面向攻擊鏈聚合的高校網絡安全運營模式研究與應用實踐

馬永忠

【摘? 要】 為應對高校日益復雜的網絡環境安全挑戰，文章針對性地探索了構建面向攻擊鏈聚合的網絡安全運營模式。通過深入分析高校網絡的特點和攻擊鏈理論，設計了一套涵蓋預防、檢測、響應和恢復策略的完整運營模式，并結合了如SIEM系統、下一代防火墻和EDR等先進的安全聚合技術與工具。研究得出，應用此模式不僅有效地提高了網絡安全防護能力，還為高校提供了高效的網絡安全信息管理和分析手段，從而有助于構建更加安全、穩定的高校網絡環境。

【關鍵詞】 高校安全運營；IOC；IOA；XDR；網端告警聚合

一、高校網絡環境的特點與挑戰

（一）高校網絡的復雜性

高校網絡環境因其獨特的教育和研究背景，形成了極為復雜的網絡結構。首先，從硬件設備的角度，高校網絡需要支持各種設備接入，包括但不限于學生的個人電腦、移動設備、實驗室的專業儀器以及為特定學術研究而定制的系統。每種設備都有其特定的網絡需求和安全挑戰。其次，由于學校涵蓋了從本科到博士的各個學階，以及眾多不同的學術和研究部門，這導致了不同的用戶對網絡的需求也有很大的差異。例如，設計專業的學生可能需要大量的帶寬來下載和上傳大型文件，而計算機科學的研究生可能需要特定的端口來進行遠程服務器訪問。這種多元性和復雜性要求網絡管理員必須具備高度的技術專業性，以確保網絡既能滿足多樣化的需求，同時也保持穩定和安全。

（二）高校網絡中的信息安全教育和意識形態問題

高校網絡環境不僅面臨技術層面的挑戰，還深受信息安全教育和意識形態問題的困擾。首先，雖然大多數學生都是數字原住民，但他們對網絡安全的認知往往仍然停留在表面，缺乏深入的信息安全教育和培訓。這導致了許多潛在的安全風險，例如：輕易點擊未知鏈接、下載不明軟件或在不安全的網站上輸入個人信息等。其次，高校作為學術自由和知識傳播的圣地，也面臨著意識形態的挑戰。網絡上各種不同的聲音和觀點交織，如何確保學生在開放的網絡環境中堅守正確的意識形態，不被有害信息所侵蝕，是每所高校都需要面對的現實問題。

（三）高校網絡的開放性與安全需求之間的矛盾

高校網絡環境在其構建和運營中面臨著一個明顯的矛盾，即開放性與安全需求之間的張力。高校是知識與創新的搖籃，強調學術自由和信息的無障礙獲取。這就要求其網絡環境具有高度的開放性，以滿足30%的學術研究和50%的在線學習需求，從而為學生和教師提供豐富的學術資源、在線課程以及合作交流的平臺。同時，20%的娛樂需求也意味著學生在課余時間使用網絡進行休閑與放松，這進一步要求網絡的流暢性和多樣性。然而，這種開放性也意味著網絡安全風險的增加。隨著網絡攻擊手段的不斷演進，從基本的垃圾郵件攻擊到復雜的定向攻擊，高校網絡成為攻擊者的理想目標，因為它們通常包含大量的研究數據、學生個人信息以及教育資源。因此，如何在保證開放性的同時滿足安全需求，建立一個既開放又安全的網絡環境，成為高校信息技術部門的主要挑戰，也是當下網絡安全領域的熱點問題之一。

二、攻擊鏈理論基礎

（一）攻擊鏈的定義

攻擊鏈，通常被定義為一系列描述網絡攻擊從起始到最終目標實現的有序階段的模型，提供了深入理解網絡攻擊如何逐步發展和執行的框架。從最初的攻擊者通過社交工程、惡意軟件等方法，探索并找到目標用戶的潛在弱點，到進一步利用這些弱點在用戶的瀏覽器中注入惡意代碼，每一步都揭示了攻擊者的策略和意圖。當惡意代碼在用戶訪問的頁面中得以執行，它有可能完全控制用戶的瀏覽器或甚至其操作系統，進而竊取敏感數據，如個人信息或登錄憑證。此外，攻擊者可能會進一步在數據傳輸的過程中篡改信息，破壞數據的真實性和完整性。為確保其行為不被安全系統捕獲，攻擊者會采用如編碼轉換、混淆等方法逃避安全過濾。最后，利用已被控制的用戶系統，攻擊者可能會繼續擴大其攻擊范圍，對其他用戶發起新的攻擊活動。整體來看，攻擊鏈不僅深入地呈現了一個攻擊事件的全過程，更為安全專家提供了在各個關鍵階段采取應對措施的參考，幫助他們制訂更有效的防護策略和響應機制。

（二）攻擊鏈的各個階段和特點

攻擊鏈描述了從攻擊者的初步偵查到成功實施攻擊的一系列連續和分階段的步驟。首先，是偵查階段，攻擊者在這一階段主要對目標進行初步的信息收集和分析，識別系統弱點和可能的入侵路徑。其次，是武器化階段，在此，攻擊者為特定目標準備惡意代碼和攻擊工具，例如創建帶有惡意負載的文件或鏈接。接下來的傳送階段，攻擊者將這些武器化的工具傳送給受害者，常見的方式有電子郵件、社交工程攻擊等。一旦受害者與這些惡意載荷互動，就進入了利用階段，此時，目標系統的漏洞被利用，為攻擊者提供了進入系統的通道。在安裝階段，惡意軟件被植入目標系統，并開始執行其預定任務。再次，攻擊者在命令和控制階段通過遠程控制惡意軟件，進一步對受害者的系統進行操縱。最后，是執行階段，攻擊者為達到其最終目的，可能會進行數據竊取、系統損壞或其他惡意活動。每個階段都有其獨特的特點，對防御者而言，理解這些階段是關鍵，因為它為防御策略提供了多個潛在的干預點，使他們能夠更有效地阻止或減輕攻擊的影響。

三、面向攻擊鏈的高校網絡安全運營模式

（一）預防策略：識別與評估潛在的網絡風險

面向攻擊鏈的高校網絡安全運營模式高度重視預防策略，認為其是維護網絡安全的第一道防線。在預防策略中，需要對整個網絡環境進行深入地識別和評估，明確網絡中的所有資產、服務、應用及其之間的依賴關系。借助先進的網絡掃描和威脅情報工具，能夠定期檢測并發現系統中的潛在漏洞和配置缺陷。此外，通過對外部威脅情報的收集和分析，可以提前了解當前的攻擊趨勢、新興的惡意軟件和攻擊技術，從而提前布置防御措施。高校還需要定期對其IT團隊和普通用戶進行信息安全培訓，增強他們對最常見的社交工程攻擊、釣魚郵件等威脅的認識，使其不成為攻擊者的易受攻擊目標。

（二）檢測策略：采用下一代防火墻技術監測網絡流量

面向攻擊鏈的高校網絡安全運營模式在檢測策略上強調運用先進的下一代防火墻（NGFW）技術來細致監測網絡流量。與傳統的防火墻只關注端口和協議不同，下一代防火墻深度解析傳輸的內容，能夠識別和控制應用層面的行為，從而對惡意活動進行更為精準的檢測。NGFW集成了入侵檢測系統（IDS）和入侵預防系統（IPS），能夠實時地識別已知的攻擊模式和異常行為，同時也支持用戶自定義規則，使其更為貼合高校的特定網絡環境。更為重要的是，它具備學習和適應能力，可以根據實時網絡流量動態地調整規則，實現對零日攻擊的有效攔截。此外，其與其他安全設備的整合能力，如沙箱、終端檢測與響應（EDR）等，使得檢測策略更為全面和前瞻，確保高校網絡在各種復雜攻擊面前都能有充足的應對準備。

（三）響應策略：利用EDR系統進行快速響應

面向攻擊鏈的高校網絡安全運營模式中，響應策略的核心是運用終端檢測與響應（EDR）系統以確保對安全事件的迅速、高效應對。EDR系統是一種專門針對終端的安全解決方案，能夠實時監控、記錄并分析終端上的所有活動，從而迅速發現惡意行為并采取行動。當EDR系統檢測到潛在的惡意活動時，它不僅能自動隔離受影響的終端，阻止攻擊的進一步傳播，還能通過深入的分析為安全團隊提供詳細的攻擊上下文，使其能夠更為準確地理解攻擊的來源、方法和目的。此外，EDR還具有強大的數據搜索和可視化工具，支持安全團隊進行進一步的調查和取證。

（四）恢復策略：確保網絡和數據完整性

在面向攻擊鏈的高校網絡安全運營模式中，恢復策略扮演著至關重要的角色，它旨在發生安全事件后迅速恢復網絡和數據的完整性。高校網絡系統存儲著大量的敏感和關鍵數據，包括學術研究、學生個人信息、財務數據等，因此保障數據完整性及時恢復至其原始狀態是至關重要的。恢復策略涉及備份與災難恢復解決方案的制訂，確保數據能在被篡改、刪除或加密（例如：勒索軟件攻擊）后被迅速恢復。同時，網絡完整性的恢復則要求系統能夠在遭受攻擊后，例如DDoS攻擊或惡意軟件入侵后，迅速隔離、清除威脅并恢復正常運行狀態。此外，恢復策略還強調了對事故發生后的深入分析，通過識別攻擊的原因和缺陷，不僅修復當前的問題，還能夠防止類似的安全事件在未來重新發生，從而確保高校網絡環境的長期穩定和安全。

四、高校網絡安全聚合技術與工具

（一）使用SIEM系統聚合和分析網絡安全信息

在高校的網絡安全架構中，安全信息和事件管理（SIEM）系統作為一個核心組件，它的主要功能是實時地聚合、監測、分析和報告來自各種網絡設備、系統和應用的安全事件。SIEM系統的核心價值在于它能夠從分布在整個網絡環境中的各種安全日志和事件中提取、標準化并關聯信息，從而為安全團隊提供一個集中的、全局的視角。

通過對這些數據的深入分析，SIEM不僅可以及時發現并告警潛在的安全威脅，如未經授權的訪問、惡意軟件活動和其他異常行為，而且還可以幫助安全團隊識別和調查攻擊的來源、手段和目的。此外，對滿足合規要求、進行事后取證和制訂安全策略都至關重要的安全報告和儀表板，SIEM系統也提供了寶貴的數據支持。

（二）下一代防火墻的角色與應用

下一代防火墻（NGFW）在高校網絡安全領域中的應用，已逐漸成為信息安全策略的重要支柱。不同于傳統防火墻主要側重于端口和協議的過濾，NGFW融合了深度包檢查、應用識別、用戶身份識別及入侵防護系統等多種先進技術，為高校提供了更為細致和智能的網絡流量管理與控制能力。它能識別并控制應用程序級別的行為，甚至在加密的流量中也能夠進行深入檢測，從而有效地隔離和控制那些潛在的惡意軟件和高級持續性威脅（APT）。更進一步的，NGFW還允許管理員基于用戶、設備和應用程序的實際身份設定策略，這對高校這種多用戶、多設備、高度開放的網絡環境具有特別意義。它不僅提高了安全防護的準確性，還大幅提升了網絡資源的利用效率。

（三）EDR的價值：從終端側獲取的遙測數據

端點檢測與響應（EDR）技術在高校網絡安全中所展現的價值已越發明顯，特別是在當前復雜多變的網絡威脅環境下。EDR的核心價值體現在其能夠從終端設備側獲取豐富的遙測數據，進一步實現深度的行為分析和持續監控。這意味著，與僅停留在傳統的簽名基礎檢測方法不同，EDR能夠識別并對抗先進的持續性威脅（APT）和日益復雜的惡意軟件。在高校這種設備眾多、網絡環境復雜的場景中，EDR提供了一個全面而細致的視角，使得安全團隊能夠實時捕獲和分析潛在的異常行為，迅速定位并響應安全事件。此外，EDR還支持數據富化、威脅狩獵和深度取證等高級功能，極大增強了對網絡安全事件的解讀和應對能力。

（四）端到端的安全策略與解決方案

端到端的安全策略與解決方案為高校網絡環境提供了一套全面、連續且一致的安全防護體系。考慮到高校獨特的網絡環境，從學生設備到教學資源，再到后端的學術數據庫，每一個終端都成為潛在的攻擊目標。因此，端到端的策略從每一個訪問點開始，確保數據在傳輸、存儲和處理過程中的安全。首先，該策略強調在用戶入口處進行嚴格的身份驗證和訪問控制，以確保只有合法用戶能夠訪問資源。其次，它采用先進的加密技術，確保數據在傳輸過程中免受竊聽和篡改。最后，該策略還關注數據的完整性和保密性，使用各種工具和技術，如入侵檢測系統、防火墻和安全事件管理系統，來監測和應對潛在的安全威脅。

五、結語

高校網絡環境因其開放與獨特性面臨諸多安全威脅。攻擊鏈理論為這些威脅提供了深入的認知與應對策略。文章詳細探究了高校網絡的特性和安全挑戰，并借助攻擊鏈構建了全方位的安全運營模式。此模式涵蓋從預防到恢復的各個階段，強調全過程的安全管理，并結合了現代網絡安全工具，如SIEM、下一代防火墻和EDR，旨在確保網絡資源的完整性和安全性。隨著技術進步和威脅多樣化，高校需不斷更新網絡安全策略，為全校創造安全穩定的網絡環境。

參考文獻：

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