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。     

基于贝叶斯攻击图的网络安全量化评估研究

针对攻击图在评估网络安全时节点关系复杂、存在含圈攻击路径、只能反映网络静态风险等问题, 将攻击图与贝叶斯理论结合, 提出贝叶斯攻击图的概念, 简化了攻击图并通过优化算法避免了含圈路径的产生; 通过引入攻击证据与CVSS评分系统, 提出了一种新的面向脆弱点的网络安全量化评估方法, 基于贝叶斯攻击图对网络整体及局部的安全状况进行实时动态评估。通过在实际网络中的实验验证了该方法的可行性及有效性, 与传统评估方法相比, 该方法能够动态地反映网络安全的态势变化情况。     

基于攻击图的复合入侵关联及预测方法

当前的大多数漏洞扫描器和入侵检测系统只能检测汇报孤立的漏洞和攻击。但网络中真正的威胁来自那些技术精湛的黑客,他们综合利用各种攻击手段绕开安全策略,逐步获得权限。这种复合攻击能渗透进看似防御严密的网络。攻击图是一种重要的网络安全漏洞分析工具,能用来关联警报,假设漏报,预测下一步的警报,对系统管理员理解威胁的本质从而采取适当对策是关键的。本文提出一种基于攻击图来关联并预测复合网络入侵的方法,该方法在实际网络环境中有良好的表现。     

基于漏洞关联攻击代价的攻击图生成算法

在已有的网络攻击图生成方法的基础上,从漏洞关联的攻击代价出发,设计了一种攻击图生成基本框架,提出了一种基于漏洞关联攻击代价的网络攻击图的自动生成算法。该算法能有效结合漏洞之间的相关性,科学地评估攻击代价,有效删除了攻击代价过高、现实意义不大的攻击路径,简化了攻击图,并通过实验检验了该算法的合理性和有效性。     

基于攻击图的分布式网络风险评估方法

对信息系统进行有效的风险评估,选择有效的防范措施,主动防御信息威胁,是解决信息系统安全问题的关键所在。将攻击图模型应用于信息安全的风险评佑。首先针对信息安全风险评佑的不确定性和复杂性,将脆弱点关联技术用于风险评估。其次,针对攻击图所描述的攻击路径对于定量指标的分析缺乏相应的处理能力,而风险因素的指标值具有很大的不确定性等问题,采用攻击路径形成概率对信息安全的风险因素的指标进行量化,对原子攻击成功概率进行预处理,提出了基于攻击图模型的分布式风险评佑方法。该方法充分利用网络系统中各个主机的计算能力,极大地缩短了攻击图生成时间。     

基于旁路攻击的AES算法中间变量脆弱点

介绍了针对AES算法的旁路攻击过程, 指出了可行的SPA、DPA以及HDPA攻击方法, 在此基础上, 指出了AES算法面对旁路功耗攻击的脆弱点。其过程是：根据AES算法的实现流程, 查找出可能产生的中间变量, 通过对中间变量的分析, 将潜在的可以被旁路功耗攻击利用的中间变量定义为脆弱点。进一步指出了旁路功耗攻击是利用了AES算法实现过程中数据与密钥的相关性、时钟频率的可测性以及不同指令执行时功耗的差异性来攻破AES算法的。     

基于扩展马尔科夫链的攻击图模型

在网络风险评估中,攻击图模型用于表达网络存在的脆弱点以及脆弱点之间的关联关系,传统方法通过主观经验确定攻击图中状态转移的权重,给状态转移概率的确定带来较大不准确性。为提高其准确性,通过将脆弱点的攻击难度作为状态转移概率的确定标准,构建基于马尔科夫链的攻击图模型。搭建实验环境,将该模型应用到实际环境中,得到了准确的状态转移概率。该模型摒弃了传统概率确定方法中的主观性,有效提高了概率确定的准确性。     

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。     

基于贝叶斯攻击图的层次化威胁度HTV分析方法

现有脆弱性分析方法难以兼顾评估目标系统整体安全性和脆弱点的严重程度,同时评估过程需要处理大量的不确定信息。为此,提出一种层次化威胁度的HTV分析方法。首先,通过分析原子攻击和攻击证据的关联性,提出一种因果关系检测算法CRDA,以确定二者因果关系;其次,依据攻击模型的系统架构,给出贝叶斯攻击图BAG定义,并给出对应的生成算法BAGA,以及时有效地识别脆弱点;最后,给出脆弱点威胁度定义和计算模型,并以攻击者所获脆弱点权限为基准,将威胁度划分不同层次,以有效评估脆弱点的严重程度和目标系统整体安全性。实验结果表明,所提方法评估系统整体安全性以及脆弱点的严重程度是完全可行且有效的。     

基于节点博弈漏洞攻击图的网络风险分析方法

鉴于当前的漏洞风险分析方法未考虑攻防双方的相互制约关系,尝试将博弈论引入漏洞攻击图的节点分析过程,提出了基于节点博弈漏洞攻击图的风险分析模型RAMVAG。在此基础上,提出一种基于连通矩阵的漏洞风险分析算法VRAA。算法建立了攻击图的连通矩阵,在分析信息系统漏洞的自身风险和传播风险的基础上,对漏洞全局风险进行综合评价,评价结果能够帮助管理者确定网络系统的关键漏洞。实例分析证明了模型和算法的有效性。     

基于攻击图和安全度量的网络脆弱性评价

研究计算机网络安全领域的网络脆弱性评价,提出一种基于攻击图和安全度量的网络脆弱性评价方法。该方法对可能存在的网络攻击行为建模并构造攻击图,并以此为分析模型,借助风险评估技术确定安全度量的指标和计算方法,实现对网络脆弱性的评价。     

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...     

基于渗透图的网络弱点分析与研究

提出一种基于渗透图的网络弱点评估模型（EG_NVM）,从网络弱点采集、弱点关联分析出发,参考网络环境配置与拓扑结构、模拟渗透状态改变的过程,构建渗透图,通过对关键渗透序列的量化分析进行网络弱点评估。利用EG_NVM能够有效解决生成图“状态爆炸”的问题并直观显示各弱点相互潜在的关联关系。通过一个典型仿真环境,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于贪心策略的网络攻击图生成方法

网络攻击者总是希望更快地渗入网络内部,能够直接访问更加重要的主机,获得更高的主机访问权限。基于这一前提,分析各种网络攻击过程中的贪心策略,并建立相应的模型,应用这些贪心策略约束攻击图的生成过程。实验结果表明,生成的攻击图的规模明显减小,且没有丢失重要的网络攻击路径,同时改善了攻击图的可视化效果。     

一种基于攻击图的入侵响应方法

针对当前入侵响应工作中存在的不能充分考虑系统的收益,以及不能充分考虑攻击者策略变化因素等问题,提出了一种基于攻击图的入侵响应IRAG(intrusion response based on attack graph)模型.该模型较好地解决了攻击意图及策略变化的问题,并全面考虑了系统、攻击者的收益等因素.实验结果表明,IRAG模型有效地提高了响应的准确性和效果.     

一种基于攻击图的安全威胁识别和分析方法

业务系统安全管理需要网络攻击图来评估系统整体安全性或态势,同时又需要对那些可能严重危害系统安全的脆弱性利用威胁进行重点分析和优先处置.现有安全威胁识别和分析方法无法兼顾这两个方面,也无法处理脆弱性利用威胁分析过程中的不确定性问题.作者提出了一种安全威胁识别和分析方法.利用颜色Petri网(CPN)定义网络攻击图,并给出了网络攻击图生成NAGG算法,根据攻击模型分析结果生成网络攻击图;给出了基于CPN仿真的网络攻击图分解NAGD算法,可一次性分解出各脆弱性利用威胁对应的子攻击图,所述子攻击图不存在循环路径且最长攻击路径不超过预设值.并给出了一种脆弱性利用威胁度评估VETE算法,将子攻击图转换为不确定性推理规则集,采用D-S证据推理计算各子攻击图所对应安全威胁的威胁度,以确定安全威胁处置优先级.最后以一个典型Web应用系统为例,验证了所述安全威胁识别和分析方法的有效性.     

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.     

融合社交网络威胁的攻击图生成方法

针对现有攻击图生成和分析方法多数未考虑社交网络威胁的问题,提出一种基于知识图谱融合社交网络威胁的攻击图生成方法.根据攻击图的构建需求和收集的内网环境数据,设计融合社交网络威胁的网络安全本体模型和知识图谱,以实现对社交网络和物理网络数据的关联分析以及对攻击图输入信息的扩展,基于知识图谱采用广度优先搜索算法生成融合社交网络...