《工业控制系统应用与安全防护技术（微课版）》-教案 曹鹏飞- 第1-4章 绪论-工业控制系统漏洞分析

教学内容（板书）教学步骤、方法及学生活动时间安排4.3漏洞扫描技术4.3.1漏洞扫描分类按照部署方式来说，漏洞扫描可以分为基于主机的漏洞扫描和基于网络的漏洞扫描两大类。1.基于主机的漏洞扫描基于主机的漏洞扫描采用被动的、非破坏性的方法对系统进行检测。通常，这种扫描方式涉及到系统的内核、文件的属性、操作系统的补丁等内容。同时，这种扫描方式还涉及到口令解密，能够把一些简单的口令剔除。因此，这种扫描方式可以非常准确地定位系统的问题，及时发现系统存在的漏洞。2.基于网络的漏洞扫描基于网络的漏洞扫描釆用主动的、非破坏性的方法对系统进行检测。这种扫描方式利用特定的脚本对系统进行模拟攻击，并分析攻击的结果，从而判断系统是否存在崩溃的可能性。同时，这种扫描方式还针对己知的网络漏洞进行检验。因此，这种扫描方式通常用于进行穿透实验和安全审计。1）基于网络的漏洞扫描器（EMS）的体系结构2）基于网络的漏洞扫描器的扫描流程扫描引擎负责控制和管理整个扫描过程，是漏洞扫描器的关键模块。其具体流程如下：（1）用户配置控制台向扫描引擎发送扫描请求；（2）扫描引擎启动相应的子功能模块来扫描目标主机；（3）扫描引擎接收目标主机的回复信息并将其与存储在当前活动的扫描知识库中的扫描结果进行比对；（4）报告生成工具自动生成扫描报告；（5）用户配置控制台展示扫描结果。3）基于网络的漏洞扫描器的优缺点基于网络的漏洞扫描器的主要优点如下：（1）操作简便。（2）安全可靠。（3）价格合理。（4）维护简便。4.3.2常见漏洞扫描技术漏洞扫描分为主动扫描和模拟攻击两大类。主动扫描是指先通过发送报文给目标主机或网络建立连接，再通过文件传输协议请求网络服务，漏洞扫描系统在主动扫描的过程中针对目标主机或网络的端口分配、软硬件配置、匿名登录和提供的服务等信息进行扫描，并根据收到的回复信息提取跟目标系统漏洞相关的具体信息。模拟攻击是指通过某种虚拟攻击方式对目标主机或网络进行扫描，扫描目标系统漏洞相关的具体信息。常见的漏洞扫描技术主要有Ping扫描、端口扫描、操作系统扫描、脆弱点扫描、防火墙规则扫描等。4.3.3漏洞扫描工具传统的漏洞扫描工具主要有端口扫描工具、通用漏洞扫描工具、Web应用扫描工具和数据库漏洞扫描工具等。1.Nmap端口扫描工具 端口扫描的典型工具是Nmap。Nmap功能非常强大，常用于对大型的网络进行扫描并对其进行安全评估。Nmap是一种渗透测试的扫描工具，用于发现网络上的设备以及设备的类型、操作系统、端口开放及端口服务等信息。2.通用漏洞扫描工具通用漏洞扫描的典型工具是Nessus，主要用于对目标系统的配置信息和常见的漏洞进行扫描。能够提供完整的计算机漏洞扫描服务,并随时更新其漏洞数据库。不同于传统的漏洞扫描软件，Nessus可同时在本机控制或远端上遥控，进行系统的漏洞分析扫描。3.Web应用扫描工具Web应用扫描的典型工具是Appscan，通常用于网络安全的评估。4.数据库漏洞扫描工具数据库漏洞扫描的典型工具是AppDetective，主要用于Oracle、DB2、MSSQL、Sybase等数据库的漏洞扫描。5.工控系统漏洞扫描工具工控系统漏洞扫描的典型工具是ICSScan，主要用于针对工控系统的漏洞扫描，支持典型的工控协议。6.Shodan扫描工具Shodan是一个全球化的在线网络设备搜索引擎，搜索的对象可包括服务器、工控设备、家用电器、摄像头等。4.4漏洞挖掘技术漏洞挖掘技术有多种，如果只采用一种漏洞挖掘技术，是很难完成分析工作的，一般是将几种漏洞挖掘技术优化组合，寻求效率和质量的最优化。4.4.1漏洞挖掘分类漏洞挖掘的方式多种多样，可以根据漏洞挖掘执行过程中的侧重点，将漏洞挖掘技术分为不同的类别。根据程序是否需要运行才可以调试，将漏洞挖掘技术分为静态分析技术和动态检测技术；根据在测试过程中人工参与程度，将漏洞挖掘技术分为手动、半自动和自动测试技术；根据漏洞挖掘过程中能够分析得到源代码的程度，漏洞挖掘技术又可以被分为白盒、灰盒和黑盒测试。4.4.2漏洞挖掘分析技术漏洞挖掘技术的研究是信息安全研究的核心内容之一，面对安全漏洞带来的严峻挑战，如何实现自动化、高效的漏洞挖掘是亟待解决的问题。因此迫切需要采取新的措施来研究高性能的漏洞挖掘模型，或者对当前工控网络协议的漏洞挖掘技术做进一步的优化。1.人工测试2.模糊测试3.二进制比对技术4.静态分析技术5.动态分析技术4.4.3Fuzzing测试技术Fuzzing测试技术即模糊测试技术，不依赖测试目标源代码，测试原理简单，测试范围较广，同时Fuzzing的自动化程度较高，不需要大量的人工参与，是一种效果良好的测试方法。此外，因为Fuzzing测试执行的过程是动态的，通常不会出现没有问题而报告异常的情况，误报的发生概率很低。1.Fuzzing的概念2.Fuzzing的工作流程Fuzzing测试的工作原理就是将事先构造好的测试用例发送给测试目标以测试目标是否能够发生崩溃或产生错误，所以Fuzzing测试的工作流程包含构造和发送测试用例以及监测测试目标等。3.Fuzzing测试的主要形式分类Fuzzing测试的形式主要包括强制型测试和智能型测试两种。这两种分类方式的区别是测试用例的生成是基于用哪种方法产生。基于变异的Fuzzing测试就是