入侵检测系统检测能力度量方法分析(2)
发布时间:2008-10-13 11:34
作者:admin
来源:中国信息安全博士网原创
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一是容错性。由于IDS是检测 入侵 的重要手段,所以它也就成为很多 入侵 者 攻击 的首选目标。IDS自身必须能够抵御对它自身的 攻击 ,特别是拒绝服务(DoS) 攻击 。由于大多数的IDS运行在极易遭受 攻击 的操作系统
一是容错性。由于IDS是检测
入侵的重要手段,所以它也就成为很多
入侵者
攻击的首选目标。IDS自身必须能够抵御对它自身的
攻击,特别是拒绝服务(DoS)
攻击。由于大多数的IDS运行在极易遭受
攻击的操作系统和硬件平台上,这就使得系统的容错性变得特别重要,在测试评估IDS时必须考虑这一点。?
二是及时性。及时性要求IDS必须尽快地分析数据并把分析结果传播出去,以使
系统安全管理者能够在
入侵攻击尚未造成更大危害以前做出反应,阻止
入侵者进一步的破坏活动,和上面的处理性能因素相比,及时性的要求更高。它不仅要求IDS的处理速度要尽可能地快,而且要求传播、反应检测结果信息的时间尽可能少。?
从以上IDS评测指标中,我们可以看出检测能力(包括准确性和完备性)是IDS评价的基本指标,检测能力的度量方法对IDS性能的比较和选择应用具有决定性作用,对评估标准的建立也具有非常重要的意义。
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3 IDS检测能力度量方法分析
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3.1ROC(Receiver Operating Characteristics)曲线?
为了度量
入侵检测系统的检测能力,人们提出了一些指标,如检测率、误报率和漏报率等。为了叙述方便,我们先引入一些符号。?
设特征向量?X(X?的元素可以是协议类型、连接持续时间、服务名称等基本信息)表示IDS的一个输入;?X?=1表示给定的实例?X?是由
入侵产生的,?X?=0表示给定的实例?X?不是由
入侵产生的;符号?Y?表示IDS是否报警,其中?Y?=1表示IDS报警,?Y?=0表示IDS不报警。于是IDS的检测率(True Positive Rate或Hit Rate或Detection Rate)可定义为:?TP=P(Y=1|X=1)=1-β?,即一个
入侵被成功检测出的概率;IDS的误报率(False Positive Rate或False Alarm Rate)可定义为:?FP=P(Y=1|X=0)=α?,即正常事件被误判为
入侵的概率。?
检测率和误报率是度量IDS检测能力的两个基本指标。一般来说,如果通过调整IDS算法的报警阈值来提高准确率,则其误报率将会相应提高;反之,如果我们通过调整IDS算法报警阈值来降低误报率,则其准确率也会相应降低。综合分析这两个参数以评价
入侵检测算法的一种常用工具是ROC(Receiver Operating Characteristics)曲线
[4]?。ROC曲线是平面直角坐标曲线,其纵轴表示IDS的检测率,横轴表示IDS的误报率。通过改变算法的阈值,将检测算法在同一数据集上多次运行,就可以得到一系列(TP,FP)坐标点,将这些点连接成线,就得到ROC曲线。容易看出,ROC曲线越靠近坐标平面的左上方的检测方法,其准确率越高,误报率越低,性能越好。ROC曲线从DARPA 1998离线检测评估(1998年,在DARPA(美国国防部高级研究计划署)资助下,麻省理工学院Lincoln实验室开展了计算机
入侵检测系统评估的研究成果)被用来度量检测能力,后来一直被研究者广泛采用。?
ROC曲线较直观地给出了给定误报率条件下IDS提供的检测率;或者说给定检测条件下IDS产生的误报率。但是ROC曲线存在以下两点不足:?
第一,它不能用于确定检测系统的最优操作点,即不能确定检测率和误报率为何值时,系统能达到我们的
入侵检测目标。实际上ROC曲线并没有明确量化IDS检测算法的目标,也就更谈不上对检测系统的优化配置了。?
第二,它不能用于比较不同检测算法检测能力的优劣,优劣程度更不能量化,尽管当一个检测算法的ROC曲线总在另一个检测算法的ROC曲线的左上方时,可以肯定前者的检测能力优于后者,但是如果两个检测算法的ROC曲线存在交点,两种算法的优劣就很难确定了。?