基于拟态防御理论的SDN控制层安全机制研究

针对现阶段软件定义网络(SDN)控制层流规则篡改攻击以及单点脆弱性问题,提出一种基于动态异构冗余的拟态安全控制器模型,通过分布式冗余架构以及一致性判决机制提高系统可靠性,利用调度机制实现系统动态性以及结合异构因素提高系统安全性,通过一致性容错算法(Consistency and Fault Detection Algorithm, CFDA)实现安全数据处理与错误检测,并提高控制器集群动态、可扩展性。仿真结果表明,对于控制器集群网络而言CFDA具有较低的通信复杂度,降低了节点冗余度要求;同时,冗余体的增加可以非线性降低系统被攻击成功概率,而适当的调度策略大大提高了系统安全率,因此拟态安全控制器机制能够有效提高攻击者攻击难度,增加系统安全可靠性。     

面向工控领域的拟态安全处理机架构

近年来,针对工控系统的攻击越来越多,工业控制系统应用大多涉及国计民生,其安全问题不容忽视。我国工控系统中现场PLC、终端、RTU等控制设备大部分使用国外的控制组件,对于未知的逻辑炸弹和后门基本没有安全防护能力。为此,本文以拟态技术为基础,提出了一种通用的拟态安全处理机架构,采用基于状态保存的两步清洗技术和高可靠判决策略,使得符合该架构规范的应用程序均能借助拟态处理架构防护操作系统、处理机和外围器件可能出现已知或未知的后门/漏洞,最后的仿真验证结果验证了该系统可以有效地抵御多种类型的攻击。     

基于统一描述网络结构模型的链路预测方法

面向网络链路预测的随机分块模型和层次结构模型利用全概率思想计算节点对之间的链路形成概率,但无法有效利用从宏观、中观网络结构到微观低阶环或模体结构中的重叠结构信息,导致链路预测结果的准确率较低。根据笛卡尔积和幂集等概念,借鉴随机分块模型和层次结构模型思想,构建一种对层次结构信息、重叠结构信息和微观结构信息进行统一描述的网络结构模型（USI）。基于USI模型提出一种链路预测方法,依据网络结构信息给出USI模型中的集合划分,利用最大似然估计法计算节点对之间的链路形成概率,最终根据概率并联策略得到链路预测结果。实验结果表明,与基于节点相似性的经典链路预测方法相比,该方法在LT、ER、OP网络数据集上的AUC值提升了0.075~0.143,具有更高的链路预测准确性,并且验证了网络规模对链路形成具有一定的影响。     

容器虚拟化支撑平台监测系统

在容器虚拟化支撑平台中,多种应用竞争共享资源造成监测系统难以通过设定固定阈值的方式进行异常报警,同时固定的监测周期需要在监测及时性与监测开销之间权衡.针对这些问题,本文提出了一种基于PCA的在线异常检测方法,并根据异常程度动态调整监测周期以节省监测开销.首先通过非侵入方式收集每个容器的监测数据构成数据矩阵,然后利用主成分分析的方法计算矩阵的主方向,最后计算当前与上次主方向的余弦相似度,将其作为当前系统状态的异常程度.对于异常程度超过设定的用户容忍度的容器,发送告警信息,同时根据异常程度增大或者减小监测周期.实验结果表明,对于在分布式存储系统中注入的典型错误,本方法的监测准确性达到80%以上,告警延迟控制在5秒以内,监测开销低于固定监测周期的方法.     

应用感知的容器资源调度优化方法

资源调度作为容器管理的关键技术之一,已有研究工作或满足公平性目标,将工作负载平均调度到所有物理节点上,关注吞吐率指标;或满足性能目标,将工作负载关联的多个容器载体调度到相同或相近的物理节点上,关注响应时间.提出应用感知的容器资源调度方法,采用多队列模型兼顾公平性和性能目标.实验结果显示,对于典型的大数据处理场景,本方法和已有公平性调度方法具有相当的吞吐率;对于典型的事务型应用场景,本方法相对于已有的公平性调度方法,事务型应用的延迟最多可减少100%.     

碱激发粉煤灰-硅灰基地质聚合物的性能及表征

以粉煤灰(FA)和硅灰(SF)为主要原料制备碱激发地质聚合物胶凝材料,运用XRD、SEM、EDS及FTIR等测试手段研究了SF与FA的质量比(SF/FA)及不同碱激发剂(NaOH和KOH)对粉煤灰-硅灰基地质聚合物砂浆力学性能及组织结构的影响.研究结果表明,随着SF/FA的增大,碱激发粉煤灰-硅灰基地质聚合物的抗压强度和抗折强度逐渐增大,最高可分别达到23.89 MPa和6.60 MPa,NaOH的激发效果强于KOH.碱激发粉煤灰-硅灰基地质聚合物结构中新生成了菱沸石相和无定形N-A-S-H凝胶相,FA和SF反应不完全,结构中仍存在未反应的FA颗粒及SF颗粒.FTIR结果表明N-A-S-H相的存在,随着SF/FA的增大,碱激发粉煤灰-硅灰基地质聚合物中[AlO6]9-八面体和[AlO4]5-四面体发生了结构重组,配位状态进一步完善,且T-O-Si(T=Al,Si)发生了聚合,致使地质聚合物强度逐渐增大.     

基于安全策略的负载感知动态调度机制

针对软件定义网络（SDN）网络控制器流规则篡改攻击等单点脆弱性威胁,传统安全解决方案如备份、容错机制等存在被动防御缺陷,无法从根本上解决控制层安全问题。结合目前移动目标防御、网络空间拟态防御等主动防御技术研究现状,提出一种基于异构冗余结构的动态安全调度机制。建立控制器执行体与调度体调度模型,根据系统攻击异常、异构度等指标,以安全性为原则设计动态调度策略;同时考虑系统负载因素,通过设计调度算法LA-SSA将调度问题转化为动态双目标优化问题,以实现优化的调度方案。仿真结果表明,对比静态结构,动态调度机制在累积异常值、输出安全率等指标上有明显优势,说明安全调度机制中的动态性与多样性能够显著提高系统抵御攻击能力,LA-SSA机制负载方差较安全优先调度更平稳,在实现安全调度的同时避免了负载失衡问题,验证了安全调度机制的有效性。