即數(shù)據(jù)過濾協(xié)議，并且能夠?qū)?shù)據(jù)包進(jìn)行分析以形成相關(guān)的報(bào)告。應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)會給予某些易于登錄和控制所有輸出輸入的通信環(huán)境嚴(yán)格的控制，以防有價(jià)值的程序和數(shù)據(jù)被竊取。在實(shí)際工作中，應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)一般由專用工作站系統(tǒng)來充當(dāng)。但每一種協(xié)議都需要相應(yīng)的代理軟件，使用時(shí)工作量大，效率不如網(wǎng)絡(luò)級防火墻。應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)有較好的訪問控制性能，是最安全的防火墻技術(shù)，但其實(shí)現(xiàn)困難，而且有的應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)缺乏“透明度”。在實(shí)際使用中，用戶在受信任的網(wǎng)絡(luò)上通過防火墻訪問Internet時(shí)，經(jīng)常會出現(xiàn)時(shí)延問題并且必須進(jìn)行多次登錄才能訪問Internet或Intranet。

3）電路級網(wǎng)關(guān)

電路級網(wǎng)關(guān)用來監(jiān)控受信任的客戶或服務(wù)器與不受信任的主機(jī)間的TCP握手信息，進(jìn)而來決定該會話（Session）是否合法。電路級網(wǎng)關(guān)在OSI模型中的會話層上過濾數(shù)據(jù)包，這樣比包過濾防火墻要高兩層。電路級網(wǎng)關(guān)還提供了一個(gè)重要的安全功能：代理服務(wù)器（Proxy Server）。代理服務(wù)器是設(shè)置在Internet防火墻網(wǎng)關(guān)中的專用應(yīng)用級代碼。這種代理服務(wù)準(zhǔn)許網(wǎng)絡(luò)管理員允許或拒絕特定的應(yīng)用程序或一個(gè)應(yīng)用程序的特定功能。包過濾技術(shù)和應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)是通過特定的邏輯判斷來決定是否允許特定的數(shù)據(jù)包通過的，一旦判斷條件滿足，防火墻內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)便會“暴露”在外來用戶面前，這就引入了代理服務(wù)的概念，即防火墻內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用層的“鏈接”由兩個(gè)終止于代理服務(wù)的“鏈接”來實(shí)現(xiàn)，這就成功地實(shí)現(xiàn)了防火墻內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的隔離。同時(shí)，代理服務(wù)還可用于實(shí)施較強(qiáng)的數(shù)據(jù)流監(jiān)控、過濾、記錄和報(bào)告等功能。代理服務(wù)技術(shù)主要通過專用計(jì)算機(jī)硬件（如工作站等）來實(shí)現(xiàn)。

4）規(guī)則檢查防火墻

規(guī)則檢查防火墻結(jié)合了包過濾防火墻、電路級網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)的特點(diǎn)。它同包過濾防火墻一樣，能夠在OSI網(wǎng)絡(luò)層上通過IP地址和端口號過濾進(jìn)出的數(shù)據(jù)包。規(guī)則檢查防火墻也像電路級網(wǎng)關(guān)一樣，能夠檢查SYN和ACK標(biāo)志和序列數(shù)字是否邏輯有序。當(dāng)然，其也像應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)一樣，可以在OSI應(yīng)用層上檢查數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，查看這些內(nèi)容是否符合企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全規(guī)則。規(guī)則檢查防火墻雖然集成了前三者的特點(diǎn)，但是其不同于一個(gè)應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)的是，規(guī)則檢查防火墻并不打破客戶機(jī)/服務(wù)器模式來分析應(yīng)用層的數(shù)據(jù)，它允許受信任的客戶機(jī)和不受信任的主機(jī)建立直接連接。規(guī)則檢查防火墻不依靠與應(yīng)用層有關(guān)的代理，而是依靠某種算法來識別進(jìn)出的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，這些算法通過已知合法數(shù)據(jù)包的模式來比較進(jìn)出數(shù)據(jù)包，這樣在理論上其就能比應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)在過濾數(shù)據(jù)包上更有效。

（4）防火墻的問題分析

防火墻自身有其局限性，它解決不了的問題包括：① 不能防范不經(jīng)過防火墻的攻擊和威脅；② 只能對跨越邊界的信息進(jìn)行檢測、控制，而對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部人員的攻擊不具備防范能力；③ 不能完全防止傳送已感染病毒的軟件或文件；④ 難于管理和配置，容易造成安全漏洞。

今后，防火墻技術(shù)的發(fā)展要求防火墻采用多級過濾措施，并輔以鑒別手段，使過濾深度不斷加強(qiáng)，從目前的地址過濾、服務(wù)過濾發(fā)展到頁面過濾、關(guān)鍵字過濾等，并逐漸具備病毒清除功能，安全管理工具、可疑活動的日志分析工具不斷完善，對網(wǎng)絡(luò)攻擊的檢測和警告將更加及時(shí)和準(zhǔn)確?，F(xiàn)行操作系統(tǒng)自身往往存在許多安全漏洞，而運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上的應(yīng)用軟件和防火墻也不例外，一定會受到這些安全漏洞的影響和威脅。因此，其運(yùn)行機(jī)制是防火墻的關(guān)鍵技術(shù)之一。為保證防火墻自身的安全和徹底堵住因操作系統(tǒng)的漏洞而帶來的各種安全隱患，防火墻的安全檢測核心引擎可以采用嵌入操作系統(tǒng)內(nèi)核的形態(tài)運(yùn)行，直接接管網(wǎng)卡，將所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢查后再提交給操作系統(tǒng)。并且，可以預(yù)見，未來防火墻的發(fā)展趨勢有高性能防火墻、分布式防火墻、集成智能化防火墻等。

（5）安卓防火墻

下面以安卓（Android）系統(tǒng)下基于服務(wù)申請攔截的惡意軟件檢測防護(hù)工具為例介紹安卓防火墻。Android系統(tǒng)的重要系統(tǒng)資源都是以服務(wù)的形式提供給應(yīng)用程序的，基于這一點(diǎn)，可以對服務(wù)進(jìn)行攔截、判定，從而防止惡意軟件非法申請資源。

Android系統(tǒng)下基于服務(wù)申請攔截的惡意軟件檢測防護(hù)工具的工作原理如圖2所示。

當(dāng)Android系統(tǒng)啟動后，惡意軟件檢測防護(hù)工具的服務(wù)管理器跟蹤和入侵系統(tǒng)的服務(wù)管理進(jìn)程，修改服務(wù)申請響應(yīng)函數(shù)，攔截服務(wù)申請以供后續(xù)判斷；應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，會申請其所需的各種服務(wù)，此時(shí)，服務(wù)管理器會對該服務(wù)申請進(jìn)行攔截，獲取服務(wù)申請的各個(gè)參數(shù)，判定服務(wù)的類型；接下來，根據(jù)應(yīng)用程序申請的服務(wù)類型，查詢行為規(guī)則庫，判定該服務(wù)申請是否安全；若該服務(wù)申請危險(xiǎn)，則拒絕服務(wù)申請，并中止提出申請的應(yīng)用程序；若該服務(wù)申請的安全性未知，則提示用戶，由用戶自行拒絕或接受服務(wù)申請。通過這樣的方法，我們可以在運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止軟件的惡意行為，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。

2、病毒查殺

計(jì)算機(jī)病毒的防治要從防毒、查毒、解毒3個(gè)方面進(jìn)行，系統(tǒng)對于計(jì)算機(jī)病毒的實(shí)際防治能力和效果也要從防毒能力、查毒能力和解毒能力3個(gè)方面來評判。防毒能力是指預(yù)防病毒侵入的能力，查毒能力是指發(fā)現(xiàn)和追蹤病毒的能力，解毒能力是指從感染對象中清除病毒、恢復(fù)被病毒感染前的原始信息的能力，該恢復(fù)過程不能破壞未被病毒修改的內(nèi)容。

病毒查殺就是指利用各類安全工具發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中隱藏的各類可疑病毒程序，并且清除感染對象中的病毒，以恢復(fù)被病毒感染前的原始信息。病毒查殺的主要方式如下。

（1）主動防御技術(shù)

主動防御技術(shù)是指通過對病毒行為的規(guī)律進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)，并結(jié)合反病毒專家判定病毒的經(jīng)驗(yàn)提煉出病毒識別規(guī)則知識庫；模擬專家發(fā)現(xiàn)新病毒的機(jī)理，通過分布在用戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的各種探針動態(tài)監(jiān)視程序運(yùn)行的動作，并將程序的一系列動作通過邏輯關(guān)系分析組成有意義的行為，再結(jié)合病毒識別規(guī)則知識，實(shí)現(xiàn)對病毒的自動識別。

主動防御主要由以下模塊組成。

① 實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊：負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)程序運(yùn)行的動作，并將這些動作提交給程序行為分析模塊進(jìn)行分析。

② 病毒識別規(guī)則知識庫：對病毒行為的規(guī)律進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)，并結(jié)合反病毒專家判定病毒的經(jīng)驗(yàn)提煉出病毒行為識別規(guī)則知識庫。病毒識別規(guī)則知識庫主要包括惡意程序識別規(guī)則知識庫和正常程序識別規(guī)則知識庫。

③ 程序行為自主分析判斷模塊：依據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊監(jiān)控的各個(gè)程序運(yùn)行的動作，結(jié)合病毒識別規(guī)則知識庫，對程序動作進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，并結(jié)合反病毒專家判定病毒的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行自主分析，如果某程序是病毒，則首先阻止病毒危害行為的發(fā)生，同時(shí)通知病毒處理模塊對病毒進(jìn)行清除處理。

④ 病毒處理模塊：負(fù)責(zé)對判定為病毒的程序進(jìn)行清除處理。

（2）云查殺技術(shù)

反病毒界提出的云查殺概念來源于云計(jì)算，試圖利用云計(jì)算的思路從另一個(gè)途徑解決越來越多的病毒危險(xiǎn)問題。目前，云查殺基本上分為兩類。

① 作為一個(gè)最新的惡意代碼、垃圾郵件或釣魚網(wǎng)址等的快速收集、匯總和響應(yīng)處理的系統(tǒng)。

② 病毒特征庫在云上的存儲與共享。作為收集響應(yīng)系統(tǒng)，它可收集更多的病毒樣本。但是，因?yàn)椤岸恕保ㄓ脩粲?jì)算機(jī)）沒有自動識別新病毒的能力，所以需要將用戶計(jì)算機(jī)中的文件上傳到“云”（反病毒公司）。

（3）基于云的終端主動防御技術(shù)

奇虎360公司提出了基于云的終端主動防御技術(shù)。該技術(shù)采用在服務(wù)器端進(jìn)行文件審計(jì)與行為序列的統(tǒng)計(jì)模型，在客戶端部署輕量的行為監(jiān)控點(diǎn)，以透過服務(wù)器端的文件知識庫與行為序列實(shí)現(xiàn)惡意軟件行為的攔截。

1）客戶端的行為監(jiān)控技術(shù)

以往安全軟件的主動防御功能基本是基于客戶端的，即在客戶端本地具有一系列判定程序行為是否為惡意的規(guī)則，當(dāng)某個(gè)程序的行為序列觸發(fā)了本地規(guī)則庫中的規(guī)則，并且超過權(quán)重評分系統(tǒng)的某個(gè)特定閾值時(shí)，即判斷該程序有惡意行為。這一方法的最大不足在于，惡意軟件作者通過逆向分析安全軟件程序及本地規(guī)則庫，較容易繞過安全軟件的行為監(jiān)控點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)“免殺”，這會降低安全軟件的防護(hù)能力，造成安全軟件的被動應(yīng)對。

基于云的主動防御技術(shù)會在客戶端收集某一程序的行為特征，并將其發(fā)送到云端服務(wù)器，由云端服務(wù)器來判定客戶端程序的行為惡意與否。

2）服務(wù)器端的行為判定技術(shù)

將單體客戶端上的特定程序的特征/行為序列發(fā)送給服務(wù)器，由服務(wù)器在其數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行分析比對，根據(jù)比對結(jié)果判定該程序的特征/行為序列的惡意與否，并將判定結(jié)果反饋給客戶端。這一過程的難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端的判定。其具體可以分為兩個(gè)步驟：首先，取得程序文件的信譽(yù)評級，包括文件的等級（黑、白、灰、未知）、文件的流行度、文件的年齡等；其次，根據(jù)程序文件的行為序列與文件的信譽(yù)評級進(jìn)行綜合規(guī)則匹配。例如，若文件等級未知，流行度小于10個(gè)用戶，文件年齡小于2天，另外，行為規(guī)則符合特定行為特征串，那么返回“有風(fēng)險(xiǎn)須注意”的標(biāo)示。

服務(wù)器端行為序列與文件信譽(yù)兩者結(jié)合匹配是一個(gè)社區(qū)化聯(lián)防的創(chuàng)新方式。隨著木馬手段趨向于社交工程方式攻擊，這套匹配方式可以快速提取行為特征并結(jié)合文件信譽(yù)評級，提高快速響應(yīng)速度。

3）客戶端的響應(yīng)處置技術(shù)

客戶端需要根據(jù)服務(wù)器端反饋的判定結(jié)果，決定是否對程序行為進(jìn)行攔截，終止執(zhí)行該程序或清理該程序，恢復(fù)系統(tǒng)環(huán)境。

服務(wù)器端針對反饋的結(jié)果可以采取不同的策略，有些是清除文件、結(jié)束進(jìn)程，有些是指定放行，或配合其他新增的防御模塊提供新的動作，例如，提示用戶使用沙箱運(yùn)行該程序。這種機(jī)制不再局限于傳統(tǒng)規(guī)則匹配后只能有命中和不命中兩種處理策略。由于處理策略是在服務(wù)器端指定的，因此只須變更服務(wù)器端，即可變更針對不同行為特征的惡意軟件的處置方法，使系統(tǒng)針對新型未知惡意行為的防護(hù)能力和響應(yīng)速度大大提升。

綜上所述，基于云的主動防御技術(shù)將行為規(guī)則放在服務(wù)器端，提高了被突破的門檻，同時(shí)大大提高了響應(yīng)速度，無須升級客戶端規(guī)則文件；并通過結(jié)合海量程序文件行為與屬性數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)行為攻擊預(yù)警與聯(lián)防。

（4）手機(jī)殺毒技術(shù)

隨著手機(jī)的廣泛使用，病毒也開始向手機(jī)傳播。下面以Android系統(tǒng)下基于包校驗(yàn)的病毒查殺工具為例，介紹手機(jī)病毒查殺。在Android系統(tǒng)下，人們獲得軟件的渠道是不可控的，病毒、木馬和廣告程序等惡意代碼經(jīng)常會被植入正常軟件中。由于Android系統(tǒng)下軟件都是以APK包的形式傳輸和安裝的，因此可以通過軟件包校驗(yàn)的方法獲知軟件是否被篡改過，同樣地，也可以檢測軟件是否為已知的惡意軟件。

Android系統(tǒng)下基于包校驗(yàn)的病毒查殺工具的工作原理如圖3所示。

病毒查殺工具的高效運(yùn)行依賴于軟件黑白名單的建立。通過搜集大量常用軟件的可信版本（如軟件的官方網(wǎng)站版本、大的軟件市場的高下載量無惡評版本等），并對Android安裝包（Android Package，APK）文件做MD5和SHA-1的Hash運(yùn)算，用軟件名、版本、Hash值即可形成白名單。與此類似，通過搜集大量惡意軟件的樣本，并對APK文件做MD5和SHA-1的Hash運(yùn)算，用軟件名、版本、Hash值即可形成黑名單。

對待驗(yàn)證的軟件，病毒查殺工具會獲得其APK文件的軟件名、版本、Hash值，并將它們與白、黑名單中的內(nèi)容進(jìn)行對比分析，若白名單中有相應(yīng)的軟件名、版本，且Hash值完全匹配，則說明用戶要安裝的軟件是安全的；若白名單中有相應(yīng)的軟件名、版本，但Hash值不匹配，則說明用戶要安裝的軟件被篡改過，是危險(xiǎn)的；如果白名單中沒有相應(yīng)的軟件名、版本，則查詢黑名單，若黑名單中有相應(yīng)的軟件名、版本，且Hash值完全匹配，則說明用戶要安裝的軟件是已知的惡意軟件，是危險(xiǎn)的（僅Hash值完全匹配也可以說明是惡意軟件）；若黑名單中也沒有相應(yīng)的軟件名、版本、Hash值，則說明白、黑名單未收錄該軟件，安全性未知。通過這樣的方法，我們可以快速有效地識別軟件的安全性，直接查殺部分惡意軟件，歸類未知軟件，為其他安全策略提供參考。

3、云安全體系架構(gòu)

云安全系統(tǒng)是一個(gè)客戶端和服務(wù)器端（云端）配合實(shí)現(xiàn)的智能安全防護(hù)體系，由客戶端的云安全智能防護(hù)終端軟件和服務(wù)器端的云端智能協(xié)同計(jì)算平臺兩部分構(gòu)成，如圖4所示。

（1）云安全智能防護(hù)終端

作為云安全體系的重要組成部分，客戶端發(fā)揮了“傳感器”和“處置器”的作用。

首先，客戶端的主要作用是充當(dāng)惡意軟件/網(wǎng)頁樣本的采集傳感器。為了確保采集的全面性，需要盡可能多地對惡意軟件可能的行為、傳播途徑進(jìn)行監(jiān)控和審計(jì)，主動防御技術(shù)可以用于這一目的。在云安全的客戶端軟件中，從以下各個(gè)層面實(shí)現(xiàn)了針對惡意軟件的查殺、行為監(jiān)控和審計(jì)。

1）惡意軟件云查殺

當(dāng)用戶進(jìn)行系統(tǒng)掃描時(shí)，對系統(tǒng)的關(guān)鍵啟動位置、內(nèi)存、關(guān)鍵目錄、指定的文件目錄等進(jìn)行掃描，提取文件名稱、路徑、大小、MD5指紋、簽名信息等文件特征信息，并通過實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)與云安全查詢引擎通信，將文件特征信息發(fā)送給云安全查詢引擎，然后根據(jù)云安全查詢引擎返回的結(jié)果或規(guī)則的分析，對被掃描文件進(jìn)行相應(yīng)的處置。

2）網(wǎng)頁安全監(jiān)控和防護(hù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%以上的惡意軟件是通過瀏覽惡意網(wǎng)頁傳播的，因此網(wǎng)頁安全瀏覽是終端安全防護(hù)的第一道關(guān)口。網(wǎng)盾采用靜態(tài)特征匹配和動態(tài)行為監(jiān)控相結(jié)合的技術(shù)，通過掛鉤系統(tǒng)關(guān)鍵應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API）實(shí)現(xiàn)行為監(jiān)控，根據(jù)一系列規(guī)則判定被瀏覽網(wǎng)頁是否為惡意網(wǎng)頁。網(wǎng)頁惡意行為的特征包括：修改系統(tǒng)文件、寫注冊表、下載可執(zhí)行文件、創(chuàng)建進(jìn)程、加載驅(qū)動程序、加載系統(tǒng)DLL等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑的惡意網(wǎng)頁時(shí)，即將惡意網(wǎng)頁的統(tǒng)一資源定位符（Uniform Resource Locator，URL）地址及其行為特征上傳至云端服務(wù)器。

3）下載安全防護(hù)

惡意軟件傳播的另一個(gè)主要途徑是通過軟件的捆綁或后臺升級，下載器軟件就是典型的木馬傳播者。云安全智能防護(hù)終端會監(jiān)控系統(tǒng)所有進(jìn)程的下載行為，一旦發(fā)現(xiàn)有從可疑地址下載文件的行為，就會將下載者的進(jìn)程文件樣本及其行為特征上傳至云端服務(wù)器。

4）移動介質(zhì)安全防護(hù)

大量惡意軟件利用AutoRun的機(jī)制通過U盤等移動介質(zhì)進(jìn)行傳播，U盤防火墻功能將自動監(jiān)測移動介質(zhì)的連接及其自動運(yùn)行的程序，一旦發(fā)現(xiàn)其有可疑行為，就會將其文件樣本和行為特征上傳至云端服務(wù)器。

5）惡意行為智能攔截

惡意行為智能攔截即主動防御功能，又稱系統(tǒng)防火墻。木馬等惡意軟件入侵系統(tǒng)時(shí)總會試圖執(zhí)行若干特定操作以便實(shí)現(xiàn)駐留系統(tǒng)并開機(jī)運(yùn)行的目的，這些基本上都是通過修改系統(tǒng)關(guān)鍵啟動項(xiàng)、修改文件關(guān)聯(lián)、增加瀏覽器插件、劫持通信協(xié)議等方式實(shí)現(xiàn)的。有效發(fā)現(xiàn)文件的可疑行為，并將其樣本和行為特征上傳至云端服務(wù)器。

6）網(wǎng)絡(luò)防火墻

網(wǎng)絡(luò)防火墻可以對可疑軟件的網(wǎng)絡(luò)通信行為進(jìn)行監(jiān)控，例如，ARP攻擊、劫持通信協(xié)議、連接惡意網(wǎng)址等，一旦發(fā)現(xiàn)即可將其樣本和行為特征上傳至云端服務(wù)器。

7）用戶隱私數(shù)據(jù)保護(hù)

絕大部分木馬惡意軟件的目的是實(shí)施盜號，因此，它們必然會對特定的應(yīng)用（如網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)上銀行等）實(shí)施掛鉤、注入、直讀內(nèi)存等行為。賬號保險(xiǎn)箱軟件對針對特定應(yīng)用程序的敏感操作進(jìn)行了監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)即可將其樣本和行為特征上傳至云端服務(wù)器。

由上述分析可知，云安全智能防護(hù)終端在惡意軟件傳播的各個(gè)主要途徑都進(jìn)行了攔截監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)有某個(gè)文件的行為觸發(fā)了一定的規(guī)則，就會判定其行為可疑，經(jīng)過與云安全中心確認(rèn)該文件尚未采集，即可將其文件樣本和客戶端對其行為特征的初步分析結(jié)果上傳至云端服務(wù)器。這就保證了對新的可疑文件的最全面的采集能力，同時(shí)將對可疑文件行為分析的一部分工作分散至終端完成，從而節(jié)約了服務(wù)器端的計(jì)算資源。

（2）云端智能協(xié)同計(jì)算平臺

云端智能協(xié)同計(jì)算平臺是云安全體系的服務(wù)器端核心技術(shù)。它可以完成惡意軟件/網(wǎng)頁的云計(jì)算分析，即不僅可以對文件/網(wǎng)頁樣本進(jìn)行自動分析，還可以結(jié)合客戶端分析該樣本初步行為的結(jié)果，以及大量用戶對客戶端處置的人工交互反饋結(jié)果（如對安全告警的選擇），這實(shí)際上體現(xiàn)了群體智慧或協(xié)同計(jì)算的概念。云端智能協(xié)同計(jì)算平臺包括文件/網(wǎng)頁安全分析中心、海量白名單采集與自動更新系統(tǒng)、高性能云安全查詢引擎、智能海量數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)、全網(wǎng)安全威脅預(yù)警系統(tǒng)、大規(guī)模分布式計(jì)算平臺、海量數(shù)據(jù)存儲平臺等幾個(gè)部分。各部分功能說明如下。

1）文件/網(wǎng)頁安全分析中心

文件/網(wǎng)頁安全分析中心主要包括海量樣本自動分析系統(tǒng)、惡意網(wǎng)頁監(jiān)測系統(tǒng)和惡意行為監(jiān)控和審計(jì)系統(tǒng)3部分。

① 海量樣本自動分析系統(tǒng)：采用靜態(tài)特征碼匹配、啟發(fā)式掃描、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，對客戶端采集并上傳的海量可疑文件/網(wǎng)頁樣本，或者通過搜索引擎蜘蛛程序抓取的網(wǎng)頁，進(jìn)行自動分析，判定每個(gè)樣本的安全級別。

② 惡意網(wǎng)頁監(jiān)測系統(tǒng)：監(jiān)測整個(gè)中國互聯(lián)網(wǎng)，檢測識別掛馬、釣魚、欺詐等惡意網(wǎng)頁，同時(shí)發(fā)現(xiàn)新的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件漏洞。

③ 惡意行為監(jiān)控和審計(jì)系統(tǒng)：對于無法通過自動靜態(tài)分析判定安全級別的文件/網(wǎng)頁樣本，將其放入虛擬機(jī)環(huán)境運(yùn)行，監(jiān)控并記錄其所有行為，若其行為特征觸發(fā)特定的惡意行為規(guī)則且超過指定閾值，則判定其為惡意行為。

2）海量白名單采集與自動更新系統(tǒng)

文件/網(wǎng)頁安全分析中心的結(jié)果是形成惡意軟件/網(wǎng)頁的黑名單，但是對于惡意軟件的判定，無論是采用靜態(tài)特征碼匹配，還是采用動態(tài)行為監(jiān)控技術(shù)，都不可能保證100%的準(zhǔn)確性，因而可能導(dǎo)致誤報(bào)。此外，基于一個(gè)假設(shè)“惡意軟件的數(shù)量可能會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過可信正常軟件的數(shù)量”，這個(gè)黑名單的數(shù)量可能會非常龐大。這時(shí)，更為有效的解決方案是建立可信正常軟件的白名單技術(shù)，亦即盡可能多地采集用戶常用的各類軟件（包括操作系統(tǒng)軟件、硬件驅(qū)動程序、辦公軟件、第三方應(yīng)用軟件等）的文件白名單，且保持白名單的實(shí)時(shí)更新。事實(shí)上，只要白名單技術(shù)足夠有效，云安全系統(tǒng)就完全可以采用“非白即黑”的策略（即前述可信軟件的配置管理方案），也就是任何不在白名單內(nèi)的文件即可認(rèn)為其是可疑的惡意軟件（黑）。

3）高性能云安全查詢引擎

高性能云安全查詢引擎是云安全體系中的核心部件之一。云安全體系所要形成的主要結(jié)果為文件/網(wǎng)頁的安全級別和可信度信息（包括惡意軟件/網(wǎng)頁黑名單數(shù)據(jù)、正常軟件的白名單數(shù)據(jù)、未知安全級別文件數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)的規(guī)模十分龐大，而且具有極快的更新速度。服務(wù)器端需要為海量的文件/網(wǎng)頁的安全級別和可信度信息建立索引，并提供面向客戶端的高性能查詢引擎。

4）智能海量數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)

智能海量數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)會對文件/網(wǎng)頁安全分析中心的分析結(jié)果數(shù)據(jù)和白名單系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，以及用戶上傳和云查詢引擎的檢索日志與查詢結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和挖掘，從中可以分析出大量有用的結(jié)果，如某個(gè)惡意軟件的感染傳播趨勢、某個(gè)惡意被網(wǎng)頁代碼的掛馬傳播趨勢、某個(gè)漏洞被利用的趨勢等，甚至可以分析并發(fā)現(xiàn)新的0day漏洞，這對云安全體系的整體效果的改善有著重要的指導(dǎo)作用。

5）全網(wǎng)安全威脅預(yù)警系統(tǒng)

全網(wǎng)安全威脅預(yù)警系統(tǒng)利用智能海量數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的分析結(jié)果，對可能威脅公眾及國家網(wǎng)絡(luò)安全的大規(guī)模安全事件進(jìn)行預(yù)警分析與管理。這個(gè)系統(tǒng)可為國家有關(guān)部門、重要的信息系統(tǒng)等提供面向中國互聯(lián)網(wǎng)的安全威脅監(jiān)測和預(yù)警服務(wù)。

6）大規(guī)模分布式計(jì)算平臺

為了實(shí)現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的高性能處理能力，云計(jì)算一般需要利用大規(guī)模分布式并行計(jì)算技術(shù)，這是云安全所需的核心技術(shù)之一。實(shí)現(xiàn)云安全所需的分布式并行計(jì)算平臺，需要考慮以下兩個(gè)因素：① 數(shù)據(jù)規(guī)模十分龐大；② 與惡意軟件的對抗是一個(gè)長期的過程，對惡意軟件的分析與判定方法也會不斷變化，因此，這個(gè)分布式并行計(jì)算平臺應(yīng)具備較強(qiáng)的可伸縮性和適應(yīng)性，不僅可以擴(kuò)展支持更大的數(shù)據(jù)處理規(guī)模，還可以將新的分析方法或加工過程靈活地加入系統(tǒng)，而不會導(dǎo)致系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大變化。

7）海量數(shù)據(jù)存儲平臺

海量數(shù)據(jù)存儲平臺也是云計(jì)算體系中的核心平臺技術(shù)之一。海量樣本、整個(gè)云端處理流程中的各類中間結(jié)果數(shù)據(jù)、用戶反饋數(shù)據(jù)、用戶查詢?nèi)罩镜?，每一種數(shù)據(jù)的規(guī)模都是海量的。云安全系統(tǒng)建立了一個(gè)海量的分布式文件數(shù)據(jù)存儲平臺，并提供對上層應(yīng)用的透明數(shù)據(jù)存取訪問功能，可保證數(shù)據(jù)存儲的可靠性、一致性和容災(zāi)性。

4、沙箱工具

沙箱（Sandbox）工具可為來源不可信、具有破壞力或無法判定程序意圖的程序提供運(yùn)行環(huán)境，它是在受限的安全環(huán)境中運(yùn)行應(yīng)用程序的一種做法，這種做法是要限制授予應(yīng)用程序的代碼訪問權(quán)限。

沙箱技術(shù)是安全廠商和計(jì)算機(jī)安全研究人員常用的一種檢測惡意軟件和病毒的技術(shù)，下面以Android系統(tǒng)下的一個(gè)沙箱工具為例具體介紹沙箱技術(shù)。此沙箱工具結(jié)合服務(wù)申請監(jiān)控和軟件自動化測試方法，可以自動化地檢測軟件運(yùn)行時(shí)有無惡意行為，從而判定軟件的安全性，為黑白名單的擴(kuò)充提供基礎(chǔ)。

Android系統(tǒng)下的軟件安全判定沙箱工具的工作原理如圖5所示。

軟件安全判定沙箱工具由行為規(guī)則庫、測試管理分析環(huán)境以及Android測試環(huán)境3個(gè)部分組成。首先，準(zhǔn)備封閉可監(jiān)控的Android測試環(huán)境，用于待測試軟件的運(yùn)行。接下來，待測試軟件會被推送安裝到Android測試環(huán)境中。在Android測試環(huán)境中，通過采用各種手段（模擬用戶操作，如隨機(jī)操作、頁面爬行等；模擬關(guān)鍵事件；激發(fā)軟件惡意行為）自動化測試應(yīng)用程序，使其表現(xiàn)出運(yùn)行時(shí)的行為，并對其行為進(jìn)行監(jiān)控和記錄。當(dāng)運(yùn)行測試完成后，處理行為記錄，采用行為規(guī)則或數(shù)據(jù)挖掘等方法分析應(yīng)用的行為，判定應(yīng)用的安全性，其中，行為規(guī)則方法需要事先總結(jié)歸納惡意行為的一般特征，數(shù)據(jù)挖掘方法則需要依賴大量的樣本數(shù)據(jù)。最后，積累分析結(jié)果，結(jié)合其他分析結(jié)果擴(kuò)充行為規(guī)則庫，擴(kuò)充樣本集，從而持續(xù)提高行為分析的準(zhǔn)確率。通過這樣的方法，我們可以自動、大量地測試應(yīng)用軟件，判定其安全性，獲取行為規(guī)則，以擴(kuò)充行為規(guī)則庫和病毒庫。

圖6所示為Android系統(tǒng)下的軟件安全判定沙箱工具的原型，展示了對批量應(yīng)用程序安全性判定的結(jié)果。