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AI无法重写的零日漏洞检测规则

MetaDefender 和 Predictive Alin AI 将恶意软件检测建立在贯穿运营技术(OT)和关键基础设施的不变特征之上
作者: OPSWAT
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网络安全行业为何陷入被动应对的循环

网络安全行业始终处于被动应对的状态。每个季度都会出现新的威胁类型、新的规避技术,以及号称能重新定义防御体系的新缩写词。这对负责制定长期基础设施决策的首席信息安全官(CISO)和首席技术官(CTO)来说,形成了一种两难境地:尽管威胁形势每隔几个月就会发生变化,但检测策略必须在未来五到十年内保持有效。分层防御至关重要。 悬而未决的问题是:应以何为锚点来支撑这些防御层,使其在威胁演变的过程中依然坚如磐石。

构建这种持久的策略,意味着要超越威胁态势中的变化,识别那些不变的因素:即那些无论工具如何演变,始终塑造着威胁行为模式的根本性制约因素。这些不变量为分层防御体系提供了坚实的立足点,从而确保检测架构在具体威胁和技术不断演变的情况下仍能保持有效性。在本文中,我们将重点探讨其中三项不变量,因为它们对现代检测管道的构建方式具有最直接的影响。

关键基础设施无法承受这种反应周期

在运营技术(OT)和关键基础设施环境中,系统无法快速打补丁;更新通常由供应商控制,且系统停机将导致运营后果。当恶意文件进入此类环境时,极少能保持孤立状态。许多检测方法仍然依赖于在这些条件下并不成立的假设:

  • 威胁将与此前所见的情况类似
  • 静态检查可以完全确定意图
  • 延迟分析是一种可接受的权衡

这些不变量揭示了另一种现实:

  • 未知威胁将继续出现
  • 需要进行行为分析以揭示意图
  • 检测速度影响防控效果
  • 多信号检测优于单引擎检测
  • 检测系统必须具备自主判断能力

正是这种假设与现实之间的差距,成为了攻击者最能发挥作用的领域。下一节将从第一个始终能揭示这一差距的不变定律开始。

不变定律 1:攻击者的适应速度永远快于静态防御

静态防御不过是暂时的幻象。攻击者会逆向分析检测逻辑、分享规避技术,并不断迭代改进。一旦部署后不再更新,任何防御技术面对有备而来的攻击者都无法长期有效。自首个沙箱部署以来,这一规律始终成立,而人工智能生成的恶意软件只会加速这一循环。

实际上,这意味着隐蔽型恶意软件无需突破每一层检测机制,只需攻破你所依赖的那一层即可。如今,变种程序能够更快地生成,针对防御措施进行测试,并在紧密的迭代循环中不断优化。过去需要数周才能完成的开发工作,现在只需几个小时的周期即可完成。

为什么OT环境会首先承受攻击

在运营技术(OT)环境中,这一适应性问题更加复杂。补丁发布周期较长,系统往往由供应商控制,而软件通常通过固件更新、供应商软件包以及难以替换的现场工具进行部署。正因为这些文件是预期的、值得信赖的,且在不影响运营的情况下难以进行检查,它们反而成为了理想的传播载体。

其中部分文件可以进行内容净化,而另一些则无法进行。可执行文件、固件镜像和补丁文件必须按预期运行,这限制了内容解除武装与重建技术可应用的范围。这使得可行的检测方法变得有限,在许多此类环境中,静态检测往往成为默认的防护措施,尽管攻击者早已掌握了绕过这种检测的方法。

指令级仿真如何消除规避优势

基于虚拟机的传统沙箱技术虽然依然发挥着作用,但它也带来了攻击者已学会利用的漏洞。规避技术能够检测虚拟化环境、延迟执行,或根据分析信号改变行为。在许多情况下,分析工作往往在文件到达终端设备之后才进行,这使得检测更多地沦为事后确认,而非事前预防。

MetaDefender 通过从依赖虚拟机的引爆机制转向基于仿真的动态分析来解决这一问题。借助指令级仿真技术,检测管道会在受控环境中执行文件,从而避免暴露恶意软件通常用于规避检测的痕迹。反虚拟机检测无法识别任何特征,延迟执行路径得以被观察,多阶段有效载荷也能顺利展开。

传统Sandbox MetaDefender 动态分析的对比

基于虚拟机的传统Sandbox

MetaDefender

抗规避性

易受反虚拟机、时序和环境检测的影响

指令级仿真可突破反虚拟机机制和基于延迟的规避技术

支持的文件类型

限量版

50多种文件类型,包括可执行文件、脚本、补丁文件和安装程序

判决结果

单个沙盒结果

结合声誉、动态分析、威胁评分和威胁狩猎的统一判定

速度

每个文件约10-15分钟

近乎实时;每台服务器每天处理超过 25,000 次分析

部署

在大多数情况下Cloud

本地部署、云端或混合部署

情报生成

有限的IOC提取

行为特征指标会反馈到检测管道中,并重新训练预测性Alin AI

实际上,这种方法揭示的是文件的行为方式,而非其外观。无论样本中嵌入了何种规避逻辑,完整的执行路径都会暴露出来。对于无法进行安全清理的文件类型(如可执行文件、补丁文件、脚本和安装程序),在这种动态分析方法的帮助下,在文件深入环境之前,就能最可靠地判断其意图。

某政府法证机构在实际操作中验证了这一点。该机构负责分析从嫌疑人设备中查获的文件,其中许多文件携带了深度嵌入的恶意软件,且文件格式一旦修改就会破坏其证据价值。该机构用多重扫描配合基于模拟的沙箱技术,取代了传统的杀毒软件和人工审查。以往需要数小时才能清理的文件,现在几分钟内即可完成验证;那些能躲过基于特征码的工具的威胁,在行为分析中也得以暴露,且不会损害证据的完整性。

还有一点限制值得特别指出。深度分析虽然能提高可视性,但会拖慢决策过程。如果每个未知文件都需要经过全面检查才能得出结论,那么延迟就会成为架构的一部分,而攻击者也会设法绕过这一机制。这种矛盾直接引出了下一个不变原则:任何单一方法,无论多么有效,仅凭自身都不足以应对挑战。

不变量 2:信号Fusion 任何单一引擎

没有任何一个检测引擎能够单独实现最佳效果。这并非某项技术的局限,而是将独立分类器结合时的一种统计特性。当多个引擎使用不同的方法对同一文件进行评估时,它们的错误率并非线性累加。这些错误率会相互抵消,从而产生一种综合检测能力,这种能力始终优于任何单一引擎,无论该引擎多么先进。

其含义不言自明,尽管这可能令人不快。具有隐蔽性的恶意软件无需突破所有可能的防护措施,只需突破你最依赖的那一道防线即可。一个能够绕过信誉检查但触发了行为指标,或者避开了签名检测却与已知恶意软件家族存在异常相似性的文件,在分层防护体系中会被拦截。而在单一引擎模型中,它却能继续前行。

基于文件的威胁仍是主要的攻击途径

为什么单引擎检测在实际应用中会失效

大多数环境已经部署了多种工具,但这些工具生成的信号往往彼此脱节。一个系统将某个文件标记为可疑,另一个系统却判定其安全无虞,还有第三个系统生成的指标则需要人工解读。这种关联分析的负担最终落在了分析师身上。

这会导致两种一致的故障模式:

  1. 当威胁绕过主要控制措施且从未触发更深入的检查时,规避行为便悄然得逞
  1. 当重叠或冲突的信号产生模糊不清的干扰时,警报音量会增大

从长远来看,这两种结果都难以持续。在高吞吐量的环境中,检测要么会遗漏关键信息,要么会让负责响应的团队不堪重负。

MetaDefender 将四个信号整合为一个值得信赖的判定结果

MetaDefender 通过将检测构建为统一的管道,而非独立检查的集合,来解决这一问题。每一层都从不同的角度对同一文件进行评估,并将结果整合为一个相互关联的最终判定。

MetaDefender 检测管道与信号贡献

其贡献

声誉

尽早拦截已知的威胁指标,例如恶意哈希值、域名和IP地址

动态分析

执行未知样本以揭示隐藏行为并提取IOC

威胁评分

将相关信号整合为基于置信度的风险评分

威胁狩猎

识别样本之间的关联,将活动与营销活动及用户群体建立联系

每一层都针对不同的问题。声誉分析关注已知信息,动态分析则揭示未知信息。评分提供背景信息,而威胁狩猎则将孤立的事件串联起来,形成可采取行动的线索。最终产出的是一项基于所有可用证据做出的决策,而非四项独立的结果。在所有四层中,该处理流程实现了99.9%的零日漏洞检测有效率。

统一的零日漏洞检测管道

某全球性金融机构消除了SOC瓶颈

某家全球性金融机构每天需处理近1,000封可疑电子邮件该机构通过与SOAR自动化系统集成的基于虚拟机的沙箱,在安全运营中心(SOC)内部进行动态分析。该系统原本运行良好,直到处理量激增。Sandbox 不断增长,高优先级事件迫使人工干预,自动化系统反而从效能倍增器变成了瓶颈。

通过在网络边界部署MetaDefender 该组织将信号融合环节前移。文件在交付前即完成分析,而非在终端执行后才进行。这消除了队列瓶颈,分析时间从数分钟缩短至数秒,安全运营中心(SOC)也重新获得了专注于调查分析的能力,而非忙于处理积压的工作。

传统基于沙箱的安全运营中心(SOC)中的检测盲区

预测型 Alin AI 解决了速度与深度之间的权衡问题

多层处理管道可以提高准确性。但仅靠它本身并不能消除得出结论所需的时间。在处理大量数据时,将每个文件都进行深度分析会引入延迟,而这种延迟可能会在攻击链的其他环节被利用。

Predictive Alin AI作为执行前的智能层,在安全管道的前端运行,这意味着在文件执行之前即可给出判定结果,无需进行沙箱触发测试。该系统基于企业级、符合隐私保护标准的数据集进行训练,并持续利用经沙箱验证的零日漏洞进行再训练,

预测性 Alin AI 能在毫秒内给出基于机器学习的判定结果,且无需进行恶意代码执行。被判定为恶意的文件将立即被拦截,其余文件则进入更深入的检测流程。该系统的 P99 响应时间低于 100 毫秒,误报率低至 0.1%,这意味着在高流量环境中,系统既能快速准确地做出决策,又不会让分析师被大量无用信息淹没。

其效果并非替代,而是协同。高速预测负责处理外围的大量数据,而分层分析则在需要时提供深度洞察。随着时间的推移,二者之间的反馈循环会增强双方的能力,在提升早期检测能力的同时,不会增加噪音。

关键在于,解决问题的关键在于协调一致的信号,而非增加更多引擎。当这些信号被整合、关联并作为系统进行处理时,探测能力便会得到提升。这引出了最终的不变定律:仅依赖情报的探测系统,终将落后于能够自主生成情报的系统。

不变性原则3:检测系统必须生成情报,而不仅仅是消耗情报

依赖外部威胁情报源的检测系统与能够自主生成情报的系统之间存在显著差异。基于情报源的检测存在结构性局限:它只能识别他人已经发现、记录并分享的内容。新型威胁、经过修改的变种以及旨在规避公共检测基础设施的定向攻击,则超出了这一范围。

动态分析改变了这一现状。当通过基于模拟的检测执行文件时,其结果不仅仅是一个判定结果。它还会生成行为指标、网络活动、配置数据和执行轨迹。这些信息成为第一方情报,支持基于实际观察到的行为(而非报告的指标)进行回溯性追踪、变体聚类以及主动拦截。

为何受监管行业需要证据,而不仅仅是判决结果

在关键基础设施、金融服务和国防领域,可验证的证据不仅仅是一种架构偏好,而是与合规性和可审计性密切相关的运营要求。

监管框架越来越要求对未知威胁进行可验证的分析,而不仅仅是基于样本的验证。缺乏支持证据的二元判定在审计或调查中难以站得住脚。检测系统必须能够证明文件的行为表现、提取了哪些指标,以及决策是如何做出的。

这也改变了组织对自身风险的认知方式。一个能够自主生成情报的环境,会随着时间的推移逐步构建出针对威胁活动的局部视图。在各类攻击活动、基础设施复用以及针对特定工作流的重复性行为模式中,逐渐显现出规律。外部数据源以及内部生成的情报,共同为分析提供了深度。

MetaDefender 与 Predictive Alin AI 如何形成闭环

MetaDefender 会在检测流程中生成情报。通过基于模拟的动态分析对每个文件进行分析后,会生成行为指标、提取的特征以及相关联的信号,这些信息会反馈回系统。检测由此成为一个持续学习的过程,而非一次性的决策。

这些情报并非孤立存在。它们会被输入到Predictive Alin AI系统中,其中经过沙箱验证的零日漏洞会被用于重新训练执行前检测模型。每确认一个威胁,系统就更能提前识别类似模式,在威胁执行之前将其扼杀在萌芽状态。这在深度分析与快速预测之间形成了一个反馈循环。

一家负责保护敏感系统和公民数据的国家政府机构,生动地说明了这两种操作方式的差异。该机构此前使用的沙箱虽然能生成详细报告,但分析人员仍需手动解读零散的行为信号,而且随着一些具有规避能力的样本漏网,人们对零日漏洞检测的信心也随之动摇。

部署MetaDefender 后,沙箱分析从一个独立的报告工具转变为统一的检测管道,能够针对每个文件给出单一判定结果,并辅以结构化的行为证据和威胁评分。这正是该机构终于能够直接采取行动的情报类型。

新的安全模型

情报循环为安全运营中心团队带来的价值

对于安全运营中心(SOC)团队而言,这一转变是可量化的。分析师收到的不再是需要人工解读的孤立信号,而是基于行为证据且已进行预关联的判定结果。由于每次检测都已附带上下文信息,误报率随之降低,调查时间也相应缩短。

从整体来看,这种区别至关重要。仅消耗情报的检测系统往往会在数据量增加时产生更多工作量。而能够生成情报的系统则能随着时间的推移,通过提升准确性和上下文理解能力来减轻这一负担。

目标是基于攻击者无法改变的因素构建检测机制。情报生成正是此类约束条件之一,而将情报生成视为核心功能的系统,将获得一种优势——这种优势会随着每一种新威胁的出现而不断增强。

基于攻击者无法更改的内容构建检测机制

这三个不变量既对攻击者构成约束,也对旨在阻止攻击者的系统构成约束。攻击者将不断调整策略,单一引擎的检测手段将持续漏检多层信号所能捕捉到的威胁,而能够生成情报的系统将继续领先于仅能消费情报的系统。

这些不变量之所以有用,是因为它们描述了攻击者无法改变的内容。这直接影响了检测机制的构建方式。静态防御机制会随着时间的推移而逐渐失效。信号融合技术始终优于孤立的方法。每一个被确认的零日漏洞,要么能提升你下次的检测能力,要么就会成为一个错失的机会,最终被他人利用。

MetaDefender 和 Predictive Alin AI 正是基于这些限制而构建的。基于仿真的动态分析能够揭示真实行为,多层处理管道将各类信号关联起来形成单一判定结果,而智能反馈循环则确保系统在分析每个文件时都能不断改进。

对于在高风险环境中运营的组织而言,其成效显而易见。检测速度更快、准确性更高,且更值得信赖。分析师无需再花费大量时间核对信号,而是能将更多精力投入到采取行动上。

如果您想深入了解完整的检测不变量及其背后的架构,请阅读我们的白皮书《网络安全的不变量》:opswat

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