基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源技術研究

王晨飛 李慧芹 韓維 呂靜賢 王蕾

（1.國家電網有限公司客戶服務中心 天津市 300309 2.中電偉恒（北京）科技發展有限公司天津分公司 天津市 300309）

科學技術使得人們的生活越來越便捷，使得人工的工作方式更加簡化。在社會各行業中靈活性的運用大數據技術，能夠實現工作效率提升的目的。在追蹤溯源數據資產時，利用指紋相似度，通過獲取、感知與處理數據，便可以在最短時間內獲得數據結果，提升速度。指紋相似度綜合人、機、物，在網絡世界中通過相互交互，以獲得數據信息，其重要性集中體現在維護網絡安全，提升現代核心產業信息化技術等層面，對思維方式轉變和科學研究提供借鑒。

1 指紋相似度分析

簡而言之，通過指紋能夠對獨特的設備或者是信息進行標識。眾所周知，人的指紋各不相同，也正是因為這唯一的特征，使得指紋這一生物識別技術被深入研發且深度運用。指紋標識包含有唯一性，難修改性和固有性的特點。例如最為常見的是在生產手機的過程中，將會為手機賦予一個位移的MEI（International Mobile Equipment Identity）編號，通過這個編號對設備進行唯一標識。再如電腦中的網卡，在生產的環節中，將會為網卡賦予唯一的MAC地址。這些標識都將會被認定為設備的位移標識符，既設備指紋。

除此之外，通過使用相關特征集合作為指紋，這些特征可以為顏色、型號、名稱以及功能等等，通過對這些因素進行整合，便能夠得到設備標識。這種可以類似的理解為人的記憶，通過人的面部特征等進行判斷。伴隨著移動互聯網崛起，強化網絡安全防護已是當務之急，指紋相似度分析也成為當前移動端企業風險控制的重要措施，將其作為大數據風險控制的關鍵技術。

指紋相似度應用的技術原理是獲得中心點，并且將其作為一個均值線，之后對設備與均值之間的差距作出對比。在具體實施的過程中，首先要將標準點完成劃分，得到兩類，一類是IE 類型，一類是其他類型。

以相似度算法作為依據，完成不同維度之上的相似度計算，之后將比重添加完成即可。

2 現有數據資產追蹤溯源技術存在的不足與特點分析

2.1 現有的數據追蹤溯源技術不足

我國在互聯網技術的推動之下，各行業實現技術升級，越來越多的企業控制系統在網絡環境中暴露無遺。這種現象的出現，使得很多企業的信息存在的比較嚴重的安全隱患。如今市面上所采取的危險防范工具工作原理是不斷對系統進行探測掃描，這些工具的使用普遍需要經過企業內部的機房或者是通過國內云服務器。在應用的圣后，存在的不足集中體現在五個方面。

（1）使用的追蹤溯源工具基本上需要在企業內部的機房中部署，在運行的過程中若是突然發現侵入目標，便會在最短的時間內發起源IP 掃描指令，此時就需要以源IP 的活動行為作為依據展開反攻擊或者是反滲透，將會造成企業內部的其他服務器設備在運行的過程中受到影響。

（2）使用的追蹤溯源工具若是需要在國內云服務器上進行部署，那么在運行的過程中若是發現侵入目標，也會在最短的時間內做出反映，快速追源到源IP。在追蹤溯源的時候，需要安全按照用戶在購買云服務時的備案信息作為依據，對造成的不安全事件相關負責人追究責任。

（3）當前在國內市場所應用的追蹤溯源工具主要有nmap 工具、態勢感知系統以及plcscan 等工具，這些工具可以在使用的過程中實現深測掃描和聯網的功能，在進行問題追蹤溯源的時候，需要通過UDP 或者是TCP 方式實現，沒有對掃描探測指紋采取加密保護處理，這樣以來將會十分容易被第三方截獲重要信息，通過關鍵技術探索出重要內容，造成損失。

（4）當前最為主流的代理服務器，例如shadowsocks，在提供代理服務的時候只能夠對http 或者是https 進行。在應用的過程中不能夠對Telnet、ICMP、udpsocket 以及原生tcp 完成代理傳輸，更不用說實現很好的隱藏掃描效果。

（5）在國內使用的VPN 或者是免費提供使用的VPN，在使用的過程中存在著不穩定性的缺陷，另外還經常性的掉線，在使用當中會比較容易被中國的防火墻封鎖。

2.2 數據資源追蹤溯源技術的特點

針對于專業性較強的攻擊者、專業間諜，例如APT 組織或者是海蓮花等，需要在追蹤溯源的時候對其攻擊者的特性予以了解。首先其攻擊的手段是多種多樣的，其中包含有惡意樣本、魚叉釣魚、暴力破解、社會工程學攻擊等等。其次是隱蔽性強，在進行隱蔽的時候能夠避開監控，擁有開發惡意軟件程序的能力，能夠將痕跡清除等。最后是擁有很強的反偵察能力，例如不間斷的對IP 連接后門進行更換，通過運用多種方式進行反偵察。在利用追蹤溯源的時候，要針對性的提出解決措施。首先要加快完成包括有whois、IP、域名等基礎設施信息的信息收集工作。其次要通過組織專業的技術人員展開分析研究，對攻擊者的攻擊手段和攻擊特征展開分析，比如魚叉釣魚所針對的是企業內部較為敏感的工作人員，在進行排查的時候，可以針對于企業的競爭對手。若是攻擊的對象沒有比較明顯的目的，此時便可以針對于攻擊情況考慮是否是高級白帽子行為。若是其所攻擊的是企業的生產鏈條，那么便可以考慮是否是APT 組織。ATP 組織能夠通過使用威脅情報完成攻擊者信息定位，但是卻不能百分百肯定。這主要是因為樣本泛濫，有很多樣本是被修改之后再投放的，或者是被攻擊的。

3 基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源方法

對當前指紋相似度技術進行分析，了解了指紋相似度在技術應用領域中的優勢。目前在傳統的數據資產追蹤溯源領域中使用的方法存在著不足，無論是技術層面還是工具層面，不成熟已經成為其發展的最大弊端。于是，本文將創新利用指紋相似度技術，提升數據資產追蹤溯源水平。通過利用基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源技術能夠使得被侵犯者在最短的時間內對侵犯者作出定位，維系玩過安全性。網絡領域中的攻擊模型，可以概括表示為攻擊者→跳板機→僵尸機→反射器→被攻擊者。在整個攻擊環節中，通過利用數據資產追蹤溯源，能夠尋找到攻擊者。比較傳統的數據資產追蹤溯源法與基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源方法，得到的結果如表1所示。

通過表1 可以得知，傳統方法改進迫在眉睫，新的方法所產生的積極影響已經使得基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源成為研究的重點。

表1：傳統追蹤溯源與基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源法比較表

3.1 基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源介紹

這種方法在在使用的過程中，憑借其適應性強、靈活性高、簡潔性顯著、可靠性高以及安全性穩的特點，得到廣泛青睞。這種方法主要是通過完成其設計語言編寫以實現功能。在運用過程中，信息溯源的實現主要是通過NDLog，同時該路徑是十分短的。

3.2 系統之間的協作

基于指紋相似度理念和數據資產追蹤溯源的基本情況作出分析，繼而形成一套良好的協作方案，從而可以對當前大數據時代背景下所出現的巨大攻擊強度以及復雜攻擊形式進行應對。為了使得基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源系統在使用的過程中更加便于控制與管理，在協作框架之中所應用的溯源設備將會以網絡位置的差異為基礎，合理劃分不同區域。在協作框架的輔助之下，將會針對于各種類型的攻擊完成協作化操作，保證溯源設備形成有機整體，實現相互融合。協作框架所表現出來的特點是樹形結構，其基礎溯源層形成了樹的葉子，溯源管理層形成了樹干，溯源交互層形成了根部[8]。

通過系統之間的合作可以及時發現當受害者遭受攻擊，在最短時間內將其發送給框架完成溯源請求，通過指紋相似度完成攻擊者的匹配。在這個過程中，協作框架將會通過指紋相似度的方式完成信息的標記，對收集到的信息進行整理與拼接，以標識作為依據完成對被攻擊著的判斷，最后對攻擊路徑作出刻畫。其程序內容如下所示：

[Algorithm of Collaboration of System Level ]1:Marking process at router R.2:if(Load of R for CPU).3:send collaboration request to its AA.4:AA makes sure the authenticity of the request.5:if (!authenticity) then.6:drop the request.7:else.:8AA check the load status in the performance table.9:if(! heavy )then.10:drop the request.11:send collaborated traceback message to TS.12:else.13:normal packet marking process.14,15,16:end if。

4 結束語

在網絡時代背景下，大數據技術發展既面臨著機遇，又面臨著挑戰。在大數據網絡下，網絡攻擊手段使得網絡安全受到嚴重威脅，網絡攻擊的復雜性與多樣性使得難以在整治的過程中難度提升，也為網絡追蹤溯源技術帶來嚴峻挑戰。指紋相似度是通過對攻擊對象的基本特征實施匹配，尋找處其存在的漏洞以快速尋找到其出處，獲得追蹤溯源技術的效率提升。本文基于當前大數據時代背景下的網絡安全問題展開探究，通過對指紋相似度的背景與概念作出分析，認識到指紋相似度的含義與應用原理，形成相對深入的認知。其次分析在當前數據追蹤溯源當中所存在的不足，清楚本次研究的重點。在認識指紋相似度技術理念和目前數據追蹤溯源中存在的缺陷以后，探究在追蹤溯源技術，結合指紋相似度以后的應用措施，為基于指紋相似度的數據資產追蹤溯源技術提升提供理論支撐和實踐支持。