云重心理论对网络安全风险评估层次分析法改进的研究

Ｅ ｎ＝ （ ｘ（ ｘ ， ｘ ， … ， ｎ ｍａ Ｅ ｌ Ｅ ２ … Ｅｘ ）一 ｍｉ ｎ
（ｘ ， ｘ ， Ｅ ｌ Ｅ ２ ……， ｘ ）／ Ｅ ｎ） ６
（） ２
其 中 Ｅ ｌ～ Ｅ ｎ为 专家 赋予 的 ｎ个精 确数值 。 ｘ ｘ
Ｅ ｘ＝ （ ｘ Ｅ ｌ－ ｘ Ｅ ２ －… … ＋ Ｅ ｎ ｎ 、 Ｅ ｌｎ ｔ ２ ｎ ｔ －Ｅ － ｘＥ ｎ ／ （ｎ Ｅ ｌ＋ Ｅ ２ ＋… … ＋ Ｅ ｎ ｎ ｎ）
０ ９，０． ０ ，０ ０ ８，０ ０ ７，０． １ 】 。 ０ ０ ３ ．２ ．０ ０ ７ Ｔ
２ 专家给出各指标 的安全度评估值 ． ２
首先定义 网络安全度 等级 与分值 ，如表 １ 示 。 所
表 １ 网络安全度 ／风 险度 等级与分值
Ｗ ｉ ００ ８ ００ ８ ＯＯ ６ ００ ２ ００ ２ ００ ２ ．３ Ｏ０ Ｏ １ ４ Ｏ １ ７ Ｏ０ ６ ．４ １４ １ ．６ ． ． ＯＯ ．７ ９ ． １ ＿８ ６ ６
风险评估。
（） １
第３ 卷 ３
第１ 期 ２
２ １－１ （ ） ［ ９ ００ ２下 ５１
则加权 偏离度 ０ （ １ ０＜ Ｏ 表示 为 一 ＜ ）
０ （ ） （） ６
专 家 １ ６ ７ ６ ８ ７ ７ ７ ６ ７ ８ ７ ０ ０ ３ ２ ６ ４ ５ ０ ０ ５ ８ 专 家 ２ ６ ６ ７ ８ ７ ７ ７ ６ ６ ８ ７ ５ ４ ７ ０ ５ ２ ２ ４ ４ ０ ５ 专 家 ３ ６ ６ ７ ８ ８ ７ ７ ６ ６ ８ ８ ２ １ ９ ０ ０ ６ ４ ２ ６ ３ ０
Ｅ ｘ＝ （ ｘ ＩＥ ２＋… … ４ Ｅ ｎ ／ Ｅ ｌ－ ｘ － － ｘ） ｎ
收稿 日期：２ １ － ８ ２ ０ ０ ０－２ 基金项目：广西教 育厅资助项 目 （０ ９ Ｉ ２ ０ ２０ １ＭＳ ５ ）。 作者简介：覃德泽（９ ２ ，男，广西藤县人 ，副教授 ，研究方 向为计算机网络工程 、计算机 网络安全和计算机网络安全 １６ 一）
２４ 归一化各 指标 权重 ．
上 述 ２１中文 献 ［］用 ＡＨ ． ２ Ｐ求 出 各 指 标 的综 合权重 ｗ 已归一化 ，可用 ｗ 表示 ，如表 ４所示 。
表４ 已归 一化各指标权重
Ｕ１ ２ ￡】 ，３ Ｊ ２ ３ Ｉ ２ ３ ４ ｌ
０１ ６， ０． ６， ０． ０５ ０３５， ０． ０８， ０． ０ ００３， ０． ０２１， ０．
真 实 风 险 ； ）加权 和 的量 化 综 合 值 虽 然 可 用 于不 ２ 同系统 的风 险 比较 ，但 不 能确 定本 系统 风 险级 别 。 本 文运用 云重 心理论 对层 次分析 法进 行改进 。
） ，则 这 两种 状 态 下 综 合云 的重 心 的 差异 可 用 加 权偏 离度 （ ） 衡量 。 ０ 来 首先 将 此状 态下 的综 合云 的 重 心 向量 归一化 ， 得 到 一 组 向 量 ＝ （ ，
Ｅｎ ＝ Ｅ ｌ － ｎ ＋ … … ＋ Ｅ ｎ ｎ Ｉ －Ｅ ２ ｎ
并 将 前 一 级 的评 估 结 果 作 为 下 一 级 的 评 估 输 入 ， 通过 构造 关 系矩 阵 、权 重 向 量 和 评价 矩 阵 进 行 模 糊综 合评估 ，最 后的综 合评 估是在 第 １ （ 级 目标层 ） 得到 模 糊 评 判 矩 阵 后 ，选 取 隶 属 度最 大 者 所 对 应 的评 价 集元 素 作 为 系 统 的综 合 评 价 结 果 ，如 果 希 望进 行安 全 系统 之 间 的 比较 ，则采 取 量 化 综 合 的
２ 云重 心 理 论对 网络 安 全风 险 评 估 层次分析法的改进
云 重 心 理 论 对 网络 安 全 风 险 评 估 层 次分 析 法 的改 进 ，主 要 是在 用 Ａ ＨＰ求 出各 指标 的综 合权 重
和专 家 给 出各 指 标 的安 全 度 评 估值 后 ，运 用修 正 后云 重 心 理论 求 出综 合 安 全 度值 ，进 而 求得 综 合 风 险值并 确定 风险级 别 。
可通过 下 式求得 。
：
， … ， ） 其 中 ，
二； 雾 。， ｐ 薯 ＝ ２， ，…
（） ５
１ 云重 心 评 判 法
云重 心评判 法主 要用到 如下 公式 。
理 想 状 态 下 为 特 殊 情 况 ，即理 想状 态下 的云
重 心 向量 归一 化后 为 （，０ ０ ，… ，０ 。 ）
２１ 用Ａ 求 出各 指标 的综合权 重 ． ＨＰ
２ ３ ５ ｌ ２ ３ Ｉ ２ ３
为 了 方便 说 明本 改 进 方 法 的 正 确 性 ，本 文 使
用文 献 ［】 ２ 中的 网络安全 风险 评估 指标体 系 。
Ｅ ６ ６ ． ４８ ７ ７ ． ３４ ２８ ９ ６ ． ８ ７ ． ｘ ０ ５８ ７ ． ９ ７８ ７ ． ７ ５ ＿ ８ ３ ８６ ４ ６
２
３
￡５ ‘
１
２
３
ｌ
２
（ 与本文末参考 文献 【 中的表１对 应） ２ 】 ０
安 全 度 等 级 高 安 全 较高 安 全 中 等 安 全 低 安 全 低 安 全 较
分值 ８ ０～ｌ０ ６ ～８ ４ ～６ ２ ～４ ０ ０ ０ ０ ｏ ０ ０ ０～２ ０
下 的 Ｐ维 综 合 云 的 重 心 向量 为 Ｔ＝ （ ，… ， ，
方法 为每 个 系统 计 算 一个 总分 ，该 总分 计 算 方 法 是取 第 １ 得到 模糊 评判 矩阵 中各 元素 （ ）的加 级 值 权 和 ［４ 因此 ， 传统 ＡＨ ２１ ￣ｏ Ｐ在 最 后 综合 评 估 和 量
关键词 ： 风 险评估 ；Ａ Ｐ；云重心理论 ；改进 Ｈ 中图分类号 ：Ｔ ３ ５ Ｐ ３ 文献标 识码 ：Ｂ
Ｄ ｉ １ ． ９ ９ Ｊ ｉｓ ． ０ ９ ０ ４ ２ １ ． ２ 下 ） ２ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｎ １ ０ － １ ． ０ １ （ ． ２ ０ ｓ ３ ０
（） ３
（） ４
其中Ｅ ｌ ｘ ～Ｅ ｎ ｘ 为专家赋予的ｎ 个语言值 （ 云
模 型 ）的期望 值 ，Ｅ ｌ～ Ｅ ｎ则 为 ｎ个语 言值 （ ｎ ｎ 云
模型 ）的熵 。 假设 某 系统 理 想状 态 下 Ｐ维 综合 云 的云 重 心 向量 为 ＝ ａ Ｘｂ ＝ （ ， ，… ， ） ，某一状 态
化 综 合 时 存 在 明 显 的 不 足 ： ） 取 隶 属 度 最 大 者 １选 所 对 应 的 评价 集 元素 作 为 系 统 的综 合 评 价 结 果 显 然存 在 不 合 理性 ， 当各 隶 属 度分 布 较 分 散 且 最 大 隶 属度 偏 离 １ 远 时 ，用 该 最 大 隶 属 度 所 对 应 的 越 评 价 集元 素作 为 综 合 评 价 结 果 越不 能 反 映 系统 的
覃德 泽
Ｑ Ｉ Ｄｅ ｚ Ｎ — ｅ
（ 贺州学 院 计算机科学与工程系 ，贺州 ５ ２ ０ ） ４ ８ ０
摘 要 ： 针对传统Ａ Ｐ （ Ｈ 层次分析法）在网络 安全风险最后综合 评估和量化综合 日存在的不足 ，运用 寸 云重心理论对该方法进 行改进 ，克服 了传统 Ａ Ｐ Ｈ 在最 后确定系统风 险级别的不合理 性和最后 量化综合 值不 能确 定系统风 险级别的弊端。
其 中 为第 ｉ 个单项 指标 归一化 后的权 重值 ，
为 第 ｉ 单项指 标 归一 化 后的重心 向量 。 个
专 家４ ５ ６ ７ ７ ８ ７ ７ ５ ７ ８ ８ ５ ６ ５ ５ ｌ ５ ３ ６ ｌ ５ ２
专 家 ５ ５ ６ ８ ７ ７ ７ ７ ５ ７ ８ ７ ８ ８ ０ ８ ７ ０ ０ ５ ２ ２ ８
２３ 计算 各指标 安全 度的期 望值 Ｅ ． ｘ
表 ２和 公 式 （） 算 各 指 标 安 全 度 的期 望 值 １计 Ｅ ，如 表 ３所 示 。 ｘ
表３ 各指标安全度的期望值 Ｅ ｘ
ｌ ｌ ２ 】 ３ １ ２ ３ 】 ２ ３ 己ｌ ‘
Ｅｘ ７ ８ ７ ４ ６ ４ ４ ６ ２ ８ ７ ６ ６－ ３２ ７ ７１８ ｌ ９ Ｏ ４ ０． ７ ７ ． ７ ． ５ ． ７ ２ ５ ． ９ ．
２５ 确 定云重 心 向量 ． 理 想 状 态 下 各 指 标 安全 度 的 期 望 值 均 为 １０ ０ （ 极高 ） ，则理 想状 态指 标安全 度 向量 Ｌ＝ （ Ｌ ，Ｌ，
…
邀 请 了 ５位专 家 ， 某高校 校 园网 的安全情 况 对
进行 了全面 地评 估 ， 专家们 对各 单项 指标 的评估 结
务ｌ 訇 似 造
云重 心理 论 对 网络 安 全 风百度文库险评 估 层次 分 析 法 改进的研究
Ａ ｕｄｙ ｏｎ ｃｌ ｓｔ ｏｕｄ ｔ ｏｒ ｔ ｏｒ ｓｅｃｕｒｔ ｓｋ ｈｅ ｙ ｏｆｎｅ ｗ ｋ ｉｙ ｒ ｉ ｔｆ ｍ ｐ ｏ ｎｇ Ａ ＨＰ ｏｒｉ ｒ ｖｉ
Ｗ ｉ Ｏ ０１ ００５ ００３ ０ ｏｏ Ｏｏ Ｏ．２ｌ ｏ ０ ６ ６ ５ ８ ｏ３ Ｏ ０．ｏ９ Ｏ＿０３ ００２８ ００ Ｏ＿ ７ ０． ７ ０ｌ
风险度等级 低风险 较低风险 中等风险 较高风险 高风险
分 值 ０～２ ０ ２ ～４ ４ ０ ０ ０～６ ６ ～８ ８ ０ ０ Ｏ ０～１０ ０
ｌ １
专 家 １ ８ ７ ７ ７ ７ ６ ６ ７ ５ ７ ７ ０ ７ ０ ６ ４ ８ ０ ６ ５ ８ ２
Ｕ１ Ｕｌ ２ ３ 。 ２ ３ ３ 。 ２ ３ ４ ｌ
文章编号 ：１ ０ —０ ３ （０ ） ２ 下） ０ ９ ３ ９ １ ４ ２ １ １ （ 一０ ５—０ ０ ｏ
０ 引言
层 次 分 析 法 ’ Ａｎ ｌｔ ｉｒｒｈ ｒｃ ｓ， （ ａｙｉ Ｈ ｅａｃ ｙＰｏ ｅｓ ｃ ＡＨＰ 是 通 过 使 用 多 层 结 构 的 模 糊 关 系 ，将 复 杂 ） 关 系分解 为 由局 部 简单 关 系构成 的 递增 层次 关 系 ，
表２ 专家们对各单项指标安全度的评估结果
Ｉ ｌ ２
加权综合云的重心向量 Ｔ ＝ （ Ｗ Ｌ Ｘｗ； …， ｏ Ｌ × ，２ ，
Ｌ ×Ｗ：）（ 中 Ｗｉ为 各指 标 的归一 化权 重 ） 其 ，如
表 ５所 示 。
Ｕｌ ３
１
３
１
２
３
４
ｌ
表５ 理想 状态 二十二维加权综合云的重心 向量为Ｔ ０
，
Ｌ ， ＝ （０ ，１０ ） １０ ０ ，… ，１ ０ ，根 据 云 重 心 定 ０）
义 Ｔ ＝ ａ （ 示 云 重 心 的 位 置 即期 望值 ，ｂ ｘ ｂ ａ表
表示 云重 心 的高 度 即权重 值 ） ，理 想 状态 二十 二维
果 如表 ２所 示 （ 表格 数 据 由本 文末 参 考文 献 ［ 此 ２ 】 中 的表 １ 而 来 ，安全值 ＝ ０ １ １０一风险值 ） 。
文 献 ［】 ＡＨ ２用 Ｐ求 出各 指 标 的 综 合 权 重 向 量
为 Ｗ ＝ ［ ． ４ ，０ ０ ８ ． １ ，０ ０ ２ ． ６ ， ０ ０ ８ ． ４ ，０ ０ ６ ． ６ ，０ ０ ２
０． ２， ０．０ ０６ ３， ０．０ ７， ０．１ ４， ０．１ ７， ０． ６， ０． ９ １ ０８