网络安全态势评估技术研究

ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｇｒａｙ ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ
ＡＨＰ，ａｎｄ
ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｒｅ
ｄｅｓｉｇｎｅｄ
ｆｏｒ ｉｔ．
Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｔｈｅｓｉｓ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．
ａｎｄ
ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ
ｄｅｓｉｇｎｅｄ
ｂｙ ｔｈｉｓ
ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ
研究生签名：毕导师签名：扭日期：ｊ芝匕盟
南京邮电大学 硕士学位论文摘要
学科、专业：工学计算机软件与理论 研究方向：基于网络的计算机软件应用技术
作
者：２００７级研究生孔凡龙
指导教师：李玲娟教授
题
目：网络安全态势评估技术研究
ｏｎ
英文题目：Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
ｆｏｒｅｉｇｎ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｄｅｓｉｇｎｓ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｔｔａｃｋｓ ａｒｅ
ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ
Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ
ｆＮＳＳＡ）．Ｉｎ
ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ，ｆｏｕｒ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｈｏｓｔｓ，ｓｅｒｖｉｃｅｓ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
主题词：安全态势评估灰色关联分析层次分析法
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
Ｇｒａｙ Ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ
Ａｎａｌｙｔｉｃ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ
南京邮电大学硕士研究生学位论文
摘要
摘要
目前随着网络安全研究的不断深入，网络安全态势评估技术已经逐步成为信息安全领 域中的一个研究热点，它是实现网络安全监视的一种新技术。开展这项研究，对于提高网 络系统的应急响应能力、缓解网络攻击所造成的危害、发现潜在恶意的入侵行为、提高系 统的反击能力等具有十分重要的意义。本文主要研究了网络安全态势评估的系统模型、评 估模型和评估方法。 本文介绍了网络安全态势评估的基本概念，以及该领域中所研究的基本内容、所采用 的基本模型，总结了目前常用的评估方法以及态势评估软件的体系结构，并分析了国内外 的研究现状。设计了一个网络安全态势评估系统模型和一个层次化网络安全态势量化评估 模型。在建模时，按照网络体系结构，分层设计了系统、主机、服务和攻击四个层次，并 基于该模型提出了一种基于灰色关联分析的层次化网络安全态势评估方法，详细设计了其 中的基于灰色理论的网络安全态势要素提取方法、基于层次分析法的主机和服务的权重计 算方法和各层安全态势值的计算方法。 最后，本文通过实例分析和仿真实验验证了所提出的网络安全态势评估模型和评估方 法的有效性，并简要介绍了该模型的原型系统。
ＩＩＩ
南京邮电大学硕士研究生学位论文
目录
３．４．２灰色理论相关概念……………………………………………………………………．．２ｌ ３．４－３基于灰色理论的安全态势要素提取方法……………………………………………２３ ３．４．４安全态势要素提取能力验证…………………………………………………………２６ ３．５基于层次分析法的主机及服务权重计算………………………………………………．２９ ３．５．１层次分析法简介………………………………………………………………………．２９ ３．５．２基于层次分析法的权重计算………………………………………………………～３３ ３．５．３权重计算效果验证…………………………………………………………………．．３６ ３．６本章小结…………………………………………………………………………………．３９ 第四章仿真实验与结果分析…………………………………………………………………．４０ ４．１实验过程…………………………………………………………………………………４０ ４．２实验数据的选择…………………………………………………………………………．４０
目录
摘要………………………………………………………………………………………………………………………………Ｉ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ…………………………………………………………………………………………………………………。ＩＩ
第一章引言……………………………………………………………………………………．１ １．１课题的研究背景与意义…………………………………………………………………．．１ １．２论文的主要工作…………………………………………………………………………．．２ １．３论文内容的组织……………………………………………………………………………２ 第二章网络安全态势评估技术及研究现状分析………………………………………………４ ２．１网络安全态势评估技术概述……………………………………………………………．．４ ２．１．１网络安全态势评估技术的基本概念…………………………………………………．４ ２．１．２网络安全态势评估技术研究的基本内容……………………………………………５ ２．１．３网络安全态势评估的基本模型………………………．．．．……………………………．６ ２．２网络安全态势评估方法介绍………………………………………………………………８ ２．２．１定性的评估方法………………………………………………………………………．．８ ２．２．２定量的评估方法………………………………………………………………………．．８ ２．２．３综合的评估方法………………………………………………………………………９ ２．２．４基于模型的评估方法…………………………………………………………………．９ ２．３网络安全态势评估软件的体系结构………………………………………………………９
４．２．１ Ｈｏｎｅｙｎｅｔ
Ｐｒｏｊｅｃｔ及Ｈｏｎｅｙｎｅｔ Ｄａｔａ简介……………………………………………４０
４．２．２实验中使用的数据……………………………………………………………………４１ ４．３原型系统设计……………………………………………………………………………４４ ４．４实验结果与分析…………………………………………………………………………４７ ４．５本章小结…………………………………………………………………………………．５０ 第五章总结与展望……………………………………………………………………………．５２ 缩略词……………………………………………………………………………………………５３ 图表清单…………………………………………………………………………………………５４ 致谢……………………………………………………………………………………………………………………………５６ 参考文献…………………………………………………………………………………………５７ 攻读硕士学位期间的学术论文和科研情况……………………………………………………６０
研究生签名：
旌丝蕉
日Байду номын сангаас：
南京邮电大学学位论文使用授权声明
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ｅｍｅｒｇｅｎｃｉｅｓ，
ｎｅｔｗｏｒｋ
ａｔｔａｃｋｓ，ｒｅｖｅａｌ
ａｂｎｏｒｍａｌ
ｉｎｔｒｕｓｉｏｎｓ，ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ
ｃｏｕｎｔｅｒａｔｔａｃｋ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｂｏｕｔ ＮＳＳＡＴ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ａｆｔｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ＮＳＳＡＴ，ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ
关键词：安全态势评估；灰色关联分析；层次分析法
南京邮电大学硕士研究生学位论文
ＡＢＳＴＲ ＡＣＴ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ晰ｔｌｌ
ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅ
Ｎｅｔｗｏｒｋ
Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
南京邮电大学学位论文原创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
ａｎｄ
ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｔｈｉｓ ｄｏｍａｉｎ，ａｎｄ ｓｕｍｓ ｕｐ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ａｎｄ
ａ
ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｓｔａｔｕｓ
ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ
２．３．１ ２．３．２
Ｃ．Ｓ模式…………………………………………………………………………………９ Ｂ．Ｓ模式………………………………………………………………………………１０
２．３．３三层模式的Ｂ．Ｓ结构………………………………………………………………。ｌ １ ２．３．４基于移动Ａｇｅｎｔ的模式……………………………………………………………．．１１ ２．４国内外研究现状及不足…………………………………………………………………１２ ２．４．１国外研究现状…………………………………………………………………………１３ ２．４．２国内研究现状………………………………………………………………………．．１４ ２．４．３需解决的问题…………………………………………………………………………１４ ２．５本章小结……………………………………………………………………………………１５ 第三章基于灰色理论的层次化网络安全态势评估技术研究………………………………．１６ ３．１一种网络安全态势评估系统模型………………………………………………………。１６ ３．２层次化网络安全态势评估模型的构建…………………………………………………．１７ ３．３基于灰色理论的层次化网络安全态势评估方法…．．．…………………………………．１８ ３．３．１服务ｓｊ的态势评估…………………………………………………………………。１８ ３．３．２主机Ｈｋ的态势评估…………………………………………………………………。１９ ３．３．３网络系统Ｌ的态势评估………………………………………………………………１９ ３．４安全态势要素提取模型及方法研究……………………………………………………．１９ ３．４．１安全态势要素提取模型……………………………………………………………．．２０
ｄｅｓｉｇｎｅｄ
ｏｎ
ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｍ ｔｈｅ
ｎｅｔｗｏｒｋ
ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．Ａｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＮＳＳＡ ｂａｓｅｄ
Ｇｒａｙ Ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ
Ａｎａｌｙｓｉｓ（ＧＲＡ）ｉｓ
ｏｎ
ｔｈｉｓ
ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ
ｔｈｅ
ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｃｕｒｉｔｙ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮＳＳＡＴ），ｗｈｉｃｈ
ｏｎｅ
ｉｓ
ａ
ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｍｏｎｉｔｏｒ
ｎｅｔｗｏｒｋ
ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｈａｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｂｅｃｏｍｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｔ ｔｏｐｉｃ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｃｕｒｉｔｙ．
ｔｏ
Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＮＳＳＡＴ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｔｏ ｒｅｓｐｏｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｌｏｓｓｅｓ ｆｒｏｍ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄ
ｔｈｅ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
Ｐｒｏｃｅｓｓ
Ｇｒａｙ Ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ
Ａｎａｌｙｓｉｓ
Ａｎａｌｙｔｉｃ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ
ＩＩ
南京邮电大学硕士研究生学位论文
目录