計算機網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測模型概述論文
為了全面獲取計算機網(wǎng)絡(luò )的運行狀況，及時(shí)有效地預測網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢的發(fā)展，合理利用整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的資源，分析態(tài)勢得到潛在的威脅，并且采取有力的措施防止攻擊等造成惡意破壞，所以需要建立網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測模型。本文闡述了計算機網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測的重要性和研究現狀，并且介紹了常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測技術(shù)。
1.網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測的重要性和研究現狀
1.1 網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測的重要性
計算機網(wǎng)絡(luò )態(tài)勢指的是由各種網(wǎng)絡(luò )電子設備的運行狀況、網(wǎng)絡(luò )行為和用戶(hù)行為等不同因素構成的整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的當前狀態(tài)和變化趨勢。隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)放性、普及性以及共享性的日益發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò )威脅和安全事件層出不窮，網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。為了保證計算機網(wǎng)絡(luò )系統平穩、安全地運行，利用傳統、單一的檢測或防御設備已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求。因此，全面認知計算機網(wǎng)絡(luò )系統的安全狀況，真實(shí)、客觀(guān)、準確地對網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢進(jìn)行評估與預測，就逐步成為計算機網(wǎng)絡(luò )空間安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于計算機網(wǎng)絡(luò )中惡意攻擊的非確定性、混淆性和易變性等特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )態(tài)勢預測還與信息技術(shù)學(xué)、軍事科學(xué)和計算機科學(xué)等多個(gè)學(xué)科有著(zhù)密切的聯(lián)系，其時(shí)效性、安全性和準確性已經(jīng)嚴重影響到人們的生活安全和國家信息安全。
1.2 網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測的研究現狀
自從1997年，美國、英國等國家一直在從事網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測的研究，美國成立了網(wǎng)絡(luò )戰預警中心，針對網(wǎng)絡(luò )中不同的基礎設施提出了為期15年，分步驟、分階段實(shí)現的預警系統計劃�！�9·11”事件發(fā)生以后，歐盟還加快實(shí)施“建立電子信息安全計劃”的步伐，要求嚴格檢查信息網(wǎng)絡(luò )系統中基礎設施的預警和應急響應能力。英國King’S College London學(xué)院國際安全分析中心(ICSA)在信息戰攻擊威脅測評和預警方面進(jìn)行了深入研究，提出了智能化預警決策系統。
此外，在國內的網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢領(lǐng)域也有一些開(kāi)創(chuàng )性的研究：上海交通大學(xué)的陳秀真等人提出了層次化網(wǎng)絡(luò )安全威脅態(tài)勢評估模型;哈爾濱工程大學(xué)的王慧強等人提出的網(wǎng)絡(luò )態(tài)勢感知系統模型;中國科技大學(xué)的張勇等提出了基于多角度分析的網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢感知評估模型。
2.勢預測的相關(guān)模型和技術(shù)
態(tài)勢預測基于過(guò)去和當前的態(tài)勢評估結果，對網(wǎng)絡(luò )整體或局部的安全態(tài)勢在未來(lái)一段時(shí)間或某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的發(fā)展變化趨勢進(jìn)行預測。
目前，常見(jiàn)的態(tài)勢預測技術(shù)有：基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的態(tài)勢預測、基于灰色理論的態(tài)勢預測和基于時(shí)間序列分析的態(tài)勢預測等等，它們的特點(diǎn)各有不同并且適用范圍也有所差異。
2.1 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的態(tài)勢預測
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )是一種非線(xiàn)性動(dòng)力系統，它的原理是模擬人的認知過(guò)程，將不同的信息分布式存儲后，進(jìn)行并行協(xié)同處理。其實(shí)質(zhì)就是把當前某時(shí)刻的輸出表示成為之前幾步的輸入值與輸出值的非線(xiàn)性關(guān)系的函數。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )一般是由BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的三層結構組成，包括輸入層、隱含層和輸出層。首先需要明確輸入值以及設定初始權值，于是每一層的輸出值由正向計算得出，每一層的權值需要根據計算結果進(jìn)行反向調整，然后再次重新計算，如此通過(guò)權值的反復調整得出計算結果，直至滿(mǎn)足需求。
2. 2 基于灰色理論的態(tài)勢預測
在1982年，鄧聚龍教授創(chuàng )立了灰色理論，它是一門(mén)研究信息部分已知、部分未知或者不確定的系統的理論和方法，從有限的并且雜亂的數據中找出規律，建立相應的灰色模型�；疑到y中把不確定量定義為灰色量，通過(guò)具體數學(xué)方法進(jìn)行灰色系統建模，它可以利用時(shí)間序列來(lái)確定微分方程的參數�；疑A測把觀(guān)察到的數據看作隨時(shí)變化的灰色量，利用累減生成和累加生成逐步使灰色量白化，建立起相應于微分方程的解的模型然后做出預測，于是，就可以應用于某些大型系統和長(cháng)期預測模型中�；疑A測的三種基本方法是：數列預測、系統預測和災變預測。
2.3 基于時(shí)間序列的態(tài)勢預測
時(shí)間序列是將某類(lèi)通過(guò)統計指標得到的數值，按照時(shí)間的先后順序而排列得到的數列。利用時(shí)間序列進(jìn)行預測即通過(guò)分析所形成的時(shí)間序列，依靠時(shí)間序列表現出的發(fā)展變化過(guò)程、趨勢和放向，進(jìn)行合理類(lèi)推或適當延伸，用以預測下一個(gè)時(shí)間段或更長(cháng)的時(shí)間段內可能出現的情況。正是由于客觀(guān)事物的變化發(fā)展具有連續性的規律，才產(chǎn)生了時(shí)間序列分析。根據以往大量的歷史數據，進(jìn)行統計和分析，進(jìn)一步推斷和預測將來(lái)的發(fā)展變化趨勢。
3.網(wǎng)絡(luò )安全態(tài)勢預測的未來(lái)
傳統的預測方法往往基于特定的數學(xué)預測模型，預測模型需要知道所有對結果有影響的因子，并且按照不同的權重和傳遞關(guān)系，模擬計算出最終的結果。模型中各個(gè)影響因子及其權重依賴(lài)于專(zhuān)家的主觀(guān)經(jīng)驗，但由于影響網(wǎng)絡(luò )的因素很多，并且這些因素都難以精確地表達出來(lái)，對復雜非線(xiàn)性的預測數據分析效果不理想，預測精度較低。
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