基于模拟攻击的Windows系统漏洞提权攻击检测方法

巫冬

（四川职业技术学院 计算机科学系，四川 遂宁 629000）

0 引言

随着Windows系统的不断升级，对Windows系统的安全性提出了更高的要求。在分布式网络组网模式下，Windows系统容易受到网络攻击，产生Windows系统漏洞。特别是在Windows系统漏洞提权攻击下，Windows系统的安全性和稳定性受到严重威胁，需要构建Windows系统漏洞提权攻击检测模型，分析Windows系统漏洞提权攻击的状态特征量，结合信息融合和大数据挖掘方法，进行Windows系统漏洞提权攻击检测。研究Windows系统漏洞提权攻击的安全检测方法，在提高Windows系统的稳定性和安全性方面具有重要意义，相关的Windows系统漏洞提权攻击检测方法研究受到人们的极大关注[1]。

当前，对Windows系统漏洞提权攻击的检测方法主要采用关联规则检测方法、统计分析方法以及模糊相关性检测方法等[2,3]。建立Windows系统漏洞提权攻击信号波束模型，采用模糊度特征分解方法，进行Windows系统漏洞提权攻击检测。文献[4]中提出基于上下门限联合判别的Windows系统漏洞提权攻击检测算法，以时间均值和谱密度为漏洞攻击的特征量，对提取的特征量进行信息融合和特征分解，实现漏洞提权攻击信号检测。但该方法进行漏洞提权攻击检测的计算开销较大，实时性不好。文献[5]中提出基于模糊度特征分析的Windows系统漏洞提权攻击检测方法，通过模糊度特征分离和信号融合实现Windows系统漏洞提权攻击检测，但该方法进行Windows系统漏洞提权攻击检测的输出稳定性不好，抗干扰能力不强。

针对上述问题，因为Windows系统漏洞提权攻击属于隐性攻击，检测过程的干扰性较强，对此，本文提出基于模拟攻击的Windows系统漏洞提权攻击检测方法。首先构建Windows系统漏洞提权攻击的信号拟合模型。然后采用匹配滤波方法进行Windows系统的漏洞提权攻击模拟，在模拟攻击下提取Windows系统的漏洞信息的参数融合模型，采用自适应加权学习方法进行Win‐dows系统的漏洞提权攻击检测的收敛性控制，实现攻击检测算法的优化设计。最后进行仿真测试分析，展示了本文方法在提高Windows系统的漏洞攻击检测能力方面的优越性能。

1 Windows系统漏洞提权攻击信号模型和特征提取

1.1 Windows系统漏洞提权攻击信号模型

为了实现基于模拟攻击的Windows系统漏洞提权攻击检测，需要首先构建Windows系统漏洞提权攻击的信号拟合模型，结合极速学习方法进行Windows系统的漏洞提权攻击的特征提取。结合信号拟合加权方法[6]，建立Windows系统漏洞提权攻击的特征序列{x(t1),…x(tn)}，采用信号拟合方法，建立Windows系统漏洞提权攻击的参数辨识模型，得到辨识参数为：

对Windows系统的近邻漏洞提权攻击信号采用统计分析方法进行特征分解，通过子空间降噪进行Windows系统漏洞提权攻击信号的滤波检测，降低攻击检测的抗干扰性[7]，得到匹配滤波检测器为：

其中，x(s)为x(s)的复共轭。采用机器学习方法进行Windows系统漏洞提权攻击信号的谱密度检测，得到谱密度分布表示为：

采用高阶信息统计特征检测方法，建立Windows系统漏洞提权攻击的信号加权模型[8]，得到信号加权输出为：

Windows系统漏洞提权攻击检测的频率标准差：

根据上述分析，采用信号拟合方法进行Windows系统漏洞提权攻击模拟，根据模拟攻击检测结果进行Windows系统漏洞提权攻击检测。

1.2 Windows系统漏洞提权攻击特征提取

建立Windows系统漏洞提权攻击的信号特征提取模型，根据Windows系统的漏洞提权攻击特征提取结果[9]，得到输出包络特征为：

上式中，a(t)称为Windows系统漏洞提权攻击信号的z(t)瞬时幅度，φ(t)称为Windows系统漏洞提权的瞬时相位。结合二乘规划模型，进行Windows系统漏洞提权攻击的输出参数融合，分析Windows系统漏洞提权攻击的空间阵列[10]，采用波束形成方法，得到Windows系统漏洞提权攻击的波束表示如下：

对于漏洞提权攻击信号s(t)，采用相关性检测和统计特征分析方法[11]，得到Windows系统漏洞提权攻击的特征分量为：

假设Windows系统漏洞提权攻击的时间间隔为n∈[n1,n2]，结合模拟攻击方法，进行Windows系统漏洞提权攻击的统计特征量分析[12]，得到统计特征分布为：

其中，υs表示Windows系统漏洞的攻击的差异度函数，表示为时间函数Xs与加权系数ωi的偏差。采用非线性统计分析方法，进行Windows系统漏洞检测，从而提高Windows系统漏洞提权攻击检测的抗干扰能力[13]。

2 Windows系统漏洞提权攻击检测优化

2.1 模拟攻击的参数融合

建立Windows系统的漏洞提权攻击信号的盲源分离模型，采用匹配滤波方法进行Windows系统的漏洞提权攻击模拟[14]，得到Windows系统漏洞提权攻击特征分布矩阵的第i列矢量可表示为：

采用贯序不均衡估计方法，得到Windows系统漏洞提权攻击的源参量Φ,Ω,Λ分别为：

通过空间波束集成性分析，得到Windows系统漏洞攻击的加权参数为C2，其元素C2(m,n)为：

采用尺度分解方法，建立Windows系统漏洞攻击的矩阵分布模型[15]，构造如下的4P×4P矩阵：

式中，E=[e1,e2,…e4P]为Windows系统漏洞提权攻击的传输链路(a,bm)上的酉矩阵；∑=iag[σ1,σ2,…σ4P]为对角矩阵，且：

采用门限检测的方法，建立Windows系统的漏洞提权攻击信号的盲源分离模型，由此构建Windows系统漏洞提权攻击的参数融合模型为：

2.2 Windows系统漏洞提权攻击检测输出

采用收敛性控制和特征匹配处理方法进行Windows系统漏洞提权攻击的统计信息模型构建，建立Windows系统的信息融合模型，得到Windows系统漏洞的传递函数：

其中，A是一个维数为P×L的漏洞提权攻击特征高阶统计特征。通过自适应学习方法，得到Windows系统漏洞提权攻击检测的稳态概率得到：

其中，f表示Windows系统漏洞提权攻击信号的瞬时频率，x*表示对原始信号取卷积。根据上述分析，采用如图1所示的分类器，实现对采用自适应加权学习方法进行Windows系统的漏洞提权攻击检测的特征分类识别。

图1 漏洞提权攻击分类器

3 仿真实验与结果分析

为了测试本文方法在实现Windows系统漏洞提权攻击检测中的应用性能，进行仿真实验。实验采用Mat l ab设计，对Windows系统漏洞提权攻击的种类设定为DoS漏洞提权攻击，Pr obe漏洞攻击以及撞库攻击。采用随机样本分析方法进行攻击样本采样，采集的攻击样本数据包括600组测试样本，对Windows漏洞提权攻击检测的训练样本集为100，攻击信息的关联系数为0.34，相似度为0.78，迭代次数为500，攻击的干扰强度为24dB。根据上述参数设定，进行Windows系统漏洞提权攻击检测仿真，得到采集的Windows系统传输数据如图时域波形如图2所示。

图2 Windows系统的流量序列采样波形

以图2的数据为测试样本，采用特征量拟合方法进行漏洞提权攻击的阈值判断，采用门限检测的方法实现攻击特征检测，得到攻击检测结果如图3所示。

图3 Windows系统漏洞提权攻击检测结果

分析图3得知，本文方法进行Windows系统漏洞提权攻击检测的波峰较为明显，说明检测的精度较高。测试检测准确概率，得到对比结果见表1，分析表1得知，本文方法进行Windows系统的漏洞提权攻击检测的准确概率较高。

表1 检测准确性对比

4 结语

本文提出基于模拟攻击的Windows系统漏洞提权攻击检测方法。采用信号拟合方法进行Windows系统漏洞提权攻击模拟，采用波束形成方法，得到Windows系统漏洞提权攻击的阵位分布，采用自适应加权学习方法进行Windows系统的漏洞提权攻击检测的收敛性控制，提高Win‐dows系统的漏洞提权攻击检测的收敛性和自适应学习能力。实验结果表明，采用该方法进行Windows系统的漏洞提权攻击检测的收敛性较好，检测准确概率较高。