基于攻防博弈的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知研究

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1、―翅：＼義‘＇－－托一Ｖ一＇－＇盧－．．＼一－■‘一八．．、－■．．．ｆ？—＊＇－．索取號：ＴＰ３９３．、；密級＝公開；＼記＿＿■－＇－－－：．二：－、＇．…－－－－－＇＊；：＾咸為作裝／？遂碩±學(xué)位論文＾－ｃ？；：－－？－－－基于攻防博弈的網(wǎng)絡(luò)安去態(tài)勢感知硏究研究生：孫雪巖指導(dǎo)教師：吳俊華副教授培養(yǎng)單位：信息科學(xué)與工程學(xué)院一級學(xué)科：汁算機(jī)科學(xué)與技術(shù)完成時(shí)間：２０１６年４月

2、１０訂笞辯時(shí)間：２０１６年６月１日席舞軒言丑若澤常嗔嗟；產(chǎn)：駐；：取蠻批這在皮鮮＊Ｉ早＇‘幹巧巧早為心謀；．義？’．．：，４巧產(chǎn)與巧挺Ｊ，罵若若＇？‘Ｉ■．。＇－．■＾：：始Ｖ父萬於巧苗曲阜師范大學(xué)研巧生學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明＂＂＂＂（根據(jù)學(xué)位論文類型相應(yīng)地在ｎ劃Ｖ）本人鄭重聲明／：此處所提交的博壬〇碩±口論文《基于攻防博弈的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知研究》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在曲阜師范大學(xué)攻讀博±口／碩±回學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中

3、除注明部分外不包含他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫的研巧成果。對本文的研究工作做出重耍貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。，均已在文中明確的方式注明作者簽名：約日期：興，／．＞，多〇曲阜師范大學(xué)研究生學(xué)位論＂文＂使＂用＂授權(quán)書（根據(jù)學(xué)位論義類型相應(yīng)地巧□劃Ｖ）《基于攻防博弈的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知研究》系本人在曲阜師范大學(xué)攻讀博±口／碩±口學(xué)位期間，在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的博ｉｎ／碩±＾學(xué)位論文。本論文的研究成果歸曲阜師范大學(xué)所有，本論文的研巧內(nèi)容不得其他單位的名義發(fā)表

4、。本人完全了解曲阜師范大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部口送交論文的復(fù)印件和電子版本，允許論文被査閱和借公閱開。發(fā)本人授權(quán)曲阜師范大學(xué)，可采用影印或其他復(fù)制手段保存論文，可Ｗ表論文的全部或部分內(nèi)容。，作者簽名：約彎；＾曰期：導(dǎo)師簽名：日期：摘要摘要互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展給人們的生活帶來巨大的便利，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境隨之不斷惡化，使網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)已無法滿足人們對安全方面的需求，急需一種新技術(shù)感知網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)面臨的安全狀況及發(fā)展趨勢，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生嚴(yán)重

5、威脅時(shí)能及時(shí)處理。網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知（NetworkSecuritySituationAwareness,NSSA）技術(shù)對于入侵檢測、攻擊定位、預(yù)測網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展趨勢及提高網(wǎng)絡(luò)的安全性具有非常重要的意義，逐漸成為網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)安全是“攻擊方”和“防御方”彼此之間不斷影響、抗衡的過程，是一種雙人博弈問題，因而本文把博弈論思想運(yùn)用到網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊和防御之中。本研究結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特性，提出基于攻防博弈的NSSA框架，其主要的研究內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）針對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)存在的問題，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

6、安全態(tài)勢感知及博弈理論的基礎(chǔ)上，綜合考慮其態(tài)勢感知的正確性、有效性等因素，提出一種基于博弈論的NSSA框架。該框架自底向上分為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、態(tài)勢指標(biāo)提取及量化、態(tài)勢評估博弈分析、態(tài)勢可視化和資源管理過程控制及優(yōu)化等幾個(gè)層面，主要對態(tài)勢要素、態(tài)勢評估博弈分析進(jìn)行詳細(xì)的闡述，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知的研究奠定基礎(chǔ)。（2）網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢指標(biāo)的獲取需要遵循特定的規(guī)則和構(gòu)建思想，從服務(wù)、主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)三個(gè)層面出發(fā)構(gòu)建一個(gè)層次化的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢指標(biāo)體系（HierarchicalNetworkSecuritySituatio

7、nIndexSystem,HNSSIS）。針對傳統(tǒng)層次分析法中指標(biāo)量化主觀性較強(qiáng)的缺點(diǎn)，HNSSIS采用改進(jìn)的模糊層次分析法對態(tài)勢要素進(jìn)行量化。通過實(shí)驗(yàn)，說明了HNSSIS能有效、合理的反映網(wǎng)絡(luò)安全狀態(tài)，為下一步攻防雙方的態(tài)勢評估提供有效依據(jù)。（3）針對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全感知方法僅從單一角度對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行感知的問題，提出一種兩角色、非合作的攻防博弈模型，定義攻防雙方的收益函數(shù)。基于此模型設(shè)計(jì)了相應(yīng)的防御策略搜索算法，為實(shí)時(shí)、科學(xué)、直觀的反映網(wǎng)絡(luò)攻防雙方的安全態(tài)勢提供了新的方法。分析網(wǎng)絡(luò)攻防雙方的收益，尋找

8、雙方的均衡點(diǎn)，搜索防御方的最佳防護(hù)措施。通過實(shí)驗(yàn)獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全狀況，驗(yàn)證了該策略搜索算法的可行性及有效性，對以后研究新的模型和算法具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知，攻擊和防御，博弈論，模糊層次分析法IAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofInternet,people’slivesbecomemoreconvenient.However,thedeterioratingnetworkenvironmentmakesnetw