網絡信息傳播中常見的攻擊追蹤溯源技術分析

摘要：針對日益嚴峻的網絡攻擊威脅，攻擊追蹤溯源技術能夠有效識別和應對這些攻擊，提升網絡運行的安全性。文章詳細介紹了網絡信息傳播中攻擊追蹤溯源技術的分類，包括基于日志記錄查詢、鏈路測試、數據包標記以及基于ICMP協議的追蹤溯源技術。同時，通過具體的應用實例展示了攻擊追蹤技術在實際情況中的有效性。最后，文章展望了攻擊追蹤溯源技術的發展趨勢。

關鍵詞：網絡信息傳播；攻擊追蹤溯源；溯源技術；鏈路測試；ICMP協議

中圖分類號：TP393" " " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）16-0079-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

在快速發展的數字化和信息化時代，網絡攻擊日益復雜，對網絡安全構成嚴峻挑戰。攻擊者利用各種手段進行信息竊取、破壞和干擾，網絡交易和業務流程的安全性亟待保障。攻擊追蹤和溯源技術成為維護網絡健康和安全的重要工具，通過分析網絡流量和行為，幫助安全人員迅速定位攻擊源、重構攻擊路徑，并采取有效應對措施。本文將針對網絡信息傳播中的攻擊追蹤溯源技術進行系統化的分類和分析，以期為網絡安全實踐提供參考與借鑒。

1 網絡信息傳播中攻擊追蹤溯源技術分類

1.1 基于日志記錄查詢的追蹤溯源技術

基于日志記錄查詢的追蹤溯源技術是一種通過分析網絡設備和服務器生成的日志文件來識別、調查和恢復網絡攻擊的方法[1]，如圖1所示。基于日志的可追溯性技術可能依賴于各種類型的日志數據，包括但不限于：

1） 系統日志：記錄系統啟動、關閉、錯誤和操作系統更改等活動。

2） 應用程序日志：根據特定應用程序（通常是Web服務器、數據庫等） 捕獲用戶活動和程序執行狀態。

3） 安全日志：記錄安全相關事件，包括用戶登錄、訪問控制、權限更改和異常行為。

4） 網絡設備日志：記錄來自路由器和防火墻等網絡設備的流量信息、連接事件和警報。

在應用基于日志記錄查詢的追蹤溯源技術時，網絡設備、服務器和應用程序必須配置為在安全位置收集日志信息，例如日志管理系統或安全信息和事件管理（SIEM） 工具[2]。在分析數據之前，有必要對收集到的日志進行清理和格式化，以消除冗余信息和可能的噪聲。常見的預處理技術包括數據去重、時間戳歸一化等。使用特殊的查詢語言（如SQL、ELK Stack DSL） 查詢日志數據，通過數據挖掘、模式識別和統計分析等方法識別潛在的攻擊模式。例如，識別未經授權的訪問、數據泄露、DoS攻擊和其他異常行為，并通過檢查系統和網絡日志快速響應。在此基礎上，利用數據可視化工具呈現日志分析結果，并創建易于理解的報告和圖表。

1.2 基于鏈路測試的攻擊追蹤溯源技術

基于鏈路測試的攻擊追蹤溯源技術是一種通過分析網絡中的數據流路徑來識別和定位網絡攻擊源的方法。鏈路測試通常涉及網絡診斷工具，如traceroute、ping等。通過向目標地址發送測試數據包并記錄返回信息，輔助技術人員了解網絡上數據包的路徑，并分析異常路徑或攻擊跡象[3]。其中，Windows系統中的Tracert或Linux、Unix系統中的Traceroute可用于獲取從源主機到目標主機的每個躍點路由器的信息。Traceroute通過逐跳發送ICMP請求或UDP數據包來記錄每一跳的響應時間，從而識別網絡延遲和錯誤。Ping使用ICMP回顯請求檢測主機或網絡可訪問性，可用于檢查連接并檢測網絡錯誤或數據包丟失。基于鏈路測試的攻擊追蹤溯源技術實施路徑如下：

第一，包生成。使用工具生成特定的包類型（如TCP、UDP或ICMP） ，設置TTL值（生存時間） ，并逐漸增加TTL值以獲取在每個路由器上運行的信息。

第二，記錄鏈路信息。每次向目標主機發送數據包時，記錄接入路由器的IP地址及其響應時間。當數據包到達目的地時，返回的響應通常包含有關中間路由器的信息。

第三，異常路徑分析。將正常的數據包轉發路徑與異常情況（如攻擊） 下的路徑進行比較，識別異常跳轉、延遲或直接路由更改，進而識別潛在的攻擊源。

1.3 基于數據包標記的追蹤溯源技術

基于數據包標記的追蹤溯源技術（如圖2所示） 是一種通過將特殊標識信息集成到網絡數據包中來跟蹤網絡中數據傳輸路徑和源的方法。

基于數據包標記的技術通常包括以下關鍵步驟：

第一，包創建。在數據包生成時，會向包中添加特定的標簽或標記，包括：1） 源地址：發送數據包設備或系統的IP地址。2） 目的地址：數據包的目標設備或系統的IP地址。3） 傳輸路徑：數據包在網絡中經過的各個躍點的信息，幫助識別數據傳遞的具體路徑[4]。4） 時間戳：標記數據包生成的確切時間，以分析時間序列，識別延遲和響應時間。5） 連接狀態：描述當前數據包的狀態。

第二，標簽傳播。當數據包在網絡上傳輸時，相關的標簽信息在通過每個路由器或交換機后會被更新或擴展，記錄數據包的完整傳輸路徑。例如，路由器將其自身的IP地址添加到傳輸路徑中，形成完整的路徑記錄。若在傳輸過程中出現延遲，則路由器可以記錄延遲，并更新連接狀態的標簽信息。

第三，包捕獲和分析。網絡上的監控工具或入侵檢測系統（IDS） 捕獲標記的包，并提取標記信息進行分析，以確定包的來源和路徑。在捕獲標記數據包后，IDS解析出數據包的標記信息[5]。基于此，利用提取的標記信息，網絡管理員可以利用各種監測算法和數據分析技術進行深入分析。

1.4 基于ICMP的追蹤溯源技術

基于互聯網控制消息協議（ICMP） 的跟蹤和追蹤技術使用ICMP協議發送特定消息，以檢測和追蹤網絡上數據包的傳輸路徑（如圖3所示） 。基于ICMP的跟蹤技術的核心是使用ICMP回顯請求和回顯響應消息進行路徑跟蹤[6]。基本步驟如下：

第一，發送數據包。使用ping或traceroute等工具將ICMP回顯請求數據包發送到目標IP地址，設置TTL（生存時間） 值以限制網絡上數據包的最大傳輸跳數。

第二，拒絕和TTL應答。每次路由器轉發時，TTL值都會減1。如果TTL值降至0，路由器將丟棄數據包，并向源主機發送ICMP超時消息，然后將其返回給發送方。

第三，路徑記錄。通過逐漸增加TTL值，記錄所有中間路由器的IP地址和響應時間，直至最終到達目標主機。記錄整個路徑上的每一跳，以形成完整的網絡拓撲。

為提升追蹤精準性與追蹤效率，有研究者提出了多種改進方案。例如，MIB-ITrace-CP方法。該方法將管理信息庫的核心嵌入iTrace消息中，結合多種ICMP追蹤回溯方案的優勢，包括：利用哈希包識別技術，減少存儲需求，提高識別效率；采用意圖驅動模型，控制轉發iTrace選項，提高追蹤性能[7]；基于TTL生成MIB-ITrace-CP消息的概率，應對TTL欺騙問題，以提升追蹤攻擊源的實效性。

2 網絡信息傳播中攻擊追蹤溯源技術應用實例

以基于日志記錄查詢的追蹤溯源技術為例，對網絡信息傳播中攻擊追蹤溯源技術的應用進行分析。

某金融機構在監控其網絡流量時發現了許多異常登錄嘗試。由于金融機構對數據安全有嚴格要求，網絡安全團隊決定使用基于日志查詢的可追溯性技術來分析這些異常活動。首先，安全團隊從相關網絡設備收集日志信息，如防火墻、入侵檢測系統（IDS） 、操作系統和應用程序日志[8]。這些日志包含用戶的登錄時間、IP地址、嘗試的用戶名、系統響應和其他可能的安全事件。其次，對接收到的日志數據進行清理和格式化，消除冗余信息和無關數據。安全團隊使用腳本或日志分析工具（如ELK Stack、Splunk） 將來自不同來源的日志整合為統一的格式，以便后續查詢和分析。安全團隊通過查詢日志來尋找異常登錄嘗試的模式[9]。例如，查詢一段時間內的登錄錯誤，以識別使用相同用戶名的連續失敗嘗試；發現來自不同地理位置的多個IP地址訪問同一個賬戶，這與正常登錄模式存在顯著差異。最后，通過進一步分析，安全團隊跟蹤了幾次失敗嘗試的源IP地址。發現在此期間，有幾個IP地址與已知的惡意活動有關。此時，該團隊可以確認這是一次自動攻擊，是滲透特定賬戶的初步嘗試。

3 網絡信息傳播中攻擊追蹤溯源技術發展趨勢

基于信息技術的快速發展，網絡攻擊手段愈加多樣且復雜。為維護網絡安全，攻擊追蹤與溯源技術將不斷演進，技術發展趨勢如下：

第一，機器學習與人工智能的應用。利用機器學習算法對日志數據、網絡流量等進行分析，識別異常，并精準識別和分類不同種類的攻擊向量，實現高效溯源。同時，集成人工智能技術的追溯系統能夠在攻擊發生時自動采取響應措施。

第二，標記與追蹤機制的標準化。使用統一的標記機制等對數據流進行追蹤，增強信息可靠性。同時，集成不同網絡設備與監控系統，推進信息共享與協同，形成整體防護體系。

第三，加密與隱私保護。將追蹤溯源技術與數據加密技術結合，采用具有隱私保護機制的追蹤溯源技術，在保護用戶數據隱私的基礎上，識別惡意攻擊。同時，運用差分隱私技術推進網絡流量分析，有效防止數據泄露，確保攻擊行為具有可追溯性[10]。

第四，云計算與邊緣計算結合。隨著云計算技術的普及和發展，網絡監控與安全防護操作逐步遷移到云端進行。云平臺可以提供強大的計算能力與存儲空間，進而為復雜的追蹤溯源分析提供支持。同時，在分布式網絡環境中，可在邊緣設備中進行數據預處理和分析，以提高追蹤溯源的實時性，降低數據傳輸的延遲。

第五，行為監測與用戶行為分析。通過對用戶和設備行為的實時監測與分析，基于行為的異常檢測已成為重要的溯源技術之一。其目標是識別與正常使用模式不一致的活動，以此來檢測潛在的攻擊。同時，結合人工智能和大數據分析，用戶行為分析可以幫助發現內鬼攻擊、賬戶劫持等安全威脅，從而進行高效的追蹤和溯源。

4 結束語

網絡信息傳播易受安全攻擊，對網絡信息的穩定傳輸及信息安全性產生不利影響。攻擊追蹤溯源技術在當前和未來的網絡安全管理中扮演著至關重要的角色。在面對日益復雜的網絡安全威脅時，綜合運用多種追蹤技術，可以有效提高攻擊檢測和響應的效率與質量。未來研究與實踐發展中，可以綜合運用人工智能、大數據等新興技術，推進攻擊追蹤溯源技術的持續創新與完善，從而進一步增強網絡安全防護水平。

參考文獻：

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[8] 王騰飛，蔡滿春，蘆天亮，等.基于iTrace＿v6的IPv6網絡攻擊溯源研究[J].信息網絡安全，2020，20（3）：83-89.

[9] 蔡俊偉.基于護網演習評分規則的網絡攻擊防范重點探討[J].網絡安全技術與應用，2023（12）：16-18.

[10] 崔孟姣，馬月，姜政偉，等.面向網絡攻擊的層次化溯源分析技術及應用[J].保密科學技術，2022（1）：24-30.

【通聯編輯：代影】