信息安全实训室网络攻防靶场实战核心平台解决方案

 

一、引言

网络安全靶场，作为一种融合了虚拟与现实环境的综合性平台，专为基础设施、应用程序及物理系统等目标设计，旨在向系统用户提供全方位的安全服务，涵盖教学、研究、训练及测试等多个维度。随着网络空间对抗态势的日益复杂化，网络安全靶场作为支撑网络空间安全技术验证、风险评估、武器装备研发等领域的关键工具，已成为全球各国竞相研究和发展的重点。它不仅能够借助虚实交融的网络环境促进知识技能的学习与训练，还能够使参与者积累丰富的攻防实战经验，进而提升网络作战效能。

当前，虚拟化技术在网络攻防靶场的研究中占据主导地位，通过高度仿真的网络环境开展实战分析。然而，这类实验环境的通用性受限，仅在特定条件下发挥效用。本文聚焦于网络攻防靶场实战核心平台的设计架构与发展趋势，旨在探索其在我国互联网平台运行管理中的应用潜力与价值。

 

二、现状分析

网络安全靶场的概念最早出现在21世纪初，经历了从实体靶标、小型虚拟化环境到如今横跨多个行业的大型综合平台的发展历程。美国在这一领域长期处于领先地位，于2008年启动了国家网络安全靶场项目，并由陆军主导，在2016年建立了持续网络训练环境，随后在2019年推出了二期计划，旨在为全球任何地点的任务部队提供云端培训和演习支持。英国则在2010年成立了联合网络安全靶场，这是该国首个面向商业用户的综合性网络演训设施。我国自2009年起也开始推进相关研究，中国科学院计算所同年开启了网络空间靶场的技术探索与原型验证工作，“天现网络靶场”应运而生，主要用于电子对抗技术的研究及行业产品的测试。

 

三、网络靶场的关键技术分析

3.1 身份认证技术

身份认证是确保系统用户身份准确性的关键技术之一。当前，主要采用两种数据认证方式：非对称加密算法和不可逆哈希算法。非对称加密依赖一对密钥——公开密钥用于加密信息，而对应的私有密钥则用来解密；后者则是密码学的基础组成部分，广泛应用于数字签名和安全通信中。

 

3.2 蜜罐技术

鉴于日益严峻的网络安全形势，蜜罐技术被提出作为一种有效的防御手段。通过设置诱饵吸引攻击者，蜜罐能够收集有关攻击方法的信息，从而帮助提升真实系统的安全性。现代蜜罐系统具备以下核心功能：

防护：有效抵御多种类型的网络攻击。

探测：主动监控并记录入侵行为。

记录：详尽记录入侵事件至数据库，并触发警报机制。

响应：一旦检测到攻击，立即采取措施收集证据，如检查是否存在后门或重要信息是否被篡改，必要时将关闭蜜罐以防止影响正常服务运行。

 

3.3 云计算技术

随着网络用户数量的激增，数据中心和信息设备的规模不断扩大，如何实现应用共享和统一控制成为网络系统运营发展的关键议题。云计算技术通过将庞大的数据处理任务分解为多个小程序，并依托服务器集群进行有效处理和结果反馈，已成为学术界研究的热点。云计算技术与网络攻防靶场平台的整合研究，尤其受到关注。虚拟化技术允许计算软件在虚拟环境中运行，用户能够同时操作多个操作系统，每个操作系统都拥有独立的运行空间，从而大幅提升计算机的工作效率和性能。

 

四、信息安全实训室网络攻防靶场的平台设计

4.1 网络攻防靶场系统架构

 

 

4.2 系统运行与模块设计

在系统运行过程中，平台会提供多种类型的应用层实验环境，能够同时启动多项信息安全实验分析，极大地提高了资源的利用效率。此外，该平台还支持靶机环境虚拟化模板的自定义功能，用户可以在这些模板中完成环境配置和漏洞库的设计。

 

1. 蜜罐环境支持模块

作为整个平台的核心组成部分，蜜罐环境支持模块基于蜜罐技术和虚拟化技术构建了多个蜜罐子网。这些蜜罐子网不仅是平台安全稳定运行的基础，也是吸引并记录潜在攻击者行为的关键工具。通过模拟真实网络环境中的脆弱点，蜜罐能够有效收集攻击数据，为后续的安全分析提供重要依据。

2. 攻击模块

攻击模块旨在提升用户的实际攻防能力。工作人员需在了解系统运行要求及平台设计原则的前提下，选择合适的网络攻击软件进行部署。这一过程包括对整个蜜罐网络进行全面扫描，并为用户提供一个集成的安全软件界面以及多样化的攻击策略。通过这种方式，不仅增强了系统的攻击演练功能，也帮助用户更好地理解攻击原理和技术。

3. 防御模块

防御模块负责配置网关并实施一系列安全防御措施，以确保网络环境的安全性和稳定性。它持续监控网络活动，一旦检测到攻击行为，立即采取响应措施，快速制定有效的防护策略。这样不仅可以保护系统免受侵害，还能让用户根据自身需求灵活调整操作，提高其应对突发情况的能力。

4. 评估模块

评估模块运用科学的方法对实验结果进行综合评价，并采用简洁直观的方式展示于系统界面上。这有助于用户快速获取反馈信息，便于总结经验和教训，从而不断优化自身的网络安全技能。评估机制对于衡量培训效果、促进知识积累具有重要意义。

通过上述四大模块的协同工作，网络攻防靶场平台能够为用户提供全面、高效的训练体验，助力提升其在网络空间中的实战能力和技术水平。

 

4.3 功能模块

 

首先，蜜罐环境支持模块是整个网络攻防靶场实战核心平台的硬件基石。它涵盖了安全工具管理、蜜罐环境部署、靶场任务管理、靶场配置等多个方面，旨在对整个网络资源进行统一调度和高效管理。为确保系统运行的安全性，本系统采用加密存储。系统管理员登录后，会设置会话控制，通过密钥精准判断管理员的登录状态。若管理员长时间未操作，系统将强制其超时退出，以确保系统安全。

其次，攻击模块旨在为网络攻击的实现提供全面支持。它构建了完善的漏洞库和信息安全题库，包含数据库攻击、日志清除、网络欺骗技术等多个功能单元。在设计和应用中，信息安全漏洞库的建设与管理尤为关键。我们需要根据实际部署要求，对安全漏洞进行有效分类，并将其部署在虚拟机上作为靶机，以供攻击测试。

再次，防御模块则依据网络攻防博弈优化模型和实际应用算法，为系统用户选择最佳防御策略提供指导。防御模块主要包括主动响应程序、数据分析程序、数据采集程序、网络控制程序等多个组成部分，共同构成一个完整的防御体系。

 

 

最后，评估模块至关重要。为了全面发挥系统效能，需精心组织内部攻防演练，并从防御技术、攻击技术、支持技术三大维度进行综合评估。防御技术涵盖访问控制、身份认证、边界确认、安全审计等关键环节；攻击技术则包括访问控制缺失、组件漏洞、信息泄露、配置错误等要点；而支持技术则涉及流量监控、漏洞扫描、协议分析等核心内容。在确立评估量化指标体系后，需科学合理地分配各项指标权重。常用的方法包括主观赋值法和客观赋权法。主观赋值法依赖专家经验进行权重分配，操作简便但标准不一；客观赋权法则基于数据指标权重数值进行理论判断，结果可能忽视传统数据经验。因此，本研究系统综合采用两种方法分配权重，初期数据量小时采用主观赋值法，后期数据量增大时则转为客观赋权法进行量化分配。

 

五、未来网络攻防靶场实战核心平台应用展望

当前，我国网络安全靶场设计以自动化构建、配置、测试、回收“目标行业网络系统”为核心，旨在提供更为真实有效的目标仿真环境，满足更深层次、更大规模的安全业务需求。然而，在实践应用中，整体系统设计研究仍面临诸多挑战。首要难题在于目标行业系统仿真技术尚不完善，如何将自动化控制系统与网络协议控制面整合，运用数字虚拟化仿真软件运行是当前研究的焦点。其次，随着网络安全靶场行业覆盖面不断扩大，如何有效管控大规模网络场景运行成为技术难点。再者，针对攻击人员能力的差异化，如何智能化模拟分析目标系统攻击行为也是亟待解决的技术问题。最后，当前网络安全靶场的攻防演练缺乏规范完善的评价指标体系，难以保证评价结果的权威性和客观性，进而影响网络攻防靶场实战和新平台的应用效果。

未来技术研发和建设管理应在满足国家安全发展战略的基础上，从以下方面着手：一是将网络安全靶场建设管理视为系统工程，从顶层规划系统架构，宏观规划应用管理；二是以行业环境为依据，结合行业发展特征和信息安全需求，制定技术标准和管理规范，实现靶场对外接口的标准化，推动行业网络安全靶场分级建设应用；三是将网络安全靶场建设管理与先进科技理论相融合，鼓励科研机构、高等院校发挥技术研发创新优势，满足复杂网络环境需求；四是依托产学研结合，将行业需求和科研成果转化为市场产品，推动我国网络安全靶场行业稳健前行。