基于演化博弈的NFV拟态防御架构动态调度策略

构建网络功能虚拟化（NFV）拟态防御架构能够打破防御滞后于攻击的攻防不对等格局,其中动态调度策略是关键实现技术。然而,现有拟态防御架构中的动态调度策略大多根据执行体自身固有的特点进行调度,没有进一步利用裁决机制对异常执行体的定位感知能力做优化调整。通过引入演化博弈理论,设计一种新的NFV拟态防御架构动态调度策略。在NFV拟态防御架构中增加一个分析器,用于对历史裁决信息进行分析研究。根据分析器中得到的反馈信息,从攻防双方的有限理性出发构建多状态动态调度演化博弈模型,并采用复制动态方程求解该博弈模型的演化均衡策略,利用李雅普诺夫间接法对均衡策略进行稳定性分析,提出基于演化博弈的动态调度策略选取算法。仿真结果表明,该策略能够利用裁决机制对异常执行体的定位感知能力,通过深入分析研究和不断调整优化选择具有适应性和针对性的调度策略,有效提升系统的安全收益和防御效能。     

面向拟态云的异构执行体安全调度算法

随着云服务的应用范围越来越广,基于未知漏洞或后门的攻击成为制约云技术发展的主要安全威胁之一。基于拟态防御建立的拟态云服务通过降低漏洞的持续性暴露概率来保障安全性,当前已有研究提出的拟态调度算法缺乏对执行体自身安全性的考虑,并且无法兼顾动态性和异构性。针对此问题文章通过引入执行池的异构度和安全度定义,提出一种基于异构度和安全度的优先级调度算法,并引入结合时间片的动态调度策略。实验结果表明,文章所提算法具有较好的动态性,能够获得较优的调度效果,实现了动态性、异构性和安全性之间的平衡,并且时间复杂度较低。     

拟态通用运行环境的资源管理与调度技术

为达到拟态通用运行环境(MCOE)对已/未知后门和漏洞主动防御、安全威胁攻击及时阻断和数据完整性有效保障等拟态防御目标,提出拟态资源调度准则,基于该准则从拟态资源管理与MCOE框架的交互设计、拟态资源管理与调度等方面论述拟态资源管理服务与调度算法的设计与实现,构造拟态运行节点软硬件资源异构特征分类器及基于三级异构度分类的节点N元组和N异构执行体元组,实现N异构执行体、服务器运行节点资源及其资源对象的随机性、动态性和异构性最大化与资源调度负载均衡,并通过拟态管理服务实例验证了云容器集群上拟态资源管理调度算法的正确性与有效性。     

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。     

拟态防御DHR模型若干问题探讨和性能评估

针对传统防御技术难以应对未知特征和未知缺陷的攻击,近年来,工业界和学术界尝试发展能够“改变游戏规则”的创新性防御技术。网络空间拟态防御（CMD：Cyberspace Mimic Defense）以动态异构冗余（DHR：Dynamical Heterogeneous Redundant）作为核心架构技术。针对信息系统保护的元功能,采用非相似余度设计方法构造多个功能等价的异构执行体;在系统运行期间,动态调度元功能的不同异构执行体在线运行,以阻断攻击者的攻击过程;同时,利用多模判决机制对多个异构执行体的输出结果进行判决,以检测是否发生攻击。本文针对DHR模型的若干问题进行了探讨,给出了一种理论分析方法,并进行了实验仿真,理论分析和仿真结果表明,DHR能够大幅提升攻击者攻击难度,增强信息系统的安全性。     

面向拟态构造Web服务器的执行体调度算法

调度是拟态构造Web服务器的重要机制,现有的调度算法多数缺乏对拟态构造Web服务器异构性和Web服务质量的考虑,不能解决调度机制带来的安全性和Web服务质量不稳定的问题。为此,提出基于最大异构性和Web服务质量的随机种子调度算法,通过计算拟态构造Web服务器所有阈值,随机选出种子执行体,根据最大异构性和Web服务质量确定调度方案。仿真结果表明,与随机调度算法相比,该算法具有较优的调度效果,在安全性、Web服务质量和动态性之间达到了较好的平衡。     

一种基于执行体异构度的拟态裁决优化方法

网络空间拟态防御技术通过构建动态异构冗余的系统架构来提高系统的安全性能,而裁决器的表决机制是防御链中的关键步骤,直接影响拟态系统的安全性和效率。针对拟态表决环节的任务特性,对一致表决算法进行改进,设计基于执行体异构度的拟态裁决优化方法。结合拟态防御系统的异构特性,在选择执行体表决输出时引入执行体间的异构度作为决策因素,同时综合考虑执行体数目和历史记录信息,使表决算法更适用于拟态架构面临的威胁场景。实验结果表明,与一致表决算法相比,该算法能够显著提高拟态系统的安全性能,有效规避共模逃逸的风险。     

基于演化博弈的拟态防御策略优化

网络空间拟态防御是近些年出现的一种主动防御理论,以异构冗余和动态反馈机制不断调整执行环境来抵抗攻击。然而,面对黑客的多样化攻击手段,仅凭借拟态防御抵抗攻击是不安全的。为了增强系统的安全防御能力,本文在目前已有的防御系统基础上提出更为合理的防御选取方法。将有限理性的演化博弈引入到拟态防御中,构建了由攻击者、防御者和合法用户组成的三方演化博弈模型,并提出了最优防御策略求解方法。该博弈模型利用复制动态方程得到了演化稳定策略。仿真实验结果表明,系统通过执行推理的演化稳定策略可以降低损失,遏制攻击方的攻击行为,对拟态防御系统中防御策略选取和安全性增强具有一定的借鉴意义。     

面向拟态防御系统的高阶异构度大数判决算法

异构系统之间的相似性会影响拟态防御系统异构执行体的选择和调度.目前多数针对执行体的异构性分析仍停留在二阶层面,但二阶异构度不适用于执行体数目较多的情况,难以准确评估拟态系统的防御能力.针对该问题,提出高阶异构度的概念,分析高阶异构的性质,解释高阶异构性在执行体调度及判决中所起的重要作用,并将其用于拟态防御系统安全性的量...     

面向拟态防御系统的竞赛式仲裁模型

拟态防御通过构建动态异构冗余的系统架构达到破坏攻击链的目的。为提高仲裁的效率,并进而改进系统的整体执行能力,针对拟态防御系统的仲裁过程,在多数一致性表决的基础上,提出一种竞赛式的仲裁模型,在不改变仲裁余度的前提下增加执行余度。实验结果表明,与三余度拟态系统相比,该模型能够有效地弥补拟态系统的性能损失。