IDS
IDS 是英文 “Intrusion Detection Systems” 的缩写，中文意思是“入侵检测系统”。专业上讲就是依照一定的安全策略，对网络、系统的运行状况进行监视，尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果，以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。我们做一个形象的比喻：假如防火墙是一幢大楼的门锁，那么IDS就是这幢大楼里的监视系统。一旦小偷爬窗进入大楼，或内部人员有越界行为，只有实时监视系统才能发现情况并发出警告。
在本质上，入侵检测系统是一个典型的”窥探设备”。它不跨接多个物理网段（通常只有一个监听端口），无须转发任何流量，而只需要在网络上被动的、无声息的收集它所关心的报文即可。对收集来的报文，入侵检测系统提取相应的流量统计特征值，并利用内置的入侵知识库，与这些流量特征进行智能分析比较匹配。根据预设的阀值，匹配耦合度较高的报文流量将被认为是进攻，入侵检测系统将根据相应的配置进行报警或进行有限度的反击。入侵检测系统通过监听获得网络连路上流量的拷贝。
入侵检测系统的工作流程大致分为以下几个步骤：
（1）信息收集
入侵检测的第一步是信息收集，内容包括网络流量的内容、用户连接活动的状态和行为。
（2）信号分析
对上述收集到的信息，一般通过三种技术手段进行分析：模式匹配，统计分析和完整性分析。其中前两种方法用于实时的入侵检测，而完整性分析则用于事后分析。
具体的技术形式如下所述：
模式匹配
模式匹配就是将收集到的信息与已知的网络入侵和系统误用模式数据库进行比较，从而发现违背安全策略的行为。该过程可以很简单（如通过字符串匹配以寻找一个简单的条目或指令），也可以很复杂（如利用正规的数学表达式来表示安全状态的变化）。一般来讲，一种进攻模式可以用一个过程（如执行一条指令）或一个输出（如获得权限）来表示。该方法的一大优点是只需收集相关的数据集合，显著减少系统负担，且技术已相当成熟。它与病毒防火墙采用的方法一样，检测准确率和效率都相当高。但是，该方法存在的弱点是需要不断的升级以对付不断出现的黑客攻击手法，不能检测到从未出现过的黑客攻击手段。
统计分析
分析方法首先给信息对象（如用户、连接、文件、目录和设备等）创建一个统计描述，统计正常使用时的一些测量属性（如访问次数、操作失败次数和延时等）。测量属性的平均值将被用来与网络、系统的行为进行比较，任何观察值在正常偏差之外时，就认为有入侵发生。例如，统计分析可能标识一个不正常行为，因为它发现一个在晚八点至早六点不登录的帐户却在凌晨两点试图登录。其优点是可检测到未知的入侵和更为复杂的入侵，缺点是误报、漏报率高，且不适应用户正常行为的突然改变。具体的统计分析方法如基于专家系统的、基于模型推理的和基于神经网络的分析方法，目前正处于研究热点和迅速发展之中。
完整性分析
完整性分析主要关注某个文件或对象是否被更改，包括文件和目录的内容及属性，它在发现被更改的、被特络伊化的应用程序方面特别有效。完整性分析利用强有力的加密机制，称为消息摘要函数（例如MD5），能识别及其微小的变化。其优点是不管模式匹配方法和统计分析方法能否发现入侵，只要是成功的攻击导致了文件或其它对象的任何改变，它都能够发现。缺点是一般以批处理方式实现，不用于实时响应。这种方式主要应用于基于主机的入侵检测系统（HIDS）。
（3）实时记录、报警或有限度反击
IDS根本的任务是要对入侵行为做出适当的反应，这些反应包括详细日志记录、实时报警和有限度的反击攻击源。
经典的入侵检测系统的部署方式如图所示：
IDS的主要不足
（1）误报、漏报率高
IDS系统在识别 “大规模组合式、 分布式入侵攻击” 方面，还没有较好的解决方法，误报与漏报现象严重。 误报使得大量的报警事件分散管理员的精力， 反而无法对真正的攻击作出反应。 与误报相对应的是漏报， 随着攻击方法的不断更新，入侵检测系统是否能报出网络中所有的攻击也是一个问题。
（2）没有主动防御能力
IDS技术采用了一种预设置式、 特征分析式工作原理， 所以检测规则的更新总是落后于攻击手段的更新， 无法主动发现网络中的安全隐患和故障。 另外， IDS只是检测和报警， 并不具有真正的防御和阻止攻击的能力，在报警的同时， 攻击已经发生了。
（3）不能解析加密数据流
对于加密的通信来说，IDS是无能为力的。
IPS
IPS是英文“Intrusion Prevention System”的缩写，中文意思是“入侵防护系统”。随着网络入侵事件的不断增加和黑客攻击水平的不断提高，一方面企业网络感染病毒、遭受攻击的速度日益加快，另一方面企业网络受到攻击作出响应的时间却越来越滞后。解决这一矛盾，传统的防火墙或入侵检测技术(IDS)显得力不从心，这就需要引入一种全新的技术-入侵防护(Intrusion Prevention System，IPS)。
IPS的原理
防火墙是实施访问控制策略的系统，对流经的网络流量进行检查，拦截不符合安全策略的数据包。入侵检测技术(IDS)通过监视网络或系统资源，寻找违反安全策略的行为或攻击迹象，并发出报警。传统的防火墙旨在拒绝那些明显可疑的网络流量，但仍然允许某些流量通过，因此防火墙对于很多入侵攻击仍然无计可施。绝大多数 IDS 系统都是被动的，而不是主动的。也就是说，在攻击实际发生之前，它们往往无法预先发出警报。而入侵防护系统 (IPS) 则倾向于提供主动防护，其设计宗旨是预先对入侵活动和攻击性网络流量进行拦截，避免其造成损失，而不是简单地在恶意流量传送时或传送后才发出警报。IPS 是通过直接嵌入到网络流量中实现这一功能的，即通过一个网络端口接收来自外部系统的流量，经过检查确认其中不包含异常活动或可疑内容后，再通过另外一个端口将它传送到内部系统中。这样一来，有问题的数据包，以及所有来自同一数据流的后续数据包，都能在 IPS 设备中被清除掉。(如图)
IPS实现实时检查和阻止入侵的原理在于IPS拥有数目众多的过滤器，能够防止各种攻击。当新的攻击手段被发现之后，IPS就会创建一个新的过滤器。IPS数据包处理引擎是专业化定制的集成电路，可以深层检查数据包的内容。如果有攻击者利用Layer 2 (介质访问控制)至Layer 7(应用)的漏洞发起攻击，IPS能够从数据流中检查出这些攻击并加以阻止。传统的防火墙只能对Layer 3或Layer 4进行检查，不能检测应用层的内容。防火墙的包过滤技术不会针对每一字节进行检查，因而也就无法发现攻击活动，而IPS可以做到逐一字节地检查数据包。所有流经IPS的数据包都被分类，分类的依据是数据包中的报头信息，如源IP地址和目的IP地址、端口号和应用域。每种过滤器负责分析相对应的数据包。通过检查的数据包可以继续前进，包含恶意内容的数据包就会被丢弃，被怀疑的数据包需要接受进一步的检查。
针对不同的攻击行为，IPS需要不同的过滤器。每种过滤器都设有相应的过滤规则，为了确保准确性，这些规则的定义非常广泛。在对传输内容进行分类时，过滤引擎还需要参照数据包的信息参数，并将其解析至一个有意义的域中进行上下文分析，以提高过滤准确性。
过滤器引擎集合了流水和大规模并行处理硬件，能够同时执行数千次的数据包过滤检查。并行过滤处理可以确保数据包能够不间断地快速通过系统，不会对速度造成影响。这种硬件加速技术对于IPS具有重要意义，因为传统的软件解决方案必须串行进行过滤检查，会导致系统性能大打折扣。
IPS的主要优势
与IDS相比，IPS具有以下优势。
（1）同时具备检测和防御功能
IPS 不仅能检测攻击还能阻止攻击， 做到检测和防御兼顾，而且是在入口处就开始检测， 而不是等到进入内部网络后再检测，这样，检测效率和内网的安全性都大大提高。
（2）可检测到IDS检测不到的攻击行为
IPS是在应用层的内容检测基础上加上主动响应和过滤功能， 弥补了传统的防火墙+IDS 方案不能完成更多内容检查的不足， 填补了网络安全产品基于内容的安全检查的空白。
（3） IPS是一种失效既阻断机制
当IPS被攻击失效后， 它会阻断网络连接， 就像防火墙一样， 使被保护资源与外界隔断。
IPS与IDS的区别、选择
IPS对于初始者来说，是位于防火墙和网络的设备之间的设备。这样，如果检测到攻击，IPS会在这种攻击扩散到网络的其它地方之前阻止这个恶意的通信。而IDS只是存在于你的网络之外起到报警的作用，而不是在你的网络前面起到防御的作用。
IPS检测攻击的方法也与IDS不同。一般来说，IPS系统都依靠对数据包的检测。IPS将检查入网的数据包，确定这种数据包的真正用途，然后决定是否允许这种数据包进入你的网络。
目前无论是从业于信息安全行业的专业人士还是普通用户，都认为入侵检测系统和入侵防御系统是两类产品，并不存在入侵防御系统要替代入侵检测系统的可能。但由于入侵防御产品的出现，给用户带来新的困惑：到底什么情况下该选择入侵检测产品，什么时候该选择入侵防御产品呢？
从产品价值角度讲：入侵检测系统注重的是网络安全状况的监管。入侵防御系统关注的是对入侵行为的控制。与防火墙类产品、入侵检测产品可以实施的安全策略不同，入侵防御系统可以实施深层防御安全策略，即可以在应用层检测出攻击并予以阻断，这是防火墙所做不到的，当然也是入侵检测产品所做不到的。
从产品应用角度来讲：为了达到可以全面检测网络安全状况的目的，入侵检测系统需要部署在网络内部的中心点，需要能够观察到所有网络数据。如果信息系统中包含了多个逻辑隔离的子网，则需要在整个信息系统中实施分布部署，即每子网部署一个入侵检测分析引擎，并统一进行引擎的策略管理以及事件分析，以达到掌控整个信息系统安全状况的目的。
而为了实现对外部攻击的防御，入侵防御系统需要部署在网络的边界。这样所有来自外部的数据必须串行通过入侵防御系统，入侵防御系统即可实时分析网络数据，发现攻击行为立即予以阻断，保证来自外部的攻击数据不能通过网络边界进入网络。
入侵检测系统的核心价值在于通过对全网信息的分析，了解信息系统的安全状况，进而指导信息系统安全建设目标以及安全策略的确立和调整，而入侵防御系统的核心价值在于安全策略的实施—对黑客行为的阻击；入侵检测系统需要部署在网络内部，监控范围可以覆盖整个子网，包括来自外部的数据以及内部终端之间传输的数据，入侵防御系统则必须部署在网络边界，抵御来自外部的入侵，对内部攻击行为无能为力。
明确了这些区别，用户就可以比较理性的进行产品类型选择：
- 若用户计划在一次项目中实施较为完整的安全解决方案，则应同时选择和部署入侵检测系统和入侵防御系统两类产品。在全网部署入侵检测系统，在网络的边界点部署入侵防御系统。
- 若用户计划分布实施安全解决方案，可以考虑先部署入侵检测系统进行网络安全状况监控，后期再部署入侵防御系统。
- 若用户仅仅关注网络安全状况的监控(如金融监管部门，电信监管部门等)，则可在目标信息系统中部署入侵检测系统即可。
明确了IPS的主线功能是深层防御、精确阻断后，IPS未来发展趋势也就明朗化了：不断丰富和完善IPS可以精确阻断的攻击种类和类型，并在此基础之上提升IPS产品的设备处理性能。
而在提升性能方面存在的一个悖论就是：需提升性能，除了在软件处理方式上优化外，硬件架构的设计也是一个非常重要的方面，目前的ASIC/NP等高性能硬件，都是采用嵌入式指令+专用语言开发，将已知攻击行为的特征固化在电子固件上，虽然能提升匹配的效率，但在攻击识别的灵活度上过于死板(对变种较难发现)，在新攻击特征的更新上有所滞后(需做特征的编码化)。而基于开放硬件平台的IPS由于采用的是高级编程语言，不存在变种攻击识别和特征更新方面的问题，厂商的最新产品已经可以达到电信级骨干网络的流量要求，比如McAfee公司推出的电信级IPS产品M8000（10Gbps流量）、M6050（5Gbps）。
所以，入侵防御系统的未来发展方向应该有以下两个方面：
第一， 更加广泛的精确阻断范围：扩大可以精确阻断的事件类型，尤其是针对变种以及无法通过特征来定义的攻击行为的防御。
第二， 适应各种组网模式：在确保精确阻断的情况下，适应电信级骨干网络的防御需求。
