移动目标防御技术研究进展

易攻难守是当前网络安全面临的核心问题之一.移动目标防御为解决这一问题提供了一种全新思路,其核心思想是通过内部可管理的方式对被保护目标的攻击面实施持续性的动态变换以迷惑攻击者,从而增加攻击者实施成功攻击的代价和复杂度,降低其攻击成功的概率,提高系统弹性和安全性.首先对移动目标防御的基本概念加以介绍,并依据研究内容的不同对已有的研究成果进行分类;然后对每类成果加以描述、分析和总结;最后对当前研究现状进行总结,并对未来研究方向进行了展望.     

移动目标防御的攻击面动态转移技术研究综述

移动目标防御作为一种动态、主动的防御技术,能够通过不断转移攻击面,减少系统的静态性、同构性和确定性,以此挫败攻击者的攻击.随着网络攻击手段的不断发展和变化,深入研究移动目标防御对网络空间安全具有重要意义,而攻击面的动态转移技术作为移动目标防御领域的重点问题,一直受到研究人员的广泛关注.利用攻击面动态转移技术所具有的不确定性、动态性和随机性等优势,实现信息系统的动态防御,可以有效克服传统防御手段的确定性、静态性和同构性的不足.首先梳理了攻击面的基本概念,并具体阐释了攻击面以及攻击面转移的形式化定义;其次,分析了攻击面4个层次的动态转移技术——数据攻击面、软件攻击面、网络攻击面和平台攻击面,并对不同的动态转移技术进行分析和比较,分别指出它们的优点和缺陷;最后,还从多层次攻击面动态转移技术的融合、攻击面动态转移的综合评估方法、基于感知的攻击面动态转移方法、基于三方博弈模型的攻击面转移决策等方面讨论了未来移动目标防御中攻击面动态转移可能的研究方向.     

近红外动目标CCD成像跟踪系统

介绍了以电荷耦合面阵器件作为图像探测器的近红外动目标成像跟踪系统。在系统中采用了一些关键技术，从而使系统能够对近红外动目标高质量成像，并能进行有效准确的定位跟踪。     

冲击体制雷达动目标积累算法及其应用

为了对超宽带动目标进行有效检测,对其回波的特点进行了分析,在此基础上提出了新颖的基于峰值对匹配的积累算法;设计了一套由功率合成的全固态脉冲发射机、超宽带平面喇叭收发天线阵、正交解调采样接收机、主控计算机四大部分组成的冲击体制雷达目标探测系统,介绍了系统的工作原理;该算法应用于实际系统之中,目标回波在距离门中位置保持稳定,并在积累过程中保持原有的形状,幅度随累加次数增加而增大,这表明了该方法的有效性.     

MTDCD:一种对抗网络入侵的混合防御机制

移动目标防御和网络欺骗防御均是通过增加攻击者获取的信息的不确定性来保护己方系统和网络,该方法能够在一定程度上减缓网络入侵。然而,单一的移动目标防御技术无法阻止利用多元信息进行网络入侵的攻击者,同时,部署的诱饵节点可能会被攻击者识别和标记,降低了防御效能。因此,提出了融合移动目标防御和网络欺骗防御的混合防御机制MTDCD,并通过深入分析实际网络对抗,构建了网络入侵威胁模型,最后基于Urn模型建立了防御有效性评估模型,并从虚拟网络拓扑大小、诱饵节点的欺骗概率、IP地址随机化周期、IP地址转移概率等多个方面评估了所提混合防御机制MTDCD的防御效能,为后续防御策略设计提供了一定的参考和指导。     

弹道目标进动周期特征提取新方法

中段弹道目标识别一直是反导作战中的技术难点,而弹道目标微动产生的微多普勒信号为雷达识别弹头和诱饵提供了一种新的途径。针对弹道目标的进动特性,建立了锥体弹头的进动微多普勒模型,引入了时频重排平滑伪Wigner-
Ville分布（RSPWVD）对锥体弹头的微多普勒信号进行了提取,仿真比较了Wigner-Ville分布（WVD）、平滑伪Wigner-Ville分布（SPWVD）和RSPWVD的提取结果,证明了RSPWVD在提取弹道目标微多普勒信号中的优越性,提出了一种基于微多普勒时频图的弹道目标进动周期特征提取新方法。仿真结果表明该方法具有很好的估计精度和抗噪性。     

地面探测脉冲压缩雷达的动目标检测

介绍了基于脉冲压缩体制的地面探测雷达动目标检测的数字信号处理流程,阐述了动目标检测原理,讨论了雷达回波的函数表达式,并利用计算机进行了雷达回波仿真,在复杂的环境背景下顺利地完成了对动目标的检测。     

基于图像的动目标检测技术

本文研究了光流估计的基本算法，从运动分割的角度的提出了使用光流分割方案来解决复杂背景下的动目标检测问题。文中分析了标准光流估计的缺陷及其原因，并使用鲁棒性估计技术提高了光流估计算法的实用性。最后给出了动目标检测算法的仿真结果，表明利用图像的运动特征来实现目标检测是一种很有效的方法。     

面向动摄像机的高速运动目标检测

目的为解决动摄像机中高速运动目标检测复杂度高的问题,提出一种基于压缩视频运动矢量的高速运动目标检测新方法。方法该方法首先分析监控视频的码流格式和解码特点;然后从视频流中直接提取运动矢量;接着进行运动矢量规范化,并根据3σ准则提取场景的全局运动参数;最后通过对运动矢量统计特征的分析,实现面向动摄像机的高速运动目标快速检测。结果仿真实验表明,该方法在经典和自建数据库上目标提取效率较现有算法均有较大提高。结论本文方法充分利用了压缩视频数据中蕴含的运动信息,极大降低运动目标检测的复杂度,可以有效提取动摄像机成像画面中的高速运动目标,在经典和自建数据库上的目标提取效率较现有算法均有较大提高。     

基于双重地址跳变的移动目标防御方法

网络系统的确定性和静态性使得防御处在被动之中,移动目标防御作为一种改变攻守态势的防御理念被提出.针对嗅探和扫描攻击,文章提出一种基于双重地址跳变的移动目标防御方法——DAH.通过双重虚拟地址跳变频率分级,有效解决通信服务质量和跳变频率之间的矛盾,利用低频虚拟地址跳变保证网络可用性,利用高频虚拟地址跳变抵御嗅探攻击.通过...     

基于区块链的网络级移动目标防御系统设计

网络级移动目标防御技术是应对诸如泛洪攻击等攻击手段的有效方式.但现有网络级移动目标防御系统多采用单一静态中央控制器,这种集中式的管理架构易带来单点故障以及数据不可信等风险.针对上述问题,本文提出一种基于区块链的网络级移动目标防御方案,通过PoW共识机制实现中央控制器的动态切换,解决集中式中央控制器带来的单点故障问题并提...     

A Survey on the Moving Target Defense Strategies: An Architectural Perspective

Journal of Computer Science and Technology - As the complexity and the scale of networks continue to grow, the management of the network operations and security defense has become a challenging...     

基于微分博弈的移动目标防御最优策略

目前,针对移动目标防御最优策略研究大多采用经典单/多阶段博弈和Markov博弈模型,无法在连续实时网络攻防对抗中进行灵活决策.为实现实时选取最优移动目标防御策略,在研究节点级传染病模型与微分博弈理论的基础上,提出了一种移动目标防御微分博弈模型,对网络空间重要节点构造安全状态演化方程与攻防收益目标函数,并设计开环纳什均衡求解算法以得出最优防御策略.仿真结果表明,该方法可有效对网络攻击进行实时防御,并且可针对网络关键节点制定相应移动目标防御策略.     

基于Stackelberg-Markov非对等三方博弈模型的移动目标防御技术

易攻难守是当前网络安全面临的核心问题之一.移动目标防御技术对被保护系统的攻击面实施动态持续性变换,从而降低攻击者成功的概率.随着移动目标防御领域的研究进展,如何优化动态防御策略,实现成本和收益均衡的智能防御已经成为关键的研究点.移动目标防御的现有优化模型往往存在对目的性较强的实际攻守场景描述不当、无法预测参与者后续策略、缺乏对系统用户的考虑等问题.针对这些问题,本文创新性的将用户作为移动目标防御博弈中的第三方参与者,结合Stackelberg博弈和Markov模型来构建非对等三方博弈,以确定移动目标防御的最优策略.数学分析和仿真实验表明,本文提出的模型能够兼顾防御者和用户的成本和收益,避免过度的防御和不适宜的防御,有效的实现防御策略智能决策.     

基于平均任务失效时间和任务完成时间的移动目标防御技术效能量化分析

移动目标防御(MTD)通过不断的变换系统攻击面,增加系统的不确定性,限制攻击者探索系统的弱点,从而有效降低系统被攻击的可能.随着信息系统的发展和新漏洞的不断增加,且传统防御方法存在天然的时间劣势无法抵御新型攻击,MTD越来越受到关注.本文旨在量化分析MTD环境中关键任务的安全性和性能.本文使用攻击者攻击成功概率作为系统...     

基于IPv6网络的移动目标防御与访问控制融合防护方法

随着5G技术的兴起,当前已有许多工业互联网设备部署在5G网络中.然而,互联网充满着各种网络攻击,需要使用更新的安全防护技术对工业互联网的设备进行防护.因此,针对当前5G网络已大量使用互联网协议第6版(Internet Protocol version 6, IPv6)的现状,提出基于IPv6的移动目标防御与访问控制方法.首先,提出兼容IPv6互联网传输的随机地址生成机制、支持两端时差冗余的随机地址机制以及支持多线程的无锁随机IP地址选取机制,以辅助移动目标防御所需的随机IP地址生成,并致力于提升基于软件定义网络技术的移动目标处理器性能和稳定性.其次,提出通过移动目标处理器对原始数据包进行随机地址替换的方法,以实现随机地址在标准互联网中传输,随后结合访问控制技术,进而保护工业互联网设备不受外部设备干扰和攻击.最后,通过一系列实验证明提出的移动目标防御与访问控制技术对原始网络影响较小,并且安全性极高,具备实际落地应用的前提条件.     

基于软硬件多样性的主动防御技术

网络空间的攻击和防御呈现不对称性,防御往往处于被动地位。基于软硬件多样性的主动防御技术试图改变攻防的不对称性,是当今网络空间防御技术的研究热点之一。本文介绍了基于多样性的主动防御所利用的主要技术手段,分析了入侵容忍、移动目标防御和拟态防御三种主动防御框架下的系统实现,并对比分析了三种主动防御技术的防御效果和优缺点,最后展望了基于软硬件多样性的主动防御技术的发展方向。