【深度】移动目标防御技术研究综述（下）：发展趋势与应用前景丨附参考文献

原创 2017-10-22 学术plus 学术plus

今日荐文

今日荐文的作者为西安通信学院专家樊琳娜, 马宇峰, 黄河，中国人民解放军61858部队何娜，中国人民解放军68058部队孙钲尧。本篇节选自论文《移动目标防御技术研究综述》，发表于《中国电子科学研究院学报》第12卷第2期。本文为论文的下半部分。

摘要：移动目标防御作为一种动态、主动的防御技术，能够通过不断转移攻击表面挫败攻击者的攻击。深入研究移动目标防御对我国网络空间安全防御具有重要意义，本文从攻击表面的转移方法、攻击表面的转移策略和移动目标防御技术有效性度量几个方面总结了移动目标防御技术的研究现状，并分析了其面临的挑战和发展趋势。虽然移动目标防御技术的研究还未成体系，离实际推广使用还有一段距离，但其主动、动态的特性在面对未知攻击、复杂攻击和改变攻防不对称局面相比静态防御技术具有较大的优势，并具有广阔的应用前景。

关键词: 移动目标防御; 动态防御; 主动防御;攻击表面

引言

随着计算机网络信息系统在我国各行业、各单位的建立和发展，网络信息资源得到了共享和充分的利用，但网络安全方面的问题也日趋严重。中国已成为网络攻击的主要受害国。

传统的网络防御技术，如认证、访问控制、信息加密、入侵检测、漏洞扫描、病毒防范技术等虽然可以提供一定程度的安全性，但随着攻击自动化、高速化和攻击手段多样化的发展，传统网络防御手段显得力不从心。同时，网络环境复杂性的不断增加使得网络管理员的工作日益繁重，一时的疏忽便可能留下严重的安全隐患。

传统的网络防御技术是一种静态的、被动的防御技术，它面临着如下问题：

静态的网络安全防御技术只能抵御已知攻击，无法抵御未知攻击，如0day漏洞等；
静态的网络安全防御技术的防御能力是静态的，不能随着环境的变化而不断变化，而攻击者的攻击能力是不断提升的，这就造成了防御方的被动局面；
静态的网络安全防御技术很难阻挡攻击者的扫描行为，而这往往是攻击的第一步，从而让攻击者获得了目标网络或系统的足够信息；
面临攻击方日益复杂的攻击，如APT攻击，即使传统安全技术的有效组合也很难抵御；
静态的网络安全防御技术通常是用来进行边界防护并抵御外部攻击，却无法有效抵御内部攻击。

因此，静态防御技术的特点造成了现有网络信息系统的致命安全缺陷，为改变防御方的被动局面，2011年12月，美国国家科学技术委员会NITRD发布了《可信网络空间：联邦网络安全研发战略规划》，明确提出“针对网络空间所面临的现实和潜在威胁”，要突破传统思路，发展“改变游戏规则”的革命性技术，确定四个能“改变游戏规则”的研发主题，移动目标防御就是其中之一。

移动目标防御完全不同与以往的网络安全研究思路。它并不追求建立一种完美无瑕的系统来对抗攻击，相反，移动目标防御的思路是构建、评价和部署机制及策略是多样的、不断变化的。这种不断变化的思路可以增加攻击者的攻击难度及代价，有效限制脆弱性暴露及被攻击的机会，提高系统的弹性。由于移动目标防御技术的动态变化特点，它可以克服传统网络防御技术的缺点，使防御方由被动变为主动。

1 移动目标防御技术研究现状

（1）攻击表面的转移方法：一是扰乱。二是多样化。 三是冗余。

（2）攻击表面的转移策略

（3）移动目标防御技术有效性的度量

【深度】移动目标防御技术研究综述（上）：移动目标防御技术研究现状

2 面临的挑战与发展趋势

移动目标防御面临的挑战和发展趋势包括：

（1）移动目标防御并未从根本上解决漏洞问题

移动目标防御通过转移攻击表面达到抵御攻击者攻击的目的，然而，系统的漏洞仍然存在。比如软件随机化这种移动目标防御方法，软件存在的漏洞并未从根本上解决，攻击者仍然能够通过漏洞挖掘、缓冲区溢出等方法对特定目标实施漏洞攻击，只是由于采用了软件随机化后，不同用户的二进制代码不同，因而无法对其它目标利用相同的方式实施攻击。再如指令集随机化，虽然能够防止攻击者将二进制指令插入目标程序成功实施攻击，但目标程序的漏洞也未消除，经过精心设计的蠕虫、病毒仍然能够突破指令集随机化的防线。

（2）移动目标防御与现有技术的融合

现有的网络安全防御手段如防火墙、入侵检测系统、防病毒系统等已部署于网络中，网络拓扑结构和配置也相对固定，而移动目标防御会改变现有的网络配置，因此有可能导致网络可用性的降低，并有可能与现有的网络安全防御技术相互干扰。移动目标防御技术必须在不影响现有的网络运行的基础上实施，必须适应现有的网络基础设施、网络服务和网络协议。随着研究的深入，移动目标防御技术将与现有的网络安全防护技术更好的融合并能更好的嵌入现有的网络中。

（3）移动目标防御技术体系化发展

目前，许多学者利用移动目标防御思想提出了各种各样的攻击表面转移方案，但其未成体系，并且不同的移动目标防御技术相互叠加使用有可能会产生冲突或不必要，因此，分析各移动目标防御技术影响的系统或网络属性，并判断不同移动目标防御技术能否叠加使用，从而形成移动目标防御的技术体系是未来的一项重要工作。

（4）移动目标防御技术与新技术相结合

移动目标防御往往会改变现有的网络配置，因此通常会造成可用性的下降，比如，IP地址跳变虽然可以一定程度上干扰攻击者的扫描和入侵，但是可能会造成整个网络通信的故障，而新出现的软件定义网络SDN却从根本上改变了网络结构，使得中央控制器具有对整个网络全局调控的能力，因此，在SDN技术下的IP地址跳变将会使移动目标防御技术对整个网络造成的影响降到最低。

此外，云计算技术也得到越来越广泛的应用，大型数据中心在使用云计算提供便捷服务的同时，数据、服务等也变得相对集中，因此，云服务的发展与应用中网络安全显得尤为重要，将移动目标防御技术与云计算技术相结合，将大大提高云服务器的主动防御能力，保证云服务的安全性。

移动目标防御虽然面临着许多挑战，但其化被动为主动的防御思想是未来网络安全的发展趋势，在许多领域都具有广阔的应用前景。

3 应用前景

移动目标防御在军事、电子商务、电子政务等领域都具有广阔的应用前景。

随着军队信息化水平的提高，军事通信中对信息系统的依赖性就越来越强，信息安全问题也越突出。虽然各级部门对作战指挥、武器控制等重要的军事信息系统采用了一些安全防护手段，但这些安全措施大多是传统的防御手段，在日益复杂的网络攻击面前，显得被动和力不从心。因此，军事通信网络中采用移动目标防御技术将显著提高军事通信网络的安全性，保障战时和平时的军事网络安全。

除了军事领域，移动目标防御在电子商务方面也具有重要的作用。如今，电子商务覆盖范围不断扩大，在商务领域占有很大的比重。然而，其安全性却不容忽视，对电子商务应用影响较多、发生率较高的互联网安全事件可以分为网页篡改、网络蠕虫、拒绝服务攻击、特罗伊木马、计算机病毒、网络钓鱼等，逐步成为影响电子商务应用与发展的主要威胁。移动目标防御可以动态改变设备的网络配置及其它攻击者感兴趣的设备、网络属性，对电子商务安全性具有重要作用。

此外，移动目标防御对电子政务安全性的提高也具有重要作用。电子政务能够显著提高事务处理效率和加强资源共享，在政府、企事业单位应用广泛，由于电子政务使用过程中也涉及到信息的保密性、完整性保护，因此，其安全性对政府、企事业单位的运营也具有重要影响。移动目标防御可以有效保护内网安全，这是传统网络安全防御技术所欠缺的，因此，在电子政务中使用移动目标防御技术将有效提高其安全性。

4 结语

本文介绍了移动目标防御技术的研究现状，目前研究主要集中在攻击表面的转移方法、转移策略和移动目标防御技术的有效性度量上。攻击表面的转移方法主要有扰乱、多样化和冗余三种方式，也是目前研究的热点。移动目标防御虽然引起了广泛的研究，但其仍面临着许多挑战，未来，移动目标防御技术将会与现有技术更好的融合，也会成体系化发展，并与软件定义网络、云计算等新技术结合。移动目标防御技术在推广应用的道路上虽然还有一些问题仍未解决，但其化被动为主动的防御思想必然是未来的发展趋势，在面对未知攻击、复杂攻击和改变攻防不对称局面相比静态防御技术具有先天的优势，在军事、电子商务、电子政务等领域都具有广阔的应用前景。

（完结）

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