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商业网络培训靶场的发展态势综述

我们身处的时代,网络攻击正愈演愈烈,特别是网络空间领域上升到网络战的战略高度之后,几乎每天都有网络攻击事件发生,而目前网络安全厂商竭尽全力开发的安全软硬件在保护个人和企业的信息安全方面始终存在差距。详细来说,现今的网络安全技术及产品只解决了安全一半的问题,更关键的另一半需要我们的网络安全技术人员在关键的时候进行干预和解决。这就对我们的网络安全技术人员提出了要求,技术人员必须能够胜任网络安全的岗位的能力并拥有对应解决问题的技能。但是当前的网络安全技能培训方法在很大程度上依赖于安全专家或网络红队,这些安全专家或网络红队为网络人员的安全培训提供了具有挑战性的培训路径和彼此磨炼战术的对手。这样的培训周期长、人力培训成本高且培训的安全专家或网络红队始终不足,无法满足大规模网络人员安全培训的技能要求;而提供的网络安全培训产品在一定程度上又无法满足实战性技能培训人才的要求。

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    靶场发展态势⑦持续网络训练环境(PCTE)1

    随着美国对网络战的政策及顶层设计越来越清晰,美军继续构建网络任务部队(Cyber MissionForce, CMF)并将专业的网络军团制度化,美国开始着手进行网络(赛博)空间作战培训平台的规划建设工作。网络空间作战培训平台强调持续网络训练环境(PersistentTraining Environment,缩写PTE)的概念,虽然美国网络司令部每年都会举办大规模的演习,比如“网络卫士”和“网络夺旗”项目,但已无法满足美军网络任务部队的网络作战试验演训需求。根据美国国防部规划的内容,“持续网络训练环境(PCTE)将为国防部(DoD)网络任务部队提供标准化的培训能力,使他们能够访问现有的网络培训靶场(CTR)以及可用的培训资源和内容。当前环境没有能力维持持久性环境,并且主要用于大型演习(例如,Cyber Flag)。服务网络组件已经建立了自己的培训环境,但是没有标准化的功能或内容。2015年11月17日,PCTE系统方法与国防部负责采购、技术和物流的副部长办公室(OUSD AT&L)的输出以及由参谋长联席会议主席(CJCS)J6领导的“替代方案的网络靶场评估(EOA)”结果和议题文件审议”。计划、模拟、培训和仪器仪表执行办公室(PEO STRI)被指定为PCTE的国防部采购负责人。该计划由2016年《国防授权法》第1645条所指示。根据PCTE执行委员会制定的IOC定义、原型、集成和测试工作将在2019财年完成,以达到初始作战能力(IOC)所需的能力。”美国国防部于2016年邀请美国陆军负责领导网络持续训练环境(PersistentTraining Environment,PTE)的项目开发工作,以帮助在实时虚拟环境中培训来自美国网络司令部的网络任务部队(CMF)。这个项目就是至NCR项目之后美国国防部又一重量级的网络空间靶场建设项目--持续赛博训练环境(Persistent Cyber Training Environment,PCTE)。目前该项目由美陆军模拟、培训和仪器计划执行办公室(PEOSTRI)管理。

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    新书《Introduction to the Cyber Ranges》讲述网络靶场基础理论知识和案例

    2022年5月4号出版的《网络靶场简介》,英文书名《Introduction to the Cyber Ranges》是一本讲述网络靶场的新书。本书是Bishwajeet Pandey教授和Shabeer Ahmad博士两位作者合著。Bishwajeet Pandey教授是印度班加罗尔贾因大学的副教授。他曾任奇卡拉大学研究系助理教授、南亚大学(JRF)初级研究员和英迪拉·甘地国立开放大学讲师。主要研究领域包括绿色计算、高性能计算、网络物理系统、人工智能、机器学习和网络安全。Shabeer Ahmad博士是意大利拉奎拉科学研究所网络安全和控制系统领域的博士,主要研究领域是线性和非线性控制系统、关键基础设施网络安全、混合网络靶场以及关键基础设施的仿真(特别是供水系统)。

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    美国国家网络靶场系统架构与设计原理剖析①总论

    美国“国家网络靶场”(NCR)是美军研发的网络安全试验与演练评估靶场,主要为模拟真实的网络攻防作战提供虚拟网络环境,并针对敌对网络攻击等作战手段进行网络安全试验。该网络靶场最初由国防高级研究计划局在2008年5月1日开始筹建,于2013财年移交给国防部试验资源管理中心运行管理。2016年,美国试验资源管理中心(TRMC)进一步加大了国家网络靶场投资与建设规模,不断扩大其在武器系统采办项目中的网络安全试验鉴定功能,以及作战部队网络训练演习评估规模。为了满足对网络安全测试和评估(T&E)和国防部(DoD)网络任务部队(CMF)培训和认证不断增长的需求,美国试验资源管理中心经过一项NCRC计划,通过创建类似于美国“国家网络靶场”的设施的互连综合体来提高美国“国家网络靶场”的容量,这个计划被称为NCRC。这些新的美国“国家网络靶场”节点位于:南卡罗来纳州查尔斯顿、马里兰州Patuxent River和佛罗里达州埃格林空军基地。目前随着NCRC的招标结束,新建的三大美国“国家网络靶场”节点正陆续构建并交付使用。

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    靶场发展态势④美国家网络空间靶场(NCR)1

    美《国家网络空间靶场》(NCR)和美国防部建设的JIOR以及JCOR等纯军事靶场不同,美《国家网络空间靶场》(NCR)是DARPA为美国《国家网络安全综合倡议》(CNCI)提供的一个“测试平台”,用于对各种网络技术和安全技术进行定量和定性的评估。主要目的是响应《国家网络安全综合倡议》(CNCI),为美国国家网络安全研究组织测试信息系统的安全提供一个创新的,安全的可控的环境。美《国家网络安全综合倡议》(CNCI)是2008年1月8日由美国布什总统发布的国家安全总政令第54号令/国土安全总统行政令第23号令(密令)提出的,该计划旨在保护美国的网络安全,防止美国遭受各种恶意或敌对的电子攻击,并能对敌方展开网络攻击。2010年3月2日,应美国国内多方呼吁,美国总统奥巴马高调宣布解密其部分内容,我们得以窥见其中部分内容。

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    靶场发展态势③美国防部赛博安全靶场(IAR/CSR)

    美国国防部在2018年依据美国白宫公布的《国家网络战略》(National CyberStrategy),制定其《国防部网络战略》(Department ofDefense Cyber Strategy),阐明落实网络战略目标的五大路线:建立致命战力、网络空间竞争与吓阻、强化同盟并吸引新合作伙伴、部内组织改革、以及人才培育。依循此路线,美国国防部在其网络战略中,亦明确指出三个作战概念,遂行网络作战:收集情报、为危机或冲突时所需的军事网络作战能力进行准备、「前沿防御」(Defend forward)以从源头破坏或终止恶意网络行动(disrupt or haltmalicious cyber activity at its source)。新的作战概念「前沿防御」,意味着美国会采取更具攻击性的手段进行防御,此概念势必透过网络任务部队的编制、演训等来实施,为此美军已实施网络空间靶场综合体及网络作战平台“统一平台”等实施载体,CSR作为网络空间靶场综合体的一部分,本小节将介绍美国国防部赛博安全靶场。

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    「观点」网络靶场是网络空间安全科学研究、测量和分析的科学装置

    DARPA(美国国防部国防高级研究计划局)当初在对网络空间靶场进行定位和构想的时候,曾提出这样的观点和定位:网络空间靶场是网络空间安全科学研究、测量和分析的科学装置。作为先进技术的构想和研究者,DARPA在网络空间安全的问题上,认为和其他科学研究的问题一样,网络空间靶场应该是研究网络空间安全科学问题的科学研究装置,或者说应该这样来定位网络空间靶场的作用。作为一门新兴的学科,网络空间安全极度缺乏在科研上进行科学研究、测量和分析的装置。其在最初的申报材料中,DARPA这样写道:从科学发展的角度看,生物学因为有了显微镜的出现而出现大发展,天文学因为有了望远镜而获得突破,粒子物理因为有了粒子加速器而实现重大进展。此外,其他各大科学技术的进步都离不开与这些科学研究过程中对其进行观察、测量和分析的工具。DARPA认为网络空间安全也应该具有类似的工具用于网络空间安全的科学研究、测量和分析,这个工具就是DARPA提出的国家网络空间靶场构想。从科学发展和历史进程层面,作为一个创新性项目(在当时来说),这样的立意和构想无疑是伟大的;而我也这样认为,网络空间靶场即可以实现网络空间安全的科学研究,也实现由此而出的科研成果转化应用,所以网络空间靶场应该是产学研用一体化的最佳载体。从整个立意和情怀层面,或者从网络空间靶场的定位层面,网络空间靶场应该是网络空间安全科学研究、测量和分析的科学装置。这样的立意足够高,定位足够清晰,大众也容易理解。

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    数字孪生与网络空间靶场的结合是否已经成熟?

    数字孪生(Digital Twin)是物理实体的数字化映像。它是从设计/仿真,延伸到产品全生命周期。建立数字孪生测试床可以在建立的实物测试床基础上,进行更多的破坏性信息安全研究试验,能够基于此挖掘出更多的未知漏洞。数字孪生网络空间靶场可用于指导、测试和评估网络空间靶场的风险评估、漏洞分析、漏洞挖掘等功能。数字孪生靶场将最前沿的技术应用于信息安全领域,服务于信息安全的测试研究,相比较而言,数字孪生比虚拟仿真更加接近真实的实物系统,由于其是实物的1:1映射,因此基于数字孪生技术的网络空间靶场可实现实物测试无法比拟的反复测试、安全检测等优势。

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