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。     

复杂网络中基于QRD的主动防御决策方法研究

针对未知网络攻防场景下,信息不公开导致最优防御策略难以准确选取的问题。通过对不完全信息下的网络攻防博弈进行分析,文章首先构建具有探索机制的攻防演化博弈模型;然后基于Boltzmann探索的Q-learning复制动态方程构建攻防决策动态演化方程;最后通过求解演化稳定均衡给出最优防御策略选取方法,并刻画攻防策略的演化轨迹。仿真实验结果表明,对于小规模局域网,在探索程度参数取10附近时,生成的最优防御策略具有较好的可解释性和稳定性,能够使得防御主体获取最大防御收益。     

一种拟态构造的Web威胁态势分析方法

基于裁决差异性判别进行威胁推测是拟态防御系统屏蔽和阻断攻击威胁的重要机制,然而现有的拟态裁决机制无法对拟态防御系统安全态势进行有效归纳分析和威胁管控。为此,以拟态Web服务系统为例,将网络态势感知技术融入到拟态防御架构中,提出一种改进的Web威胁态势分析方法。对多层次的拟态裁决告警日志进行数据关联,挖掘及分类融合提取的特征数据信息,并对不同类型的分类数据进行可视化展示。实验结果表明,该方法能够显示拟态防御系统的安全状态,及时获悉异常执行体的运行情况,从而实现对拟态防御系统的安全态势进行分析与评估。     

FAWA:一种异构执行体的负反馈动态调度算法

拟态防御作为一种新提出的网络防御方法,其不可预测的特性使其具有出色的防御效果.异构执行体是拟态防御中由各类防御策略构成的异构部件,拟态防御机制通过对异构执行体的动态调度来获得防御的动态性.传统的调度方法具有一定的局限性,针对这些局限性,综合考虑防御的全面性和历史防御成功率信息,提出了一种新的具有负反馈能力的动态调度算法FAWA,并设计了仿真碰撞实验来模拟网络攻防过程,并与其他调度方法的防御效果作对比.实验结果表明,在攻击方随机装载攻击载荷的场景下,FAWA算法的调度效果始终优于其他算法,能够很好地提高防御成功率;在攻击方同样采取负反馈装载的场景下,FAWA算法的调度效果优于完全随机算法、CRA算法和一些改进的动态人工加权算法,但弱于先进先出算法FIFO.另外,仿真实验通过对比攻击方两种载荷装载场景发现,在随机装载场景下,防御方的防御成功率更低,表明此时攻击方的成功率反而优于负反馈装载场景,这一结论说明攻击方也需要在网络攻防博弈中具备随机性和不可预测性,而不应被过度干扰和调整.     

面向云应用的拟态云服务架构

针对单执行体的云应用服务缺乏异构性和动态性,难以应对未知漏洞和后门的安全威胁问题,提出一种拟态云服务架构,把云平台向用户提供的应用服务节点构造成基于拟态防御技术的服务包,使应用服务具有拟态构造带来的内生安全特性和鲁棒性,同时讨论了策略调度和裁决机制等两项关键的拟态云服务运行机制.经实验分析表明,拟态云服务具有较好的安全...     

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。     

基于Stackelberg安全博弈的动态防御策略选取方法

网络攻防对抗的本质是攻防双方非对等主体之间的博弈过程。针对现有网络防御策略研究中攻防博弈双方主体地位对等的先验假设缺陷,将博弈论非对等局中人思想引入网络防御策略生成模型构建过程,提出一种基于Stackelberg安全博弈的动态防御策略生成方法,通过建立网络模型,利用Stackelberg安全博弈强均衡策略算法生成网络的最优防御策略,既充分考虑攻防行为中双方关系彼此影响,又能确保防御策略生成的准确性。实验结果表明所提模型和方法的可行性和有效性。所提模型和方法能够加强系统的安全性。     

基于激励机制的网络攻防演化博弈模型研究

随着网络信息系统的日益复杂化,网络的安全性和用户隐私性引起了人们的高度重视,寻找能够维护网络安全、分析和预判网络攻防形式的新技术尤为重要.由于演化博弈理论的特性与网络攻防的特性较为契合,因此,本文对网络环境进行了分析,构建网络攻防场景,并在惩罚机制的基础上引入激励机制,提出了基于激励机制的攻防演化博弈模型.通过给出群体不同的问题情境,利用复制动态方程对局中人的策略选取进行演化分析.另外,在第三方监管部门对局中人管理的基础上,分析不同攻击时长时攻击群体的演化规律,证明攻击具有时效性.通过激励机制对防御群体策略选取的影响以及引入防御投资回报,来进一步证明增加激励机制的可行性.根据实验验证表明,本文提出的攻防演化博弈模型在不同的问题情境下均可达到稳定状态并获得最优防御策略,从而有效减少防御方的损失,遏制攻击方的攻击行为.     

基于数据库二进制日志的竞赛式仲裁优化方案

在拟态防御理论中,仲裁模型在一定程度上决定了拟态系统的整体安全性和执行效率,而仲裁策略作为仲裁模型中的关键环节,会对裁决结果的正确性产生直接影响。针对竞赛式仲裁模型中由差模逃逸造成的裁决结果异常问题,提出一种竞赛式仲裁优化方案,采用异构数据库执行体的二进制日志匹配结果对仲裁结果进行校验,保证裁决结果的正确性。实验结果表明,与竞赛式仲裁方案相比,优化方案能够提高仲裁结果正确率,减少SQL注入的差模逃逸事件,保证拟态系统在执行周期内的安全性和可靠性。     

一种基于多阶段攻击响应的SDN动态蜜罐

蜜罐作为一种主动防御机制,可以通过部署诱饵目标,主动吸引攻击者与虚假资源进行交互,从而在防止有价值的真实资源受到破坏的同时,也能根据收集到的数据分析攻击行为并主动应对.然而,现有蜜罐方案存在无法针对复杂攻击手段部署特定蜜罐防御;蜜罐攻防博弈中动态性考虑不够充分,无法根据收益与成本有效选择蜜罐最佳防御策略;以及性能开销较...     

基于博弈论的移动目标最优防御策略研究

基于博弈论的网络安全防御大多数使用完全信息静态博弈或不完全信息动态博弈理论建立攻防模型,但完全信息静态博弈使用场合受限,实用性不强,所以使用不完全信息动态博弈建立攻防模型更贴近实际情况,而以往由不完全信息动态博弈建立的攻防模型认为观测到的攻击策略为真实攻击策略则没有考虑观测到的攻击策略很可能会出现误差。为此,引入最小风险的贝叶斯决策的思想,将防御系统对攻击策略发生误判、错判时,采取的防御策略对系统带来的风险考虑在内,建立了基于不完全信息动态博弈的移动目标最优防御策略模型。该策略模型通过分析防御决策风险大小,使防御策略收益量化更加精准、全面,并利用不完全信息动态博弈的精炼贝叶斯均衡选取最优防御策略。通过实例进行分析,验证了模型的有效性。     

基于攻防博弈的网络防御决策方法研究综述

博弈论研究冲突对抗条件下最优决策问题,是网络空间安全的基础理论之一,能够为解决网络防御决策问题提供理论依据.提炼网络攻防所具备的目标对立、策略依存、关系非合作、信息不完备、动态演化和利益驱动6个方面博弈特征.在理性局中人假设和资源有限性假设的基础上,采用攻防局中人、攻防策略集、攻防动作集、攻防信息集和攻防收益形式化定义...     

基于演化博弈的最优防御策略选取研究

无线传感器网络极易遭受各种安全威胁,基于博弈论的入侵检测方法能有效平衡网络的检测率和能耗,但是基于完全理性假设的传统博弈模型存在不足。因此,针对不同的攻击方式,引入演化博弈理论,从攻防双方的有限理性出发,构建入侵检测攻防演化博弈模型,然后利用复制动态方程分析了攻防双方策略的演化趋势,提出了最优防御策略选取算法。仿真实验表明了所提模型的合理性和算法的有效性,与其他策略相比,所提防御策略更贴合实际应用场景,在保证检测率的前提下,减少了资源消耗,延长了网络生存时间。     

面向分布式网络结构的APT攻击双重博弈模型

针对目前分布式网络结构缺少防御高级持续威胁（APT）攻击的安全理论模型问题,提出了一种基于纳什均衡理论和节点博弈的博弈模型。首先,通过APT攻击常用手段和分布式网络结构的特点,分析判断攻击者可能采取的攻击路径并提出网络安全防御框架;其次,通过节点博弈计算漏洞风险系数,在纳什均衡理论的基础上建立基于攻击路径的博弈模型（OAPG）,计算攻防双方收益均衡点,分析攻击者最大收益策略,进而提出防御者最优防御策略;最后,用一个APT攻击实例对模型进行验证。计算结果表明,所提模型能够从APT攻击路径对网络攻防双方进行理性分析,为使用分布式网络的机构提供一种合理的防御思路。