入侵检测系统产生的背景
入侵检测系统（IDS）的产生背景主要是为了应对日益增长的网络安全威胁。最早在1980年，James P. Anderson在其技术报告《Computer Security Threat Monitoring and Surveillance》中首次详细阐述了入侵检测的概念，并提出了使用审计跟踪数据监视入侵活动的思想 。
随着网络技术的发展和网络环境的日益复杂，各种恶意活动、可疑行为以及违反安全策略的行为不断增多，这就需要一种能够自动监控网络流量和设备，及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术。在这样的背景下，IDS应运而生，并逐渐发展成为网络安全领域的重要组成部分。
IDS的发展经历了几个重要阶段。1984年到1986年间，Dorothy Denning和Peter Neumann研究出了一个实时入侵检测系统模型IDES，这标志着入侵检测技术的重要进展 。到了1990年，IDS开始分化为基于网络的IDS和基于主机的IDS，随后又出现了分布式IDS 。
然而，IDS也存在一些局限性，比如在高网络传输速率下可能无法准确检测所有攻击活动，存在高虚警率和漏报问题，以及对加密数据流的检测能力有限等 。尽管如此，IDS在网络安全中的作用不容忽视，它可以与防火墙等其他安全措施配合使用，提高整体的网络安全防护能力。
此外，IDS的标准化工作也在进行中，以解决入侵检测系统之间的互操作性问题。IETF的Intrusion Detection Working Group（IDWG）和Common Intrusion Detection Framework（CIDF）是两个致力于IDS标准化的组织 。IDS的两种主要检测模式是异常检测和误用检测，它们各有优势和局限，因此在实际应用中，用户往往会采取两种模式相结合的策略 。
什么是入侵检测系统？
入侵检测系统（Intrusion Detection System, IDS）是一种网络安全技术，旨在实时监控网络或系统的活动，以便发现并报告恶意行为、可疑活动或违反安全策略的行为。以下是IDS的主要功能和特点：
**1. 监控：**IDS持续监控网络流量和系统活动，以便及时发现潜在的安全威胁。
**2. 检测方法：**IDS使用基于特征的检测（Signature-based Detection）和基于异常的检测（Anomaly-based Detection）两种主要方法来识别攻击。
**3. 警报：**当IDS检测到可疑活动时，它会生成警报，提醒网络安全团队进行进一步的调查。
**4. 记录：**IDS记录所有检测到的事件，包括事件类型、时间、源和目标地址等信息。
5. 报告：IDS可以生成详细的安全事件报告，帮助分析安全趋势和评估风险。
**6. 策略执行：**IDS有助于执行组织的安全策略，确保网络活动符合安全要求。
**7. 集成：**IDS常与其他安全工具（如防火墙、入侵防御系统IPS等）集成，提供更全面的安全解决方案。
8. 分类：
- 基于网络的IDS（NIDS）：监控网络层面的流量。
- 基于主机的IDS（HIDS）：监控单个主机或服务器的活动。
**9. 部署：**IDS可以作为硬件、软件或云服务部署。
**10. 检测规则更新：**为了保持有效性，IDS需要定期更新其检测规则和特征库。
**11. 局限性：**IDS可能会产生误报（错误地将合法活动识别为攻击）和漏报（未能识别真正的攻击）。
**12. 合规性：**IDS有助于满足特定法规和标准对安全监控的要求。
IDS是网络安全防御体系中的重要组成部分，但它不是唯一的解决方案。组织通常将IDS与其他安全措施结合使用，以构建多层次的网络安全防护。
****入侵检测系统工作原理
入侵检测系统（IDS）的工作原理通常涉及以下几个关键步骤：
**1. 数据收集：**IDS从网络或系统收集数据，这些数据可以是网络流量、系统日志、应用程序日志等。
2. 特征库匹配（对于基于特征的IDS）：
- IDS拥有一个已知攻击特征的数据库。
- 通过将收集到的数据与特征库中的模式进行匹配，IDS可以识别出特定的攻击或恶意行为。
3. 行为分析（对于基于异常的IDS）：
- IDS建立或学习正常行为的基线。
- 通过分析与正常行为基线显著不同的活动，IDS可以检测出潜在的未识别攻击或异常行为。
4. 签名匹配：
- IDS使用预定义的规则或签名来识别攻击模式。
- 当数据流与这些签名匹配时，表明可能存在威胁。
5. 统计分析：
- IDS可能使用统计方法来分析数据流，以识别异常模式或行为。
6. 警报生成：
- 当检测到可疑或匹配的模式时，IDS会生成警报。
- 警报可以是实时的，并通过各种通信渠道（如电子邮件、短信或管理界面）发送给网络安全团队。
7. 事件响应：
- IDS可能与入侵防御系统（IPS）集成，自动对检测到的威胁采取措施，如阻断流量或终止会话。
8. 日志记录：
- IDS记录详细的事件日志，包括时间、源地址、目标地址、检测到的威胁类型等。
9. 报告和分析：
- IDS提供报告功能，帮助分析安全事件和趋势，以及进行风险评估。
10. 更新和维护：
- IDS需要定期更新其特征库和规则集，以适应新的威胁和攻击技术。
11. 多源数据融合：
- 高级IDS可能集成多个数据源，包括网络流量、DNS查询、Web代理等，以获得更全面的威胁视角。
12. 启发式分析：
- 一些IDS使用启发式分析来识别未知的或新的攻击模式，这些模式可能尚未包含在特征库中。
IDS的工作原理是动态的，需要不断地适应新的威胁和攻击手段。因此，IDS的有效性不仅取决于其技术能力，还依赖于定期的维护、更新和调整。
****入侵检测系统发展简史
入侵检测系统（Intrusion Detection System, IDS）的发展历史可以追溯到20世纪80年代。1980年，James P. Anderson在其技术报告《Computer Security Threat Monitoring and Surveillance》中首次提出了入侵检测的概念，并提出了利用审计跟踪数据监视入侵活动的思想，这份报告被公认为是入侵检测的开山之作。
随后在1984年到1986年间，Dorothy Denning和Peter Neumann研究出了一个实时入侵检测系统模型IDES（Intrusion Detection Expert Systems），这标志着入侵检测技术的重要进展。1988年莫里斯蠕虫事件之后，网络安全引起了高度重视，美国空军、国家安全局和能源部共同资助了分布式入侵检测系统（DIDS）的研究，这成为了分布式入侵检测系统历史上的一个里程碑式产品。
到了1990年，加州大学戴维斯分校的L. T. Heberlein等人开发出了NSM（Network Security Monitor），这是第一个直接将网络流作为审计数据来源的系统，可以在不将审计数据转换成统一格式的情况下监控异种主机，这标志着基于网络的IDS和基于主机的IDS两大阵营的形成。
从20世纪90年代到现在，IDS的研发呈现出百家争鸣的繁荣局面，并在智能化和分布式两个方向取得了长足的进展。1998年，S. Staniford等人提出了CIDF（Common Intrusion Detection Framework），这是一个通用的入侵检测框架，定义了IDS组件之间的通信协议，能够集成各种IDS使之协同工作，为构建分布式IDS提供了基础。
入侵检测技术的发展至今，已经从早期的简单监控和检测，发展到现在的智能化、自动化检测，以及与防火墙等其他安全措施的集成使用。现代的IDS不仅能够检测已知攻击，还能通过行为分析等技术识别未知攻击，为网络安全提供了更为全面和深入的保护。
入侵检测系统分类
根据监控对象和部署位置的不同，IDS可以分为以下几种类型：
**1. 网络型入侵检测系统（NIDS）：**部署在网络的关键节点，如交换机、路由器等位置，通过监控网络流量来检测攻击行为。NIDS的优点是能够监控整个网络的流量，适用于大规模网络环境 。
**2. 主机型入侵检测系统（HIDS）：**安装在单个主机上，监控该主机的系统日志、文件完整性、进程状态等信息。HIDS的优点是能够深入监控主机的内部活动，适用于关键服务器或终端设备 。
**3. 分布式入侵检测系统（DIDS）：**结合了NIDS和HIDS的优点，通过多个检测节点协同工作，提供全方位的安全监控。DIDS通常用于大型企业网络，能够同时监控网络流量和主机活动，提高检测的全面性和准确性 。
**4. 基于签名的IDS：**通过匹配已知的攻击签名来发现攻击行为。基于签名的IDS维护一个攻击特征符数据库，并将网络数据包与之进行比对。如果数据包触发了与其中一个特征符的匹配，IDS就会采取行动 。
**5. 基于异常的IDS：**通过分析网络流量的行为模式来发现异常行为。这种类型的检测首先构建正常行为的统计模型，然后将当前行为与正常行为特征相比较来检测入侵 。
**6. 基于协议的IDS：**专注于监控特定协议的流量，如HTTP、FTP等，以检测违反协议规范的行为。
**7. 基于应用协议的IDS：**专门设计用于监控应用程序层的流量，如Web应用程序、邮件服务等，以识别针对特定应用程序的攻击。
**8. 混合类型IDS：**结合了基于签名和基于异常的检测方法，以提高检测的准确性和覆盖范围。
IDS可以作为软件应用程序安装在端点上，也可以作为专用硬件设备连接到网络中。一些IDS解决方案还可以作为云服务提供。无论采用何种形式，IDS都会使用基于特征符的检测或基于异常的检测方法，或者两者兼有，以识别和响应安全威胁 。
入侵检测系统关键技术
入侵检测系统（IDS）的关键技术主要包括以下几个方面：
**1. 数据收集：**IDS通过监视网络流量或系统活动来收集数据，这可以包括网络数据包、系统日志、文件完整性和其他特定于主机的事件 。
**2. 基于特征的检测：**也称为误用检测，它通过将收集到的数据与已知攻击的特征库或攻击签名进行比较来识别入侵行为。这种方法能够准确地检测已知的入侵行为，但无法检测未知的入侵行为 。
**3. 基于异常的检测：**通过建立正常网络活动的行为基线，并将当前活动与基线进行比较来检测偏差，从而识别潜在的入侵。这种方法可以检测到新的或未知的攻击，但可能会产生更多的误报 。
**4. 签名技术：**IDS使用签名来匹配网络流量或行为中的特定模式或特征，以判断是否存在已知的入侵或攻击行为。签名可以基于攻击模式、恶意软件特征等构建 。
**5. 事件分析：**IDS的事件分析器接收事件信息，经过分析得到数据，并产生分析结果，将判断的结构转变为警告信息 。
**6. 响应机制：**当检测到潜在的入侵时，IDS会触发响应机制，包括生成警报、记录事件、切断连接、改变文件属性等 。
**7. 事件数据库：**IDS使用事件数据库来存放中间和最终数据，这可以是复杂的数据库或简单的文本文件，用于记录和分析安全事件 。
**8. 部署方式：**IDS可以部署为基于网络的（NIDS）或基于主机的（HIDS），也可以是混合型，结合了NIDS和HIDS的优势，提供全面的入侵检测和监测能力 。
**9. 集成与合作：**IDS通常与入侵防御系统（IPS）、安全信息和事件管理（SIEM）系统以及其他安全工具集成，以提供更全面的安全防护 。
**10. 持续更新与维护：**为了保持对新型攻击的检测能力，IDS需要定期更新其签名数据库和威胁情报 。
这些关键技术共同构成了IDS的基础，使其能够有效地监控、检测和响应网络安全威胁。
入侵检测系统主要功能
入侵检测系统（IDS）的主要功能包括：
**1. 实时监控：**持续监视网络流量和系统活动，以便及时发现潜在的安全威胁。
**2. 威胁检测：**使用基于特征的检测和/或基于异常的检测方法来识别已知攻击和异常行为。
**3. 签名匹配：**将收集到的数据与已知攻击特征库（签名）进行匹配，以识别特定的攻击模式。
**4. 行为分析：**建立正常行为的基线，并分析与基线显著不同的行为，以发现潜在的未识别攻击。
**5. 警报生成：**在检测到可疑活动时，生成警报并通知网络安全团队，以便进一步调查和响应。
**6. 事件记录：**详细记录所有检测到的事件，包括时间、源地址、目标地址、事件类型等信息。
**7. 报告生成：**提供安全事件的报告，帮助分析安全趋势和评估风险。
**8. 策略执行：**帮助执行组织的安全策略，确保所有网络活动都符合安全要求。
**9. 响应和缓解：**与入侵防御系统（IPS）等其他安全措施集成，自动或半自动地对检测到的威胁采取措施。
**10. 数据和信息整合：**将收集的数据与其他安全工具和信息系统集成，提供更全面的安全视角。
**11. 更新和维护：**定期更新攻击特征库和检测算法，以适应新的威胁和攻击技术。
**12. 合规性支持：**帮助组织满足特定法规和标准对安全监控的要求。
**13. 误报和漏报管理：**通过调整检测算法和签名库减少误报，同时提高检测能力以减少漏报。
**14. 多源数据融合：**集成和分析来自不同数据源的信息，如网络流量、DNS查询、Web代理等。
**15. 用户和实体行为分析（UEBA）：**一些先进的IDS系统采用UEBA技术，分析用户和实体的行为模式，以识别潜在的内部威胁。
IDS的主要功能是作为网络安全防御体系中的一个关键组成部分，通过实时监控、检测、警报和报告，帮助组织及时发现和响应安全威胁。
入侵检测系统参考性能指标
入侵检测系统（IDS）的性能指标是衡量其有效性和可靠性的关键因素。以下是一些主要的IDS性能指标：
1. 准确性（Accuracy）：指IDS正确识别入侵行为的能力，包括误报率（False Positive Rate, FPR）和漏报率（False Negative Rate, FNR）。误报率是将正常行为错误识别为攻击的比例，漏报率是系统未能检测到真实攻击的比例 。
**2. 响应时间（Response Time）：**系统检测到攻击并采取相应措施所需的时间。快速响应可以迅速阻止攻击并减少损害 。
**3. 处理性能（Performance）：**指IDS处理数据源数据的速度，影响其是否能够实现实时检测 。
**4. 完备性（Completeness）：**IDS能够检测出所有攻击行为的能力，包括对新出现攻击的检测 。
**5. 容错性（Fault Tolerance）：**IDS在遭受攻击时，尤其是拒绝服务攻击时，保持正常运行的能力 。
**6. 及时性（Timeliness）：**IDS分析数据并传播分析结果的速度，以便安全管理者能及时做出反应 。
**7. 每秒数据流量（Throughput）：**以Mbps或Gbps计量，反映IDS处理网络数据的能力 。
**8. 每秒抓包数（Packets Per Second, PPS）：**反映IDS处理数据包的能力，是衡量性能的重要指标 。
**9. 每秒能监控的网络连接数：**IDS跟踪网络连接和重组数据包的能力，对应用层入侵分析至关重要 。
**10. 每秒能够处理的事件数：**反映IDS检测分析引擎的处理能力和事件日志记录的后端处理能力 。
**11. 资源利用率：**IDS在运行过程中对计算资源、存储资源和网络带宽的利用效率 。
**12. 可扩展性：**当系统中流量增加或网络扩展时，系统保持正常运行且不降低性能的能力 。
这些性能指标帮助评估IDS的有效性、效率和可用性，对于选择和改进IDS产品至关重要。在国内，IDS的评价有国家标准《信息安全技术 网络入侵检测系统技术要求和测试评价方法 GB/T 20275-2021》（链接：https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=EEE33EF3BFB492E8E23555B0D2F99148）可供参考 。
****入侵检测系统最佳实践策略
以下是实施和管理IDS的一些最佳实践：
**1. 定义目标：**明确IDS的部署目的和范围，确定需要监控的网络区域和关键资产 。
**2. 风险评估：**评估网络的潜在风险和漏洞，确定IDS部署的优先顺序和关键领域 。
**3. 选择合适的IDS产品：**基于需求分析结果，选择适合自身环境的IDS产品，考虑性能、稳定性、兼容性及价格等因素 。
**4. 硬件准备：**为IDS设备准备足够的硬件资源，包括处理器、内存、存储空间等，确保设备能够稳定运行，并满足监控需求 。
**5. 网络规划：**规划IDS设备的网络拓扑结构，确定IDS设备的位置和连接方式，以获取完整的流量数据 。
**6. 配置IDS设备：**根据产品文档和实际需求，配置IDS设备的各项参数，包括网络接口设置、流量采集规则、报警规则等 。
**7. 调试和优化：**在实际部署过程中，通过调整配置参数、优化算法等方式，提高IDS的检测准确率和性能 。
**8. 日常维护和监控：**IDS设备部署完成后，需要定期进行维护和监控，包括查看报警日志、更新病毒库、分析流量数据等，确保IDS设备始终处于最佳状态 。
**9. 定期更新和维护IDS：**保持IDS更新最新的威胁情报和签名，以适应不断变化的威胁形势 。
**10. 监控和分析警报：**主动监控和分析IDS生成的警报，及时调查任何可疑活动或潜在威胁以降低风险 。
**11. 与其他安全工具集成：**将IDS与其他安全工具（如防火墙、入侵防御系统IPS）集成，创建分层防御策略，增强整体安全状况 。
**12. 培训员工：**为IT和安全团队提供有关如何有效使用和管理IDS的培训，确保他们具备必要的技能来应对和减轻潜在威胁 。
**13. 评估和更新IDS策略：**定期重新评估IDS策略，及时了解IDS技术的最新进展，并相应地调整部署和配置 。
通过遵循这些最佳实践，组织可以提高IDS实施的有效性、增强网络安全性，并更好地保护关键资产免受潜在入侵和安全漏洞的影响。
附录：国内主流入侵检测系统厂家
以下是一些知名的入侵检测系统厂商（排名不分先后）：
**1. 华为（HiSecEngine IPS6000E）：**华为推出的HiSecEngine IPS6000E系列产品是新一代专业入侵防御产品，具备网络环境感知能力、深度应用感知能力、内容感知能力，以及对未知威胁的防御能力 。
**2. 奇安信：**奇安信作为国内知名的网络安全公司之一，在2023年第十一版中国网络安全企业100强榜单中名列前茅 。
**3. 天融信：**天融信在网络安全领域具有较高的知名度，也在2023年的中国网络安全企业100强榜单中排名靠前 。
**4. 绿盟科技：**绿盟科技是国内领先的网络安全解决方案提供商，同样在2023年的榜单中位列前三强 。
**5. 启明星辰、卫士通、360：**这些企业在综合安全领域具有较高的知名度和市场占有率。
**6. 知道创宇、微步在线、科来：**这些企业在专业安全领域具有一定的影响力。
这些厂商提供的产品和服务通常包括网络入侵检测系统（NIDS）、主机入侵检测系统（HIDS）、网络入侵防御系统（NIPS）和主机入侵防御系统（HIPS）等，涵盖了从网络层到应用层的全面攻击防御功能。随着网络安全形势的不断演变，这些企业也在不断创新和提升自己的产品和服务，以满足市场的需求。
