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局域網(wǎng)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)的研究

文檔作者：趙伯聽卓秀然鄭潮宇文檔來源：福建省氣象服務中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月30日
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第38卷
Vbl．38
第3期
No．3
計算機工程
Computer Enginee訂ng
2012年2月
February 2012
·安全技術· 文章編號：looo—3428(∞12m扣_0150—昭文獻標識碼l A 中圖分類號l耵13I眇
局城網(wǎng)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)的研究
趙伯聽，卓秀然。鄭潮宇
(福建省氣象服務中心。福州350001)
■耍：針對局域網(wǎng)中存在的安拿風險和統(tǒng)一威脅管理瓶頸問題，提出一種局域網(wǎng)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)，給出其體系結(jié)構(gòu)，采用DEMAl限L
方法獲取主要安全指標。利用模糊綜合評價算法建立態(tài)勢評估模型，在此基礎上構(gòu)建威脅評估模型，計算局域明的威脅程度。仿真結(jié)果證
明，該系統(tǒng)能準確分析局域網(wǎng)的安全態(tài)勢．增強網(wǎng)絡安全性。
關健詞：態(tài)勢感知；DEMATEL方法；模糊綜合評價；統(tǒng)一威脅管理；馬爾可夫預測模型
Research of LAN Security Situational Awareness System
ZHAo Bo．ting，ZHUo xiu-ran，ZHENG Chao崎m
(Me劬IDlogical Sen，毗Center of Fuji柚Province，F(xiàn)uzh伽35000l，ChiIla)
IAk血鉚：tl This paper p∞poses tlle陀search of the secu^竹sitlla“onal awareness systcm，aiming at!；olVing the—sk existed in the LAN and tt屺
bo砌eneck probl啪of United n刪M跏【ge眥n“U1M)．F0r山e觚t time，it bfings f0哪莉security sitII撕onal aw批ness system architccture in
吐lc乙～N combining UTM．The main secur：ity index is acquired IJlI．ou曲the DEM朋陋L me吐lod and tlle sitllational measu陀ment modelis built by
adopting tlle fuzzy comprehensive evaluati∞aJg謝t}lm，111e tIlreat measurement modclis constnJcted t0 compute tlle t11I鈞t degr∞in tlle LAN
based on the sccufi母index and sitIlational mea!；urement model．The您sult pfoves mat me system can analyze t}le security sitIlaIion accuralely柚d
make妞U1M s仃eng血en me net、vork sec嘶夠
lKey啪rds】situanonaI awareness；DEMATEL mettlod；fuzzy co唧rcbensiVe eValu撕on；Unit耐meaI Managemen“UTM)：MarkoV predjction
moI此I
DoI：IO．3969，j．issn．100恤3428．2012．03．05l
l概述
隨著計算機技術的迅速發(fā)展，圍繞著信息進行獲取、控
制、破壞的行為更加惡化和嚴蘑。要改變目前這種被動防御
的現(xiàn)狀，需要新的技術來實現(xiàn)網(wǎng)絡的主動防御。網(wǎng)絡安全態(tài)
勢感知技術?是一種對烈絡整體性、趨勢性的評價技術。通
過對網(wǎng)絡安全狀況進行實時監(jiān)控和預警，發(fā)現(xiàn)潛在的惡意入
侵行為，分析下一時段的安全趨勢，使決策者提前修改安全
策略，減少網(wǎng)絡攻擊造成的破壞。
態(tài)勢感知概念源于航天飛行的人因(Human Factors)¨。研
究，此后在軍事戰(zhàn)場、核反應控制、空中交通監(jiān)管(ATc)及醫(yī)
療應急調(diào)度等領域得到廣泛的應用。網(wǎng)絡安全態(tài)勢感知就是
在大規(guī)模的網(wǎng)絡環(huán)境中，對能夠引起}。4絡安全態(tài)勢發(fā)生變化
的安全要素進行獲取、理解及預測的過程。局域網(wǎng)態(tài)勢感知
綜合了局域網(wǎng)內(nèi)各種軟硬件設施在時空、人為、環(huán)境上的安
全信息，對攻擊行為或攻擊對象做出一致性的評估或描述。
本文從“點”(主機)、“面”(子網(wǎng))、“體”(局域網(wǎng))3層對局
域網(wǎng)進行態(tài)勢感知研究，闡述了局域網(wǎng)態(tài)勢感知系統(tǒng)的全過
程及解決統(tǒng)一威脅管理(United Threat Management，UTM)瓶
頸聞題的方法。
2局域網(wǎng)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
通過綜合分析研究JDL(Joinc Dircctors of Laboratories
Data Fusion sub—P繃eI)和基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的入侵檢測
等網(wǎng)絡安全態(tài)勢感知系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)¨-，本文提出了一種結(jié)
合uTM的局域網(wǎng)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，如圖l所
示。局域網(wǎng)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是針對局域網(wǎng)安全性
設計的，具有可擴展性、普遍性。從圖1可知，該體系結(jié)構(gòu)
展現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集到可視化顯示、響應與預警一系列過程。
其傳感器特指配置sNMP功能或捕獲安拿事件的網(wǎng)絡設備，
具有多源性、異構(gòu)性及網(wǎng)絡部署方式多樣性的特征。
響
應
與
援
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化
教中UTM 據(jù)
設備、——_- 頂
傳藍器處
理
T
—]廣 叫 數(shù)據(jù)J蘋管理系統(tǒng)}_——'
圈1 局壤同安全毫勢囊知系筑體系結(jié)糟
該系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)較之其他態(tài)勢感知體系結(jié)構(gòu)更加靈活，
不依賴于網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，且可根據(jù)特定的網(wǎng)絡環(huán)境和安全
需求進行動態(tài)配置和裁剪功能模塊。在數(shù)據(jù)源方面充分考慮
了采集數(shù)據(jù)的多源、多維、海屠等特性，并進行數(shù)據(jù)融合。
在過程優(yōu)化方面使得各個過程層層遞進，相互補充，體現(xiàn)了
“數(shù)據(jù)一信息一知識”的過程，能及時監(jiān)控各功能模塊，并對
關鍵模塊進行重點管理，對其信息通信過程實施加密保護。
在態(tài)勢可視化H1方面做到結(jié)果清晰、易懂、動態(tài)顯示，能夠
基金項目：四川省科技廳科研基金資助項目“信息化網(wǎng)絡安全機制
的研究”(2【1082Roo帥)
作者筒介：趙伯聽(1984一)，男，碩士研究生，主研方向：信息安全；
卓秀然、郯潮宇，工程師
收穡日期：20】1一07一11 E-呦n：tzzbt@163，com
萬方數(shù)據(jù)
第38卷第3期趙伯聽，卓秀然，鄭潮宇：局域網(wǎng)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)的研究15l
使其信息對uTM進行數(shù)據(jù)互補，解決了其單故障點、性能
瓶頸、靈活性低等問題。
3概念模型及指標體系建立
3．1局域罔安全態(tài)勢囊知概念模型
局域網(wǎng)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)概念模型共分為5層，分別為
建
接
囊
序
膏
低
特征提取、態(tài)勢評估、威脅評估、預警與響應、安全指標值
預測。概念模型如圖2所示，能對系統(tǒng)各功能模塊在關聯(lián)關
系、時空關系上進行定性研究。從概念模型中町以看出，特
征提取是態(tài)勢感知的前提，態(tài)勢評估是核心。威脅評估是關
鍵，預警和響應是目的，安全指標值預測是保障。
圈2局壤同安全態(tài)勢●知系統(tǒng)II各楱量
3．2指標體系建立
系統(tǒng)的安全指標體系反映了整個動態(tài)復雜的網(wǎng)絡安全狀
況，決定了態(tài)勢感知的效果。本文系統(tǒng)采用主客觀權重法r即
基于安全指標之間的內(nèi)在統(tǒng)計規(guī)律和專家經(jīng)驗)來處理多維、
海量數(shù)據(jù)。通過層次化方式提取主機、子網(wǎng)、局域網(wǎng)層候選
指標，進行態(tài)勢評估、威脅評估、態(tài)勢預測、態(tài)勢町視化，
其實質(zhì)就是對指標的抽象、簡化、可視化。
系統(tǒng)對安傘指標體系的處理、檢測原則是：(1)相似相近
原則針對服務層的候選指標。(2)分層原則針對主機、子網(wǎng)端
口流量安全性劃分范圍。(3)動靜結(jié)合原則針對流量、內(nèi)存使
用率、拓撲結(jié)構(gòu)。(4J服務共性原則針對服務的特性。(5)冗余
性處理原則針對2個或多個候選指標的交叉、重復關系。
4局域網(wǎng)態(tài)勢感知模型
4．1態(tài)勢評估模型
態(tài)勢評估是系統(tǒng)的核心，是威脅評估的基礎，是對整個
網(wǎng)絡安全狀況的分析。本文系統(tǒng)的態(tài)勢評估步驟為：(1)利用
DEMATEL方法對主機層、子網(wǎng)層、局域網(wǎng)層的候選指標進
行綜合分析，計算各層候選指標的綜合影響指數(shù)，找出影響
各層安全的深層次原因。(2)通過對各層候選指標中心度實施
排序，選取影響各層安全的主要安全指標，構(gòu)建模糊評價矩
陣和判斷矩陣。繼而，通過判斷矩陣求得各層主要安全指標
的安全權螢值，并進行一致性驗證。(3)通過模糊評估運算計
算各層的安全態(tài)勢值。
4．1．1主要安全指標獲取
根據(jù)我國公安部主持制定、國家質(zhì)蜃技術監(jiān)督局發(fā)布的
中華人民共和國國家標準GB 17859《計算機信息系統(tǒng)安全保
護等級劃分準則)》和業(yè)界公認的Bs7799標準，選取影響主
機層、子網(wǎng)層、局域網(wǎng)層的安全候選指標。
利用DEMATELI糾方法對各層候選指標間的邏輯關系構(gòu)
建直接影響矩陣，計算影響主機、子網(wǎng)、局域網(wǎng)層候選指標
的中心度^，，f=l，2，3，盧l，2，?，丹。取得各層中心度排序前
m位的主要安全指標，藝A．f，ΣA．，≥90％，m

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