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发布于 2023-05-01 / 5 阅读
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内网安全态势感知系统设计:从数据源融合到异常策略定义的思考

摘要:在复杂的企业内网环境中,安全设备种类繁多,日志格式各异,形成了大量的数据孤岛。传统的安全监控往往停留在单点告警,缺乏全局视角。本文将深入探讨一套内网安全态势感知系统的设计哲学与核心架构,重点阐述如何从异构数据源的有效融合入手,构建一个多层次、可调试的异常策略引擎,从而实现从被动响应到主动感知的转变。

一、 设计哲学:从“告警孤岛”到“态势一张图”

传统内网安全面临的核心挑战是数据割裂。防火墙、入侵检测系统(IDS)、蜜罐等设备各自为战,产生的告警信息无法有效关联,导致安全运维人员淹没在海量的、真假难辨的告警中,难以洞察真实的攻击路径和潜在威胁。

因此,我们设计的这套态势感知系统,其核心设计哲学是:数据融合是基础,策略定义是灵魂。我们旨在构建一个统一的平台,它不仅能汇聚所有安全数据,更能通过一套灵活、智能的策略引擎,将离散的日志事件(Events)提炼为有价值的安全情报(Intelligence),最终形成一目了然的“内网安全态势图”。

二、 根基:异构数据源的融合与范式化

一个有效的态势感知系统,其根基在于对多源异构数据的处理能力。我们的数据源主要包括:

  • 防火墙(Firewall)日志:记录网络访问控制行为。

  • 入侵检测系统(IDS)日志:记录已知的攻击特征匹配事件。

  • 蜜罐(Honeypot)日志:记录针对虚拟陷阱的探测和攻击行为。

这些数据源自不同厂商,格式千差万别(Syslog、JSON、键值对等)。为了让它们能够协同工作,我们设计了一个数据融合与范式化的预处理流程:

  1. 统一采集:利用Logstash等数据采集工具,通过不同的输入插件(Input Plugin)接收来自各种设备的数据。

  2. 数据解析与清洗:针对每种日志格式编写解析规则(Filter),提取出源IP、目的IP、端口、协议、异常类型等关键字段。

  3. 数据范式化:将提取出的关键字段,映射到一个统一的、标准化的数据模型中。无论原始日志如何,进入我们处理引擎的数据都遵循同一套“语言”,为后续的策略分析奠定基础。例如,所有表示“源IP地址”的字段,都被统一命名为ip_src

  4. 单位/资产信息注入:在数据流转过程中,我们会根据源IP和目的IP,关联预先录入的资产台账,为每一条日志打上“所属单位”或“资产负责人”的标签。这是实现跨单位访问等高级策略分析的关键前提。

三、 核心:多层次、可调试的异常策略引擎

在数据完成融合后,便进入了系统的“大脑”——异常策略引擎。我们设计了一个层层递进的策略框架,以实现从粗到精的威胁识别。

1. 数据过滤策略 (Data Filtering Policy)
  • 目的:降噪。内网中存在大量正常的、高频的通信,如NTP时间同步、DNS查询等。数据过滤策略用于在分析之初就将这些已知的、无害的流量排除掉,避免对后续分析造成干扰,节省计算资源。

  • 实现:管理员可以配置规则,例如“凡是目的端口为53的UDP流量,均视为正常DNS查询,予以放行”。

2. 白名单策略 (Whitelisting Policy)
  • 目的:处理业务特例。某些特定的业务系统之间可能存在一些看似异常但实则正常的通信模式。白名单策略允许管理员将这些特定的源IP、目的IP、端口或行为组合定义为“可信”,使其免于告警。

  • 实现:例如,允许“财务服务器(192.168.1.10)”对“数据库服务器(192.168.2.20)”的3306端口进行高频访问。

3. 网络异常策略 (Network Anomaly Policy)
  • 目的:识别核心违规行为。这是最关键的威胁检测层,用于定义明确违反安全基线的网络行为。

  • 实现:基于我们注入的单位和资产信息,可以定义丰富的策略,例如:

    • 跨单位访问异常:当资产台账中分属“研发部”的IP与“财务部”的IP发生非授权通信时,触发告警。

    • 内部访问外部异常:当内网服务器尝试连接一个已知的外部恶意IP(关联威胁情报库)时,触发告警。

    • 外部访问内部异常:当一个来自公网的IP尝试访问内部的、未对外的核心服务器时,触发告警。

4. 策略调试功能 (Policy Debugging)
  • 目的:保障策略的准确性。策略配置错误可能导致漏报或误报。我们设计了一个“策略调试”功能,管理员可以输入一个模拟的IP和端口,系统会返回该流量将匹配到哪些策略,以及最终的判定结果。

  • 价值:这个功能极大地提升了策略的可维护性和可靠性,让管理员在部署新规则前能充分验证其有效性,做到“心中有数”。

四、 架构概览

为了支撑上述设计,我们的系统在逻辑上分为以下几个层次:

  • 采集层:由Logstash集群构成,负责数据的接收、解析和范式化。

  • 缓存/队列层:使用Redis作为高速缓存和消息队列,承接来自采集层的海量数据,削峰填谷。

  • 处理与分析层:核心业务逻辑所在,由Java/Go等语言开发。它从Redis消费数据,经过多层策略引擎处理,并将结果存入数据库。

  • 存储层

    • 关系型数据库 (MySQL):存储范式化后的告警事件、资产信息、策略配置等结构化数据。

    • 时序/文档数据库 (Elasticsearch/ClickHouse):存储原始日志和分析结果,用于快速检索和大数据分析。

  • 展示层:Web前端,负责态势大屏、事件列表、策略配置和报表展示。

五、 总结与展望

构建一个真正有效的内网安全态势感知系统,其本质是将数据转化为洞察力的过程。本文提出的设计思路,核心在于通过数据融合打破信息孤岛,并通过一个多层次、可调试的策略引擎,将安全专家的经验规则化、自动化。

未来,该系统还可以引入机器学习能力,通过对历史数据的学习,自动生成正常行为的基线模型,从而发现偏离基线的未知异常(User and Entity Behavior Analytics, UEBA),进一步将系统的能力从“检测已知”提升到“感知未知”的更高层次。


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