网络安全态势感知系统关键技术研究_张鹤

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技术研发
ECHNOLOGY R&D
网络安全态势感知系统关键技术研究
张 鹤 （大庆油田信息技术公司北京分公司 ， 北京 100043） 摘 要 网络安全态势感知系统是监控网络的一种新技术。对该技术进行研究能及时发现恶意潜在的入侵行为 ， 增强 系统的反击能力 ， 将网络攻击造成的危害降到最低。文章对网络安全态势感知系统结构进行分析 ， 并着重研究了网络 安全态势感知系统应用的关键技术 ， 以期为提高网络安全性提供参考。 关键词 网络安全态势感知系统 ； 关键 ； 技术 ； 研究 中图分类号 ： TP393 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1671-7597（2014）05-0064-02 随着计算机及网络技术的普及 ， 网络安全问题越来越突出 ， 尤其网络攻击行为往往给企业的正常运作带来严重影响 ， 甚至 影响社会的稳定。为此 ， 加强网络安全态势研究 ， 采取针对性 措施不断提高网络安全水平具有重要的现实意义。鉴于此 ， 国 内众多专家对网络安全态势感知系统进行研究 ， 并取得丰硕成 果， 为我国网络运行营造了良好的外部环境。 整理以保证感知安全事件工作的顺利进行。觉察 ： 以采集到的 当前网络安全态势数据为基础 ， 评估网络安全态势情况 ， 以判 定是否有安全事件发生 ， 一旦发现异常 ， 就报告安全事件情况 ； 传播 ： 依据获得的数据安全事件情况 ， 对不同部分的趋势进行 评估 ； 理解 ： 依据获得的安全形势 ， 对态势数据进行更新 ， 构 建评估局势新的演化模型 ； 反馈 ： 收集数据感知组件的领先在 线目的地 ， 并对网络安全态势数据情况的更新值进行评估 ； 分 析： 结合确定的网络安全态势类型判断更新的确认值是否对其 进行支持。如支持确定网络安全态势类型 ， 反之 ， 使网络数据 感知元件继续对网络安全态势数据进行监测 ； 决策 ： 对网络安 全形势的数据模型和具体特点进行评估 ， 并对演变趋势进行预 测， 从而寻找积极的措施 ， 对管理员的决策进行正确引导。 1.3 数据决策方法 目前自适应数据决策算法有很多包括 ： 子带滤波、最小均 方差算法、递推最小二乘算法等 ， 其中后两种方法比较典型 ， 下面对其进行介绍。 1）最小均方误差算法。该方法运用瞬时值对梯度矢量进行 估计 ， 计算依据的公式为 ： [e 2 (n)] ( n) 2e(n) X (n) h(n) 结合梯度矢量估计以及自适应滤波器滤波系数矢量变化等 相关知识 ， 可推算出递归最小二乘法算法调整滤波器系数公式 ：
1 网络安全态势感知系统结构
1.1 系统框架介绍 网络安全态势感知系统以通信系统思想为基础 ， 依据数据 处理流程可分为采集、融合、分析、预测、展示共五个环节 ， 可实现收集、预处理、分析、评估、预测等功能。这五个环节 相互独立并对应网络安全感知系统相关流程。系统框架如图 1 所示。
图1
网络安全态势感知系统框架
硅谷
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参考文献 [1]宁孟丽，李颖.基于VPDN技术的无线数据传输系统[J].中国 科技信息，2005（13）. [2]杨云峰，李健CDMA EVDO动态VPDN技术在EPOS缴费平台中的 应用[J].计算机技术与发展，2012（01）. [3]李明铎，任立刚.cdma2000 1x分组域VPDN的安全性分析[J]. 电信技术，2004（12）. [4]陈淑荣.拨号虚拟专网采用的L2TP及其相关技术分析[J].数 据通信，1999（04）.
其中采集环节的主要任务为采集、传输以及存储适时数据 和传输网络安全状况信息等 ， 包括漏洞信息、拓扑信息以及 IT 资产信息等 ； 融合环节的功能在于将收集、存储的数据进行解 析， 将一些冗余信息除去 ， 并融合多源数据。该环节包括数据 归一化和事件预处理两项内容。所谓数据归一化指将采集的数 据信息进行归一、标准化 ， 同时扩展事件相关属性。而事件预 处理指对采集来的重要数据进行归一化和标准化处理。分析则 指借助专家系统与相关知识库 ， 结合存储在服务器的事件与安 全数据 ， 对网络安全态势进行分析。预测指通过分析各种信息 要素 ， 借助相关理论方法归纳与判断网络未来安全形势。展示 指将业务与态势评估结果输入到响应和预警模块 ， 不但对接预 警系统 ， 而且以人工判读为基础介入到态势的响应操作。 1.2 态势评估流程 对网络安全态势进行评估一般按照下列流程进行 ： 首先 ， 从监测网络数据感知元件中获得网络数据信息 ， 进行去噪处理 后进行分析。并充分结合趋势知识库以及数据挖掘成果 ， 评估 网络安全具体趋势 ； 其次 ， 充分掌握不同环节情况 ， 对网络安 全态势分配特定的值 ， 并利用贝叶斯网络技术对备选态势的可 信度进行评价 ， 得出最终结果。 从网络安全形势角度出发网络安全态势的评估主要由以下 步骤组成。监测 ： 通过监测数据感知组件对监测数据进行收集、
3 总结
网络安全事件时有发生 ， 往往给社会造成较大损失。因此 ， 对网络安全态势进行准确的评估、感知具有重要意义。为此要 求网络安全相关部门 ， 认真研究网络安全态势感知系统结构 ， 进而采用先进的技术手段不断优化。同时加强网络安全态势感 知系统关键技术研究 ， 以提高网络安全态势感知系统的准确性、 稳定性 ， 并根据网络运行情况在合适位置部署中心检测设备、 防火墙等 ， 及时发现并定位威胁网络安全行为 ， 从而采取针对 性措施防止攻击行为的进一步发展 ， 为网络安全的可靠运行创 造良好的外部环境。 参考文献 [1]单宇锋.网络安全态势感知系统的关键技术研究与实现[D]. 北京邮电大学，2012. [2]孟锦.网络安全态势评估与预测关键技术研究[D].南京理工 大学，2012. [3]潘峰，孙鹏，张电.网络安全态势感知系统关键技术研究与 实现[J].保密科学技术，2012（11）：52-56. [4]冯川.网络安全态势感知系统关键技术分析[J].网络安全技 术与应用，2013（09）：119-120. [5]马东君.网络安全态势感知技术与系统[J].网络安全技术与 应用，2013（11）：69，68. 作者简介 张鹤（1989-），女，本科，2012年毕业长春理工大学光电 信息学院光电子技术科学专业，现在大庆油田信息技术公司北 京分公司从事信息安全建设工作，研究涉及网络通信安全、数 据防泄密等。
连接便可以保持长时间连接 ， 业务不中断。 4）灵活机动。CDMA 无线方式可以使用户随意放置 ATM 机 或随身携带 POS 机 ， 无需担心在移动过程中导致通信中断 ， 在 无法接入有线线路的地区不用考虑布线问题。 5）传输安全稳定。采用码分多址技术的 CDMA 系统可以提 供良好的安全性 ， 传输过程中不可能被窃取信息 ， 对发送频繁 且突发量少的数据业务有很好的稳定性。 6）CDMA 基础网络优秀。以中国电信为例 ， 其 CDMA EVDO 网 络已覆盖全国大部分地区 ， 从城市到农村基本上都分布了 CDMA 基站 ， 保证大范围、跨地域的无线接入。
x(i)2
i=1
N
2）递归最小二乘法。递归最小二乘法依据的计算公式为 ：
ˆ (n) X T (n) H ( N 1) d ˆ ( n) e( n ) d ( n ) d k ( n) P(n 1) X 3 (n) X T (n) P(n 1) X 3 (n) 1 P(n) [ P(n 1) K (n) X T (n) P(n 1)]
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理论内容整理、归纳和判断网络未来安全形势。众所周知 ， 网 络安全态势发展具有较大不确定性 ， 而且预测性质、范围、时 间以及对象不同应用的预测方法也不同。根据属性可将网络安 全态势预测方法分为定性预测方法、时间序列分析法以及因果 预测方法。其中网络安全态势定性预测方法指结合网络系统之 前与当前安全态势数据情况 ， 以直觉逻辑基础人为的对网络安 全态势进行预测。时间序列分析方法指依据历史数据与时间的 关系 ， 对下一次的系统变量进行预测。由于该方法仅考虑时间 变化的系统性能定量 ， 因此 ， 比较适合应用在依据简单统计数 据随时间变化的对象上。因果预测方法指依据系统变量之间存 在的因果关系 ， 确定某些因素影响造成的结果 ， 建立其与数学 模型间的关系 ， 根据可变因素的变化情况 ， 对结果变量的趋势 和方向进行预测。
ห้องสมุดไป่ตู้
1 h(n 1) h(n) [(n)] h(n) e(n) X (n) 2
公式中 μ 表示步长因子 ， 其值越大算法的收敛速度越快 ， 稳态误差就越大 ，反之 ，算法收敛就越慢 ，稳态误差就越小。 为确保算法稳态收敛 ， 一般 μ 的取值应落在以下范围内 ：
0< < 2
2 网络安全态势感知系统关键技术
互联网节点数量庞大网络结构复杂 ， 网络攻击行为也呈现 复杂化、规模化以及分布化态势。根据采集的感知数据信息 ， 对网络安全态势进行准确的评估 ， 及时检测潜在的漏洞及可能 发生的安全事件 ， 并对整个网络状态的变化情况进行预测 ， 是 网络安全态势感知系统的重要工作。为实现上述目标需要一定 的技术支撑。目前网络安全态势感知系统中应用的关键技术包 括网络安全态势数据融合、网络安全态势计算以及网络安全态 势预测技术。下面逐一对其进行详细的介绍。 1）网络安全态势数据融合技术。互联网中不同安全系统和 设备具备的功能有所差异 ， 对网络安全事件描述的数据格式也 有所不同。这些安全系统和设备共同构建了一个多传感器环境 ， 在该环境中系统与设备之间需要进行互联 ， 因此必须要多传感 器数据融合技术做支撑 ， 为监控网络安全态势提供更多跟多有 效的数据。当前 ， 数据融合技术应用较为广泛 ， 例如用于估计 威胁、追踪和识别目标以及感知网络安全态势等。利用该技术 进行基础数据的融合、压缩以及提炼等 ， 为评估和预警网络安 全态势提供重要参考依据。 数据融合包括数据级、功能级以及决策级三个级别间的融 合。其中数据级融合可使细节数据精度进一步提高 ， 不过需要 处理大量数据 ， 受计算机内存容量、处理速度等因素限制 ， 需 进行较高层次的融合。决策级融合需要处理的数据量较小 ， 不 过较为模糊和抽象 ， 准确度较低。功能级融合则处于数据级和 决策级融合之间。 2）网络安全态势计算技术。该技术指利用相关数学方法 ， 将大量网络安全态势信息进行处理 ， 最终整合至处于某范围内 的数值。该数值会随网络资产价值改变、网络安全事件频率、 网络性能等情况改变而变动。 利用网络安全态势计算技术得出的数值 ， 可帮助管理对网 络系统的安全状况进行评估 ， 如该数据在允许的范围之内则表 示网络安全态势是相对安全的 ， 反之则不安全。该数值大小客 观的反映出网络损毁和网络威胁程度 ， 并能实时、快速和直观 的显示网络系统安全状态。系统管理员采用图表显示或回顾历 史数据便能对某时间段的网络安全情况进行监视和掌握。 3）网络安全态势预测技术。网络安全态势预测技术指通过 分析历史资料以及网络安全态势数据 ， 凭借之前实践经验以及