基于攻防博弈的网络安全态势感知研究

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2、１０订笞辩时间：２０１６年６月１日席舞軒言丑若泽常嗔嗟；产：驻；：取蠻批這在皮鮮＊Ｉ早＇‘幹巧巧早為心谋；．義？’．．：，４巧产與巧挺Ｊ，罵若若＇？‘Ｉ■．。＇－．■＾：：始Ｖ父萬於巧苗曲阜师范大学研巧生学位论文独创性声明＂＂＂＂（根据学位论文类型相应地在ｎ划Ｖ）本人郑重声明／：此处所提交的博壬〇硕±口论文《基于攻防博弈的网络安全态势感知研究》，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学攻读博±口／硕±回学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中

3、除注明部分外不包含他人己经发表或撰写的研巧成果。对本文的研究工作做出重耍贡献的个人和集体。本声明的法律结果将完全由本人承担。，均已在文中明确的方式注明作者签名：約日期：兴，／．＞，多〇曲阜师范大学研究生学位论＂文＂使＂用＂授权书（根据学位论义类型相应地巧□划Ｖ）《基于攻防博弈的网络安全态势感知研究》系本人在曲阜师范大学攻读博±口／硕±口学位期间，在导师指导下完成的博ｉｎ／硕±＾学位论文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研巧内容不得其他单位的名义发表

4、。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被査阅和借公阅开。发本人授权曲阜师范大学，可采用影印或其他复制手段保存论文，可Ｗ表论文的全部或部分内容。，作者签名：约弯；＾曰期：导师签名：日期：摘要摘要互联网的飞速发展给人们的生活带来巨大的便利，网络环境随之不断恶化，使网络安全问题日益突出。传统的网络安全技术已无法满足人们对安全方面的需求，急需一种新技术感知网络系统面临的安全状况及发展趋势，在网络发生严重

5、威胁时能及时处理。网络安全态势感知（NetworkSecuritySituationAwareness,NSSA）技术对于入侵检测、攻击定位、预测网络安全的发展趋势及提高网络的安全性具有非常重要的意义，逐渐成为网络安全领域的研究热点。网络安全是“攻击方”和“防御方”彼此之间不断影响、抗衡的过程，是一种双人博弈问题，因而本文把博弈论思想运用到网络安全的攻击和防御之中。本研究结合网络结构的特性，提出基于攻防博弈的NSSA框架，其主要的研究内容有以下几点：（1）针对传统网络安全技术存在的问题，在传统网络

6、安全态势感知及博弈理论的基础上，综合考虑其态势感知的正确性、有效性等因素，提出一种基于博弈论的NSSA框架。该框架自底向上分为网络环境、态势指标提取及量化、态势评估博弈分析、态势可视化和资源管理过程控制及优化等几个层面，主要对态势要素、态势评估博弈分析进行详细的阐述，为后续网络安全态势感知的研究奠定基础。（2）网络安全态势指标的获取需要遵循特定的规则和构建思想，从服务、主机、网络三个层面出发构建一个层次化的网络安全态势指标体系（HierarchicalNetworkSecuritySituatio

7、nIndexSystem,HNSSIS）。针对传统层次分析法中指标量化主观性较强的缺点，HNSSIS采用改进的模糊层次分析法对态势要素进行量化。通过实验，说明了HNSSIS能有效、合理的反映网络安全状态，为下一步攻防双方的态势评估提供有效依据。（3）针对传统的网络安全感知方法仅从单一角度对网络进行感知的问题，提出一种两角色、非合作的攻防博弈模型，定义攻防双方的收益函数。基于此模型设计了相应的防御策略搜索算法，为实时、科学、直观的反映网络攻防双方的安全态势提供了新的方法。分析网络攻防双方的收益，寻找

8、双方的均衡点，搜索防御方的最佳防护措施。通过实验获得整个网络的安全状况，验证了该策略搜索算法的可行性及有效性，对以后研究新的模型和算法具有一定的借鉴意义。关键词：网络安全态势感知，攻击和防御，博弈论，模糊层次分析法IAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofInternet,people’slivesbecomemoreconvenient.However,thedeterioratingnetworkenvironmentmakesnetw