近年来，国内外安全形势日益严峻，网络安全问题日益凸显。前有燃油运输管道被堵，后有全球最大肉食品供应商被黑客入侵，这标志着越来越多的国家级关键基础设施提供方，特种行业，以及大型公共服务业被黑客当作攻击目标，加大对信息安全保障的投入迫在眉睫。除了软硬件技术设备的投入之外，专业的安全人才重金难求已是公认的事实，据统计，20年我国信息安全人才缺口高达140万，利用网络靶场可以体系，规范，流程化的训练网安人才的特点打造属于企业自己的安全维护队伍是大势所趋。
网络与信息安全是一个以实践为基础的专业，因此，建设网络安全实训靶场，不仅仅让靶场成为一个知识的学习中心，更是一个技能实践中心，一个技术研究中心。网络攻防实训靶场平台的建设，不仅要关注培训教学业务的支撑建设，更要关注网络与信息安全技能综合训练场的建设。以支撑受训人员课上课下的学习、攻防技能演练、业务能力评估、协同工作训练和技术研究与验证，以保证能贴近不同培训业务的需要，并支持多维度量化每个参与者的各种能力，有计划地提升团队各个方面的技术能力。因此，建设一套实战性强、知识覆盖全面、综合型的集培训、网络攻防演练及竞赛、测试于一体的网络靶场是非常有必要的
1. 网络靶场定义
网络靶场（Cyber Range）是一个供5方角色协同使用的网络系统仿真平台。用于支撑网络安全人才培养、网络攻防训练、安全产品评测和网络新技术验证。
网络安全人员要就攻防技术进行训练、演练；一项新的网络技术要试验，不能在互联网上进行（造成不可逆的破坏），于是需要建立网络靶场，把网络的要素虚拟到网络靶场。
|
网络靶场 |
|
|
目的 |
为真实对抗提供训练场所 |
|
环境 |
虚拟网络环境 |
|
功能 |
用于网络攻防演练 |
|
优势 |
1. 资源可反复利用 2. 对于目标伤害程度可控 3. 靶场演练数据可监控与评估 4. 不影响真实环境的情况下发现漏洞与修复加固，提升性能与安全性 |
在网络靶场中进行网络安全活动，不仅可以避免对现实资源的占用和消耗，还可以做到对资源的反复利用。每一次安全试验造成的伤害程度都是可控的、可检测的，试验结束后还能够对收集的试验数据进行分析和研究。网络靶场在不影响真实环境的情况下可以提高网络安全从业人员的技术，也可以发现安全产品的漏洞从而提升安全产品的性能与安全性。
2. 用户角色
网络靶场共有五种角色：黄、白、红、蓝、绿。
2.1 黄方
黄方是“导调”角色，整个网络试验的“导演”，负责：
1、设计试验
2、控制试验：开始、停止、恢复、停止
3、查看试验：查看试验的进度、状态、详细过程
2.2 白方
白方是网络靶场平台“管理”角色，靶场试验“剧务”，负责试验开始前的准备工作和试验进行时的“日常事务”处理：
1、试前构建目标网络、模拟网络环境等；
2、试中负责系统运维等；
3、试后回收和释放资源等。
2.3 红方
红方是“攻击”角色，靶场试验的“反派演员”，与蓝方相对，攻防演练中向蓝方发起攻击。
2.4 蓝方
蓝方是“防御”角色，靶场试验的“正派演员”，与红方相对，攻防演练中抵御红方攻击。
2.5 绿方
绿方是“检测”角色，靶场试验的“监视器”，监控红蓝两方在演练中的一举一动，具体负责：
1、监测当前红蓝方的具体行为
2、当红蓝方攻击防守成功，研判还原成功的过程、攻击手法、防御方法
3、监测红方违规操作
4、试验或试验片断进行定量和定性的评估
5、分析试验的攻防机理（比如针对新型蠕虫分析其运行、传播机理）
3. 业务流程
3.1 任务想定
试验开始前，“导演”黄方想定攻防试验的具体内容和任务目标，确定参与试验的人员安排，设计试验的具体网络环境、应用环境和具体的攻击步骤。
3.2 目标网络生成
修房首先从房屋结构入手，搭建网络靶场时最基础的事情是明确网络结构、搭建网络拓扑。白方根据黄方在任务想定环节设计的网络拓扑图生成路由器、交换机、计算机等设备，并将设备依照拓扑图配置和连接，生成试验所需的网络环境结构。
除了网络结构，目标网络还要为用户访问浏览器、收发邮件等操作提供应用环境，就像房屋在入住前要装修出卧室、厨房，给住户就寝、做饭提供空间一样。有了相应的应用环境，才有空间进行相关的活动。
白方在生成目标网络后，还要根据黄方的设计将靶标系统接入目标网络。靶标，即攻击的目标。靶标系统可以是实际的设备，也可以是虚拟化技术生成的靶标系统，针对不同的任务类型，靶标的设定会有所差异。
3.3 网络环境仿真
“活”的网络，除了网络结构完整，还要有活动发生。真实的网络环境时时刻刻都不是静止的，每一分每一秒都有人聊天、打游戏、刷短视频……白方在目标网络生成后，通过模拟这些活动流量和行为，并将其投放到网络靶场中，让靶场“活”起来，更加接近实际的网络环境，而不是一片实验室虚拟出的净土。
模拟的流量分为近景和远景两种。近景流量指用户操作行为，包含攻击方的攻击流量、防守方的防守流量以及用户打开浏览器、收发邮件等访问应用系统的行为流量，远景流量即与试验本身不相关的背景流量。
流量仿真和目标网络生成共同构成网络靶场的完整虚拟环境，让后续的演习更加真实，也部分增加了演习的难度。
3.4 攻防试验
准备工作完成后，红方和蓝方根据黄方的试验设计，在白方搭建的环境中展开攻防演练。红方发起攻击，蓝方抵御攻击。
3.5 态势评估
试验进行时，绿方全程监控红蓝两方在演练中的一举一动，根据需求全面采集数据，掌握诸如攻击发起方、攻击类型、攻击步骤、是否存在违规行为等信息，并通过可视化界面实时展示检测结果。
试验结束后，绿方基于前期采集的数据，进一步进行评分和分析工作。
1）评分
小到某次攻防行为、大到某次攻防演习，绿方在给出量化评分的同时，还要给出具体评价，给出优点亮点和尚存在的缺点不足。
2）分析
结合试验表现和试验目的进行分析，并出具相关的分析结果。若试验目的是研究某种新型攻击，则分析其机理；若试验目的是检验某个安防产品，则分析其安全缺陷。
绿方的一系列工作，有助于我们了解靶场中发生的所有安全事件，正确分析网络靶场的态势，作出更准确的评估。
4. 应用模式
网络靶场有三种类型的应用模式：内打内、内打外、外打内。此外还有分布式网络靶场模式。
4.1 内打内
红、蓝双方都在靶场内。内打内应用模式主要有CTF线下安全竞赛、红蓝攻防对抗赛和科学试验等。
CTF（Capture The Flag）即夺旗赛，其目标是从目标网络环境中获取特定的字符串或其他内容（Flag）并且提交（Capture The Flag）。
红蓝攻防对抗赛，由红蓝双方在靶场内进行攻防演练，红方作为攻击方，蓝方作为防守方。红方对蓝方发起网络攻击，目的在于挖掘蓝方更多的风险脆弱点，蓝方则检测红方的网络攻击并且进行防
科学试验是指科研人员针对新型网络技术进行的测试性试验，根据试验结果对新技术进行反馈迭代。
4.2 内打外
内打外即红方在靶场内，蓝方在靶场外。
4.3 外打内
外打内即红方在靶场外，蓝方在靶场内，典型应用是安全产品评测。
为什么会有这个需求呢？通常，我们要知道一个安全设备好不好用、一个安全方案是不是有效，有几种方法：第一，请专业的渗透测试，出具渗透测试报告，但这种只能测一次的活动，叫静态测试。可是大家清楚，即使今天测过了，明天产品、方案也可能会出现新的问题和漏洞。那么，“靶场众测”的场景就出来了。把实物或者虚拟化的产品/方案放到靶场，作为靶标让白帽子尽情“攻击”。如果把它攻垮了，我们就知道哪里有问题了，这种开放测试，由于众多白帽子的参与、以及不影响生产环境不会造成后果、能放开手脚“攻击”，效果比聘请几个专家去现场测试要好的多。如果产品一直放在靶场，就可以在长期的众测中不断发现问题，促进产品持续迭代提升。
4.4 分布式
分布式靶场即通过互联多个网络靶场，实现网络靶场间的功能复用、资源共享。由于单个网络靶场的处理能力和资源都是有限的，分布式靶场可以将多个网络靶场的资源综合利用起来，并且这种利用对于使用人员是透明的。
比如，现有一个银行网络靶场A和一个电力网络靶场B，当前有一个试验任务既需要银行网络环境，又需要电力网络环境。那么我们可以将现有的A、B两个网络靶场互联起来展开试验。
分布式靶场能够连接各行各业的网络靶场，更大程度上实现全方位综合互联网络逼真模拟。
5. 科学问题
网络靶场存在三个主要科学问题，这三个问题反映了网络靶场在关键技术上面临的挑战。
5.1 目标网络：灵活构建，逼真仿真
1）建得快
网络靶场用户众多，还会出现多个用户同时使用的情况，但是大部分用户的使用时间不长，这就需要网络靶场目标网络包括网络环境要能够快速生成、快速擦除回收，特别是节点数量较大的应用，是一项技术上重大的挑战。没有过硬的网络构建能力，基础设施以及虚拟化编排技术是很难实现的。
2）仿得真
由于网络靶场是用有限的资源仿造真实网络，大部分要素需要虚拟化，而非实物。因此如何逼真的仿真目标网络元素是一项持续的挑战问题。网络靶场中，一台实物路由器的功能是否都在其虚拟设备上具备？如果功能缺失，是否会对靶场应用造成影响？靶标、网络环境、虚拟设备、背景流量的逼真仿真同理，网络环境仿真还需要服务于靶场具体应用场景，这些都依赖于长期的积累。
5.2 态势评估：低损采集，准确评估
网络靶场绿方主要有以下挑战：
1、如何针对网络靶场运行中产生的大量数据进行针对性的采集？
2、只要是采集就要有接触（比如医学检验，可能要抽血，可能要有仪器深入身体），有接触就有影响（影响目标网络的计算资源、网络资源……），如何使影响尽量小，如何平衡这种影响和采集全面、准确性？
3、如何基于采集到的多样、海量的数据，分析、提炼、评估出靶场绿方需要得出的信息？
这是对探针采集能力、大数据关联能力、事件分析还原能力、安全知识图谱能力的综合考验。
5.3 安全运营：任务并行，安全隔离
1、网络靶场多个试验同时进行，必须保证试验间互相独立，互不干扰。就像多个房间在射击打靶，不能从这个房间打到另一个房间去了。
2、目标网络和分析网络必须严格安全隔离，即红方和绿方、白方、黄方要安全隔离，不能红方把绿方打瘫了，也就是参加比赛的人把裁判系统攻陷了，同时试验间的角色、系统间也需要安全隔离。
3、同时，安全隔离的同时不能影响网络靶场运行的性能。
来源：freebuf.com 2021-06-21 16:19:56 by: 新华三攻防团队
请登录后发表评论
注册