隐蔽通道及其分析技术综述

隐蔽通道目前是正在研究的一个新课题，前景比较广阔，在信息安全方面的作用尤为突出。一般而言，防火墙和入侵检测系统上的安全策略在防止非法程序利用正常的通信途径窃取信息方面是有效的，但是却不能有效地防止非法程序利用那些本来不是用于通信目的的途径来进行通信。而隐蔽通道技术则能够使用来传递信息的信息通道以违反安全策略的方式运行，可以一定程度上穿透防火墙和躲避入侵检测。本文总结隐蔽通道分析的30 年研究进展，根据理论研究与工程实践，说明隐蔽通道的概念及其分析的本质与内涵，指出隐蔽通道分析方法在实际系统中的重要应用，并展望这一领域的若干热点研究方向。 【隐蔽通道及其分析技术综述】 隐蔽通道是信息安全领域中一个关键的研究课题，因其独特的性质在防止非法信息传输中起到重要作用。尽管传统的防火墙和入侵检测系统能够有效地阻止通过正常通信途径的数据窃取，但它们无法完全防范非法程序利用非通信目的的途径进行隐蔽通信。隐蔽通道技术利用这些非传统通道，违反安全策略，有可能穿透防火墙和逃避检测系统。 隐蔽通道的概念自1973年由Lampson首次提出，他将其定义为非设计用于通信的通道。随着时间的推移，对隐蔽通道的理解逐步深化，出现了多种定义。例如，Schaefer将隐蔽通道定义为通过存储单元传输信息的通道，Huskamp则认为隐蔽通道源于资源分配策略，而Kemmerer提出隐蔽通道涉及非数据对象的传输。Tsai等人在1990年的观点更全面，他们认为隐蔽通道与强制访问控制策略密切相关，涉及安全性模型和完整性模型，且与系统可信计算基（TCB）规范有关。 隐蔽通道可以分为两类：隐蔽存储通道和隐蔽定时通道。隐蔽存储通道涉及进程间的共享存储单元，而隐蔽定时通道则通过调节系统资源使用影响响应时间来传递信息。这两类通道的主要区别在于信息编码方式和通道是否有记忆性。 此外，根据通信的可靠性，隐蔽通道还可分为噪音通道和无噪通道。无噪通道意味着接收进程能准确解码所有比特，而噪音通道则存在解码错误的可能性。聚集通道和非聚集通道则关注发送和接收进程使用同步变量或信息的复杂性，聚集通道可处理多个数据变量，增强了隐蔽性。 在实际应用中，隐蔽通道分析对于检测和防止信息泄露至关重要。分析方法包括监控系统行为、建模和仿真，以及开发检测算法。这些方法的应用可以帮助识别和消除潜在的安全风险，提高系统的安全性。 未来的研究热点可能集中在改进隐蔽通道的检测技术，例如深度学习和人工智能的应用，以及开发更加严密的安全策略来限制隐蔽通道的使用。此外，对新兴技术如物联网和云计算环境中的隐蔽通道研究也是一个重要的研究方向，因为这些新技术可能会引入新的隐蔽通信路径。 隐蔽通道及其分析技术是信息安全领域的一个重要研究领域，对于理解、防止和检测非法通信具有深远影响。随着技术的发展，我们需要持续探索和完善相关的理论与实践，以应对不断演变的网络安全威胁。