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[484] 2016-08-27_DARPA网络超级挑战赛情况及思考

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-16
2016-08-27_DARPA网络超级挑战赛情况及思考 D A R P A 网 络 超 级 挑 战 赛 情 况 及 思 考 A r i e l / C X / M u q q   A r k T e a m   2 0 1 6 - 0 8 - 2 7               2 0 1 6 年 8 月 5 - 7 日 ， 在 美 国 拉 斯 维 加 斯 举 办 的 信 息 安 全 界 顶 级 赛 事 — D e f c o n   C T F 上 ， 一 支 名 为 M a y h e m 的 机 器 C T F 战 队 与 另 外 十 四 支 人 类 顶 尖 C T F 战 队 上 演 了 信 息 安 全 领 域 首 次 人 机 黑 客 对 战 ， 并 一 度 超 过 两 只 人 类 战 队 。 该 事 件 在 人 工 智 能 和 信 息 安 全 领 域 的 意 义 ， 不 亚 于 今 年 G o o g l e   A l p h a G o 战 胜 李 世 石 ， 是 机 器 智 能 开 始 深 入 影 响 信 息 安 全 的 标 志 性 事 件 之 一 。 M a y h e m 的 来 历 ， 要 从 美 国 国 防 部 先 进 项 目 研 究 局 （ D A R P A ， D e f e n s e A d v a n c e d R e s e a r c h   P r o j e c t s   A g e n c y ） 举 办 的 网 络 超 级 挑 战 赛 （ C G C ， C y b e r   G r a n d   C h a l l e n g e ） 说 起 。 一 、 比 赛 背 景 一 、 比 赛 背 景                 D A R P A 一 向 有 通 过 举 办 挑 战 赛 来 加 速 科 技 实 用 化 的 传 统 ， C G C 的 思 路 来 源 于 过 去 成 功 举 办 的 超 级 挑 战 赛 。 例 如 ： 2 0 0 4 首 届 超 级 挑 战 赛 的 目 标 是 推 动 无 人 驾 驶 技 术 ， 参 赛 者 从 首 次 比 赛 没 有 任 何 队 伍 完 成 赛 程 ， 到 后 来 实 现 了 自 动 沙 漠 穿 越 （ 2 0 0 5 年 ） 和 复 杂 城 市 路 段 自 动 穿 越 （ 2 0 0 7 年 ） ； D A R P A 举 办 的 另 一 项 知 名 度 较 高 的 比 赛 是 机 器 人 挑 战 赛 D R C ( D A R P A   R o b o t i c s   C h a l l e n g e ) （ 2 0 1 3 年 ） 。                 C G C 是 D A R P A 于 2 0 1 3 年 发 起 的 全 球 性 网 络 安 全 挑 战 赛 ， 旨 在 推 进 自 动 化 网 络 防 御 技 术 发 展 ， 即 实 时 识 别 系 统 缺 陷 、 漏 洞 ， 并 自 动 完 成 打 补 丁 和 系 统 防 御 ， 最 终 实 现 全 自 动 的 网 络 安 全 攻 防 系 统 。 参 赛 队 伍 全 部 由 计 算 机 组 成 ， 无 任 何 人 为 干 预 。 所 以 ， C G C 是 机 器 之 间 的 C T F 比 赛 ， 目 标 是 推 进 全 自 动 的 网 络 安 全 攻 防 系 统 。 二 、 比 赛 简 介 二 、 比 赛 简 介                 C G C 的 赛 程 分 为 两 个 阶 段 ： 初 赛 （ C h a l l e n g e   Q u a l i f i c a t i o n   E v e n t ， C Q E ） 和 决 赛 （ C h a l l e n g e F i n a l E v e n t ， C F E ） 。 1 .       比 赛 时 间 比 赛 时 间               初 赛 ： 2 0 1 5 年 6 月 3 日               决 赛 ： 2 0 1 6 年 8 月 4 日                                                        
图 1 .     C G C 比 赛 时 间 安 排 2 .       参 赛 队 伍 参 赛 队 伍               初 赛 阶 段 的 参 赛 队 伍 分 为 资 助 ( F u n d e d   T r a c k ) 和 公 开 ( O p e n   T r a c k ) 两 种 。 F u n d e d   T r a c k   是 预 先 向 D A R P A 提 交 项 目 申 请 并 获 得 7 5 万 美 元 资 助 的 团 队 ； 共 有 7 支 队 伍 ， 来 自 大 学 研 究 团 队 及 企 业 团 队 。 O p e n   T r a c k   则 是 面 向 全 球 公 开 报 名 ， 由 民 间 自 由 组 织 的 团 队 ； 共 有 队 伍 近 1 0 0 支 ， 包 括 至 少 1 8 支 来 自 欧 洲 、 亚 洲 等 非 北 美 地 区 的 队 伍 ； O p e n   T r a c k   有 传 统 C T F 强 队 （ d i s e k t ， s h e l l p h i s h 等 ） ， 也 有 由 知 名 安 全 企 业 资 助 的 比 赛 团 队 。               在 比 赛 之 前 ， 每 支 参 赛 团 队 需 要 开 发 一 套 全 自 动 的 网 络 推 理 系 统 C R S （ C y b e r   R e a s o n i n g   S y s t e m ） ， 需 要 可 对 L i n u x 二 进 制 程 序 进 行 全 自 动 化 的 分 析 和 发 现 其 中 的 漏 洞 ， 并 自 动 生 成 能 够 触 发 漏 洞 的 验 证 代 码 ， 自 动 对 程 序 漏 洞 进 行 修 补 。 3 .       赛 题 与 赛 规 赛 题 与 赛 规               赛 题 由 主 办 方 （ D A R P A ） 开 发 ， 针 对 自 动 漏 洞 挖 掘 所 面 临 的 困 难 所 设 计 。 在 C G C 正 式 初 赛 前 有 2 次 系 统 自 动 化 的 预 演 ， 用 来 调 试 系 统 自 动 化 程 度 以 及 与 主 办 方 系 统 对 接 。
图 2 .   C G C 比 赛 测 试 题 目 （ （ 1 ） 初 赛 ） 初 赛               初 赛 题 目 为 1 3 1 道 存 在 已 知 漏 洞 的 L i n u x 二 进 制 程 序 （ 无 源 码 ） ， 所 有 程 序 都 存 在 内 存 处 理 方 面 的 漏 洞 ， 漏 洞 种 类 覆 盖   5 3   个 不 同 类 型 的 C W E （ 常 见 缺 陷 列 表 ） 。 初 赛 是 一 个 在 线 自 动 分 析 和 异 步 攻 防 验 证 的 过 程 ， 在 指 定 的 2 4 小 时 内 ， 每 支 队 伍 的 自 动 分 析 系 统 需 要 在 无 人 干 预 的 情 况 下 自 动 从 主 办 方 下 载 应 用 程 序 ， 分 析 程 序 查 找 漏 洞 ， 提 交 可 触 发 漏 洞 的 攻 击 输 入 ， 并 提 交 修 补 后 的 加 固 程 序 。 本 次 初 赛 中 ， 开 发 者 预 留 的 5 9 0 个 漏 洞 ， 均 被 参 赛 队 伍 成 功 修 补 。               主 办 方 对 所 有 提 交 的 攻 击 输 入 与 加 固 过 的 程 序 在 队 伍 之 间 进 行 交 叉 攻 防 比 较 ， 通 过 攻 防 成 功 率 和 加 固 程 序 的 性 能 综 合 评 测 来 决 定 初 赛 的 名 次 。 （ （ 2 ） 决 赛 ） 决 赛               决 赛 的 挑 战 内 容 与 初 赛 基 本 相 同 ， 但 是 引 入 了 线 上 的 实 时 对 抗 ， 是 一 个 在 线 实 时 攻 防 的 过 程 。 决 赛 开 始 后 ， 主 办 方 会 不 定 时 发 布 新 的 二 进 制 应 用 ， 每 个 战 队 的 系 统 需 要 实 时 对 应 用 程 序 进 行 分 析 和 修 补 ， 部 署 修 补 后 的 程 序 ， 同 时 生 成 攻 击 程 序 ， 提 交 给 主 办 方 。 与 初 赛 不 同 的 是 ， 决 赛 的 系 统 增 加 了 网 络 防 御 能 力 ， C R S 系 统 可 以 自 动 生 成 I D S 规 则 ， 还 可 以 选 择 攻 击 目 标 。 另 外 决 赛 阶 段 的 攻 击 输 入 不 再 是 P O C ， 而 是 实 际 可 用 的 E x p l o i t ， 即 它 可 用 直 接 用 于 获 取 程 序 控 制 权 限 或 者 泄 露 信 息 。 各 队 伍 的 C R S 系 统 在 软 件 层 面 和 网 络 层 面 部 署 防 御 措 施 ， 保 护 自 身 的 程 序 不 受 攻 击 。
              通 过 综 合 计 算 攻 击 得 分 、 防 御 得 分 、 以 及 防 御 措 施 引 入 的 性 能 损 失 和 功 能 损 失 ， 最 终 评 判 出 优 胜 队 伍 。 图 3 .     C G C 决 赛 规 则                 两 轮 比 赛 结 束 后 ， 参 赛 队 伍 需 提 交 技 术 论 文 （ T e c h n i c a l   P a p e r ） ， 文 章 主 要 描 述 参 赛 队 伍 所 使 用 C R S ； 初 赛 结 束 后 ， 主 办 方 还 将 实 地 访 察 各 参 赛 队 伍 的 C R S 系 统 。 D A R P A 将 以 上 内 容 作 为 排 名 的 重 要 参 考 依 据 。 4 .       奖 金 分 配 奖 金 分 配                 通 过 初 赛 的 参 赛 队 伍 ， F u n d e d   T r a c k 团 队 将 不 再 获 得 奖 金 ， O p e n   T r a c k 团 队 可 获 得 7 5 万 美 元 奖 金 。                 决 赛 阶 段 奖 金 总 计   3 7 5 万 美 元 ， 其 中 冠 军 奖 金 2 0 0 万 美 元 ， 第 二 名 1 0 0 万 ， 第 三 名 7 5 万 ， 奖 金 直 接 发 给 相 应 名 次 的 战 队 。 5 .       比 赛 情 况 比 赛 情 况 图 4 .     C G C 决 赛 现 场 （ 7 台 互 相 对 抗 的 超 级 计 算 机 ）                 C G C 初 赛 有 1 0 4 支 队 伍 ， 进 入 决 赛 的 七 支 队 伍 中 ， 三 支 来 自   F u n d e d   T r a c k ， 四 支 来 自 O p e n   T r a c k ， 均 为 北 美 地 区 参 赛 队 伍 。
              F u n d e d   T r a c k ：             ( 1 )   C o d e J i t s u ： 由 加 州 大 学 柏 克 利 分 校 组 成 ， 领 队 宋 晓 东 教 授 是 华 人 ， 清 华 毕 业 留 学 ； 技 术 领 队 张 超 为 蓝 莲 花 队 员 、 北 大 博 士 毕 业 ， 蓝 莲 花 战 队 队 长 杨 坤 博 士 （ 长 亭 ） 也 是 该 队 核 心 成 员 。               ( 2 )   F o r A l l S e c u r e ： 来 自 卡 内 基 梅 隆 大 学 的 教 授 创 立 的 公 司 ， 成 员 也 大 都 是 来 自 于 卡 内 基 美 隆 大 学 C y L a b ； C T F 竞 赛 的 常 胜 军 P P P 团 队 来 自 该 实 验 室 ， 常 年 盘 据 C T F t i m e 第 一 名 的 宝 座 。               ( 3 )   T E C H x ： 由 G r a m m a T e c h 公 司 （ 专 注 于 程 序 分 析 ） 和 弗 吉 尼 亚 大 学 组 成 的 队 伍 。               O p e n   T r a c k ：                 ( 1 )   C S D S ： 爱 达 荷 大 学 的 教 授 及 其 博 士 后 研 究 员 组 成 的 两 人 团 队 ， 此 队 是 唯 一 重 新 开 发 一 套 工 具 的 队 伍 。                 ( 2 )   D e e p R e d ： 成 员 来 自 美 国 一 家 国 防 公 司 R a y t h e o n （ 雷 神 ） ， 在 内 存 方 面 有 特 别 研 究 。                 ( 3 )     由 李 康 教 授 （ 蓝 莲 花 启 蒙 导 师 ） 创 建 和 指 导 ， 有 十 几 年 参 赛 和 团 队 组 织 经 验 ， 担 任 X C T F 顾 问 专 家 。                 ( 4 )   S h e l l p h i s h ： 由 加 利 福 尼 亚 大 学 圣 塔 芭 芭 拉 分 校 的 学 生 ， 不 仅 是 传 统 的 C T F 强 队 ， 也 有 晋 级 今 年 的 D e f c o n 决 赛 。 在 网 络 安 全 方 面 的 学 术 研 究 也 相 当 强 大 。 其 团 队 成 员 F i s h 也 是 蓝 莲 花 前 队 员 。                 2 0 1 6 年 8 月 5 日 ， D A R P A   官 方 宣 布 比 赛 结 果 ：                 第 1 名 ： 来 自 卡 内 基 梅 隆 大 学 的 F o r A l l S e c u r e 团 队 研 制 的 M a y h e m   系 统 ， 获 得 2 0 0 万 美 元 奖 金 ；                 第 2 名 ： 来 自 G r a m m a T e c h 公 司 和 弗 吉 尼 亚 大 学 的 T E C H x 团 队 研 制 的 X a n d r a   系 统 ， 获 得 1 0 0   万 美 元 奖 金 ；                 第 3 名 ： 来 自 加 利 福 尼 亚 大 学 的 S h e l l p h i s h   学 生 团 队 研 制 的 M e c h a n i c a l   P h i s h 系 统 ， 获 得   7 5   万 美 元 奖 金 。                 随 后 ， 在 D e f c o n   C T F 举 办 方 的 正 式 邀 请 下 ， M a y h e m 系 统 和 全 球 其 他 1 4 支 顶 尖 的 人 类 C T F 团 队 同 台 比 拼 。 在 8 月 6 日 的 比 赛 中 ， M a y h e m 程 序 曾 战 胜 两 支 人 类 黑 客 战 队 。 黑 客 机 器 人 能 够 站 上 D e f c o n   C T F 赛 场 ， 已 经 开 创 了 自 动 化 网 络 攻 防 的 新 局 面 。
图 5 .     D e f c o n   C T F 决 赛 现 场 比 赛 排 名 （ 8 月 6 日 ） 三 、 总 结 与 思 考 三 、 总 结 与 思 考 1 .       我 国 的 差 距 不 容 乐 观 我 国 的 差 距 不 容 乐 观                 在 C G C 网 络 挑 战 赛 上 ， 两 支 参 赛 队 伍 C o d e J i t s u 和   D i s k e t 的 领 队 及 部 分 成 员 都 是 华 人 。 此 次 比 赛 ， 华 人 大 放 异 彩 ， 但 是 我 们 也 都 注 意 到 ： 参 赛 队 伍 都 为 国 外 高 校 或 者 安 全 公 司 团 队 ， 但 没 有 来 自 中 国 的 团 队 。 虽 然 中 国 有 很 强 的 C T F 战 队 （ 蓝 莲 花 、 0 o p s 等 ） ， 在 X C T F 联 赛 中 也 成 绩 斐 然 （ 2 0 1 6 年 D e f c o n   C T F 亚 军 ） ， 但 在 程 序 自 动 化 方 面 存 在 很 大 差 距 ， 我 们 应 加 强 相 应 能 力 提 升 及 人 才 培 养 。 2 .       人 工 智 能 崛 起 人 工 智 能 崛 起                 深 蓝 与 国 际 象 棋 大 师 、 中 国 超 算 天 梭 与 象 棋 大 师 、 认 知 计 算 沃 森 与 智 力 竞 赛 冠 军 、 阿 尔 法 狗 与 围 棋 大 师 等 人 机 大 战 已 经 举 行 过 数 次 。 然 而 ， 把 计 算 机 程 序 应 用 到 黑 客 攻 防 对 抗 尚 属 首 次 ， C G C 网 络 挑 战 赛 是 信 息 安 全 攻 防 进 入 人 工 智 能 阶 段 的 一 项 全 新 探 索 ， 自 动 化 的 防 御 机 制 将 大 幅 降 低 攻 击 和 防 御 之 间 的 时 间 差 ， 这 将 会 是 未 来 安 全 的 发 展 趋 势 。                 2 0 1 5 年 1 1 月 ， “ 硅 谷 精 神 教 父 ” 凯 文 · 凯 利 出 版 的 《 必 然 》 ， 认 为 人 工 智 能 与 互 联 网 同 等 重 要 ， 将 带 来 人 类 社 会 新 一 次 革 命 。 经 过 六 十 年 的 积 累 ， 人 工 智 能 的 寒 冬 已 经 过 去 ， 随 着 人 工 智 能 三 大 基 石 （ 并 行 计 算 、 深 度 学 习 和 大 数 据 ） 的 逐 渐 成 熟 和 发 展 ， 人 工 智 能 必 将 不 可 阻 挡 的 随 之 发 展 。                 2 0 1 6 年 8 月 ， 吴 军 博 士 的 《 智 能 时 代 》 一 书 中 提 到 ： 大 数 据 和 机 器 智 能 的 出 现 ， 对 技 术 发 展 、 商 业 和 社 会 都 会 产 生 重 大 的 影 响 ， 揭 示 人 类 正 处 于 一 场 大 变 革 的 开 始 。                 2 0 1 6 年 5 月 2 6 日 ， 滴 滴 出 行 创 始 人 程 维 断 言 ： 互 联 网 时 代 上 半 场 已 结 束 ， 下 半 场 属 于 人 工 智 能 ， 但 是 也 只 剩 2 0 年 。                 2 0 1 6 年 8 月 举 办 的 D e f c o n 黑 客 大 会 主 题 也 定 义 为 R i s e   o f   t h e   M a c h i n e s （ 机 器 的 崛 起 ） 。                 人 工 智 能 将 发 挥 着 越 来 越 大 的 作 用 。 C G C 比 赛 促 使 研 究 者 们 进 一 步 开 发 软 件 修 复 机 器 人 ， 使 其 能 够 比 人 类 团 队 更 快 、 更 有 效 地 连 续 扫 描 系 统 缺 陷 或 漏 洞 ， 提 升 在 数 十 亿 行 代 码 中 迅 速 修 补 这 些 程 序 缺 陷 的 能 力 。 这 有 助 于 强 化 诸 如 电 力 线 和 水 处 理 设 备 等 基 础 设 施 抵 抗 网 络 攻 击 的 能 力 ， 且 随 着 在 线 个 人 设 备 的 增 长 ， 也 有 助 于 保 护 隐 私 。 更 多 精 彩 内 容 ， 请 关 注 ： 1 .   A r k T e a m 官 方 微 信 官 方 微 信 — 公 众 账 号 名 称 ： A r k T e a m 2 .   A r k T e a m 官 方 微 博 ： 官 方 微 博 ： 昵 称 ： A r k T e a m 网 址 ： h t t p : / / w w w . w e i b o . c o m / a r k t e a m
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