基于攻击源激发和攻击原子筛选的攻击图构建方法

针对现有攻击图在大规模网络应用中存在的时间复杂性高和图形化展示凌乱等不足, 提出一种新的构建方法：在目标网络模型和攻击者模型的基础上, 以攻击源为起点广度遍历网络主机, 针对主机间的网络连接, 通过攻击模式实例化和信任关系获取攻击原子集, 并根据攻击者贪婪原则和攻击原子发生概率计算尺度筛选攻击原子, 同时更新攻击原子作用对象状态。通过实验分析, 该方法面向网络主机实现一次遍历, 筛选关键攻击原子, 快速生成攻击图, 不仅具有较高的时间效率, 而且为安全事件分析提供客观的攻击路径信息。该方法能够满足大规模网络环境下的攻击辅助决策、入侵检测和网络安全评估等应用需求。     

大规模网络中攻击图自动构建算法研究

随着计算机技术和网络通信技术的飞速发展,网络安全形势日趋严峻.攻击者往往采取多步骤网络攻击的方式对网内多个漏洞实施逐步击破,而攻击图正好刻画了目标网络内潜在威胁的传播路径.针对目前攻击图构建算法无法很好地适用于大规模目标网络的问题,通过深入分析传统攻击图构建算法的不足和目标环境的特点,提出了一种新的构建攻击图的方法.首先,采用攻击图建模语言(Attack Graphs Modeling Language,AGML)形式化描述漏洞知识库和目标环境;其次,提出了目标环境的预处理技术,为目标环境中的属性建立索引,然后利用攻击模式的实例化技术构建攻击图.通过对该算法的时间复杂度分析和模拟实验验证,表明该算法具有良好的可扩展性,能够为具有复杂网络拓扑结构的大规模目标网络自动构建攻击图.     

网络攻击图生成算法研究

攻击模型能够对攻击过程进行结构化描述和有效分析,攻击图可以清楚地分析攻击者可能采取的攻击路径,两者对网络安全策略的制定具有重要的指导意义.设计了一种基于状态转移的网络攻击模型,并基于该模型设计了攻击图生成系统的架构和相应的攻击图生成算法,在攻击图生成算法中引入了代价分析机制和规模控制机制.仿真实验结果表明,利用所设计的模型和算法不仅能有效地预测攻击者可能采用的各种攻击路径和最佳攻击路径,而且能有效地控制攻击图的规模.     

面向无线入侵检测系统的复杂多步攻击识别方法

随着移动互联网的快速普及,无线网络的安全问题也接踵而至。现有的入侵防御体系大多针对有线网络,而无线网络存在较大的差异性,很多无线通信协议本身也存在缺陷。提出一种面向无线入侵检测系统的复杂攻击识别方法,包含告警精简、逻辑攻击图生成器、攻击流量拓扑图生成器、攻击路径解析器、复杂攻击评估等模块,层层挖掘出攻击者的最终意图。实验结果表明,该识别方法能够应对无线入侵领域的复杂攻击场景,对无线多步攻击意图的识别具有一定的意义。     

基于时间自动机的入侵意图动态识别方法

入侵意图识别是在具体的网络环境下,根据攻击者的攻击行为和系统防护措施来推理和判断攻击者想要达到的最终目标.针对网络安全领域中的攻防对抗和动态特性,提出一种入侵意图的动态识别方法.该方法利用D-S证据理论融合入侵检测系统的报警信息来提炼攻击者的行为及其可信度,并结合系统响应信息应用时间自动机来实时描述脆弱性的状态变迁过程.然后在层次化的攻击路径图中,根据节点的状态和节点间的依赖关系计算攻击者真实入侵意图的概率.实验结果验证了此方法的有效性.     

基于吸收Markov链的网络入侵路径分析方法

从攻击者角度对网络进行入侵路径分析对于指导网络安全防御具有重要意义。针对现有的基于吸收Markov链的分析方法中存在的对状态转移情形考虑不全面的问题和状态转移概率计算不合理的问题,提出了一种基于吸收Markov链的入侵路径分析方法。该方法在生成攻击图的基础上,根据攻击图中实现状态转移所利用的漏洞的可利用性得分,充分考虑了非吸收节点状态转移失败的情况,提出了一种新的状态转移概率计算方法,将攻击图映射到吸收Markov链模型;利用吸收Markov链的状态转移概率矩阵的性质,计算入侵路径中节点的威胁度排序和入侵路径长度的期望值。实验结果表明,该方法能够有效计算节点威胁度排序和路径长度期望;通过对比分析,该方法的计算结果相比现有方法更符合网络攻防的实际情况。     

基于模拟攻击的高校网络安全风险评估研究

针对高校网络目前存在的安全风险,提出一种新型的基于模拟攻击的高校网络安全风险评估模型。该模型综合考虑了单机脆弱性和网络攻击威胁,首先结合原有基于单机脆弱性测出的风险值,模拟攻击者利用网络弱点的入侵过程,产生攻击状态图;然后基于生成的攻击状态图和原有风险值,识别攻击者入侵网络所利用的攻击行为、可能路线及导致的安全状态变化,评估潜在威胁的位置;并对新方法的风险值给出了定量分析,从而为针对性地实施风险控制决策提供更准确的依据。实验结果表明,该模型是正确的,并且平均要比目前存在的风险评估模型多发现大约50%的安全风险。由此可以看出,本模型方法的评估结论较传统方法更为准确。     

基于网络漏洞的复合攻击预测方法研究

入侵检测系统可以检测到攻击,但不能预测攻击者下一步的攻击。本文分析了基于攻击为预测方法的不足,提出了一种基于网络弱点的攻击预测方法。该方法使用报警关联方法建立报警关联图,然后利用网络弱点和攻击的关系预测攻击者的下一步攻击。最后,通过实验验证了该方法的有效性。     

基于攻击图的扩充Petri网攻击模型

鉴于网络攻击过程中存在攻击者被检测到的可能性,将攻击图转化成Petri网并进行扩展生成EPN模型,依据库所的攻击成本值求解网络攻击的最佳攻击路径和攻击成本,基于最大流概念定义系统最大承受攻击能力。从二维角度分析网络攻击,提出攻击可行性概念及基于攻击图的扩充Petri网攻击模型,该模型相关算法的遍历性由EPN推理规则保证。当原攻击图的弧较多时,算法的复杂度低于Dijkstra算法,攻击图的攻击发起点和攻击目标点间的路径越多,算法越有效。实验结果证明,该模型可以对网络攻击过程进行高效的综合分析。     

基于可能图的攻击意图检测方法

攻击图模型是网络风险评估的主要技术之一,其通过攻击步骤之间的因果关系来描述攻击者从初始状态到目标状态的攻击过程,分析的整个过程也是以某种形式化方式表述的图数据为基础的,但分析时很少考虑网络链路、网络拥塞、入侵报警等不确定性。结合不确定图的概念将攻击图扩展为可能攻击图(PAG),给出了可能攻击图的构建方法,同时基于可达概率提出了最大可达概率求解算法和最大攻击子图生成及最大可能攻击路径选取算法。实验结果表明,本文所提方法能够在可接受的时间内生成可能攻击图,并能够有效地推测出攻击意图,为作为网络管理员的管理方提供决策依据。     

基于攻击图节点概率的网络安全度量方法

为了保护网络中关键信息资产, 评估分析网络的整体安全性, 提出了一种基于攻击图节点概率的网络安全度量方法。该方法改进了原子攻击节点自身概率的计算模型, 引入累积可达概率, 在此基础上, 研究了网络安全风险评估模型。实验结果表明, 所提评估方法能够准确地评估目标状态的安全级别和网络的整体风险。     

基于期望收益率攻击图的网络风险评估研究

随着互联网应用和服务越来越广泛,层出不穷的网络攻击活动导致信息系统的安全面临极大的风险挑战。攻击图作为基于模型的网络安全风险分析技术,有助于发现网络节点间的脆弱性和评估被攻击的危害程度,已被证实是发现和预防网络安全问题的有效方法。攻击图主要分为状态攻击图和属性攻击图,由于状态攻击图存在状态爆炸的问题,研究者大多偏向于基于属性攻击图的网络风险评估研究。针对现有的属性攻击图研究过度依赖网络节点本身脆弱性和原子攻击本质属性进行量化分析,忽略了理性攻击者通常以攻击利益最大化来选择具体的攻击路径,提出了基于期望收益率攻击图的网络风险评估框架和攻击收益率量化模型。所提网络风险评估框架以公开的漏洞资源库、漏洞挖掘系统发现的新漏洞以及与网络攻防相关的大数据为基础数据源,以开源大数据平台为分析工具,挖掘计算攻击成本和攻击收益相关要素;借用经济学中的有关成本、收益以及收益率等概念构建原子攻击期望收益率计算模型;通过构建目标网络的属性攻击图,计算攻击路径上的原子攻击期望收益率,生成所有可能攻击路径的期望收益率列表;以期望目标为出发点,依据特定的优化策略（回溯法、贪心算法、动态规划）展开搜索,得到最大收益率的完整攻击路径,为网络风险评估提供依据。仿真实验结果表明了所提期望收益率攻击图网络风险评估方法的有效性及合理性,能够为发现和预防网络安全问题提供支撑。     

基于攻击距离的攻击图优化方法

传统网络攻击图的生成随着网络规模扩大存在状态爆炸问题,网络安全管理员往往拿着冗余的攻击图不知所措。为了消除攻击图中不必要的攻击路径,保留下最优的攻击路径以供管理员防御参考,本文利用攻击距离对复杂的攻击图进行了优化。实验结果表明,利用此方法优化后的攻击图保留了最有可能的攻击路径,降低了攻击图的规模,随着网络规模的扩大,效果也越来越明显。     

基于攻击图的渗透测试方案自动生成方法

为满足网络安全管理需要,提出一种新的渗透测试方案自动生成方法。该方法利用被测试目标网络脆弱点间的逻辑关系,结合原子攻击知识库,通过前向广度优先搜索策略产生渗透攻击图,然后深度优先遍历渗透攻击图生成渗透测试方案,并基于该方法设计实现渗透测试预案自动生成原型系统。实例表明该方法能够有效生成可行的渗透测试方案。     

基于攻击图的网络安全度量研究

随着现代社会对网络系统依赖程度的日益增强,网络安全问题受到普遍关注。网络安全度量是指在理解网络环境的基础之上,建立合适指标体系和度量方法,评估网络的安全性。本文采用攻击图这种网络脆弱性分析技术,在对目标网络和攻击者建模的基础之上,根据两者之间的相互关系生成攻击图模型,分析不同的攻击路径。借鉴CVSS对单一漏洞的量化指标,以及节点间概率转换关系,提出攻击伸缩性机理。结合CVSS指标和攻击图,计算攻击伸缩性数值,并以此作为网络安全度量的方法,最后总结了当前网络安全度量的发展现状以及面临的挑战。     

基于攻击图的信息物理融合系统渗透测试方法

信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)多为安全攸关系统,是网络攻击的高价值目标,需要对其进行有效的安全评估。为此,提出一种基于攻击图的信息物理融合系统渗透测试方法。首先,对传统攻击图进行改进,考虑物理攻击、攻击持续时间以及物理系统的连续变量值,提出适用于CPS的攻击图建模技术AGC(Attack Graph for CPS),并在图中增加攻击可行性参数以表示单步攻击的成功率;其次,基于AGC提出最优攻击路径选择策略,包括最小攻击代价、最短攻击时间等,并设计面向CPS的智能渗透测试算法;最后,通过应用实例对方法的有效性进行验证。分析结果表明,该方法能够根据渗透测试目标选择最优攻击路径,并能根据实际反馈结果自动调整后续攻击步骤,有效实现CPS的安全评估。     

一种面向攻击图的即时验证方法

攻击图将原本孤立的攻击行为关联起来,描述潜在攻击路径,是一种网络脆弱性分析技术.现有方法通常从攻击目标节点开始进行反向搜索,找出所有可能的攻击路径,从而对网络进行安全分析.本文在攻击图的基础上,提出了一种基于正向搜索的即时验证方法.该方法快速搜索网络中的一条完整攻击路径,通常只需构造网络系统的部分状态空间,从而减轻了内存不足和状态爆炸等问题,可作为已有方法的补充.实验表明本文方法具备良好的性能和可扩展性.     

面向大规模工控网络的关键路径分析方法

针对大规模工控网络攻击图的量化计算耗时高、消耗资源大的问题,提出了一种大规模工控网络的关键路径分析方法。首先利用割集思想结合工控网络中的原子攻击收益,计算贝叶斯攻击图关键节点集合,解决目前割集算法只考虑图结构中节点关键性的问题。其次,提出一种只更新关键节点攻击概率的贝叶斯攻击图动态更新策略,高效计算全图攻击概率,分析攻击图关键路径。实验结果表明,所提方法在大规模工控攻击图的计算中,不仅可以保证计算结果的可靠性,而且能够大幅度降低方法耗时,显著提升计算效率。     

基于攻击图的网络安全评估方法研究*

为了提高网络的整体安全性,提出了基于攻击图的网络安全评估方法。首先,在攻击图的基础上提出了脆弱点依赖图的定义;其次,将影响评估的因素分为脆弱性自身特点、网络环境因素和脆弱性关联关系三部分;最后,按照网络拓扑的规模,采用自下向上、先局部后整体的思想,直观地给出了漏洞、主机和整个网络系统三个层次的脆弱性指数评估值。通过大量反复的实验测试,该方法可以对网络系统存在的脆弱性进行定期的、全面的量化评估,及时发现并弥补网络系统中存在的安全隐患,有效地提升网络系统的生存能力,从而提高网络系统应对各种突发攻击事件的能力,具有重大的理论价值、经济效益和社会意义。     

基于攻击图的网络安全度量研究综述

网络安全度量面临的主要挑战之一,即如何准确地识别目标网络系统中入侵者利用脆弱性之间的依赖关系进行威胁传播,量化对网络系统的潜在影响。攻击图由于具备优越的可视化展示能力,是解决该问题的有效途径之一。首先,介绍了安全度量的概念、发展历程和通用测度模型;然后,阐述攻击图构建、分类和应用的相关研究;其次,提出一种基于攻击图的层次化安全度量框架,从关键“点”、攻击“线”和态势“面”3个层次总结归纳了现有网络安全度量方法;最后,阐述了目前研究面临的难点问题与发展趋势。