【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷深入與發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的安全威脅,特別是針對(duì)黨政機(jī)關(guān)、軍隊(duì)、企事業(yè)單位等涉密單位。因此,設(shè)置不同安全等級(jí)網(wǎng)絡(luò)之間的可靠隔離,并確保信息的安全交換就顯得尤為重要。我國(guó)在不同安全等級(jí)網(wǎng)絡(luò)之間的隔離和數(shù)據(jù)交換的迫切需求下,催生出了多樣化的跨網(wǎng)隔離系統(tǒng)(Network Isolation System,NIS)產(chǎn)品。然而,目前這些產(chǎn)品都是根據(jù)各個(gè)研發(fā)單位的應(yīng)用需求和安全策略設(shè)計(jì)的,沒(méi)有通用且安全的設(shè)計(jì)策略,同時(shí),也沒(méi)有用來(lái)量化或?qū)Ρ炔煌琋IS產(chǎn)品之間安全性和性能的方法。針對(duì)上述問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了一種通用且安全的跨網(wǎng)隔離系統(tǒng)功能樹(shù)(Network Isolation System’s Function Tree,NISFT)模型,并對(duì)模型的安全性及通用性分別進(jìn)行了證明和驗(yàn)證。其次,提出了一種基于主客觀綜合賦權(quán)法的NISFT模型的評(píng)估方法。最后,基于Matlab設(shè)計(jì)了NISFT模型及其評(píng)估系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)NIS安全性和性能的評(píng)估。本文的主要工作如下:(1)提出一種通用且安全的NISFT模型。由于圖靈機(jī)在模型建立、復(fù)雜問(wèn)題分析及證明方面的廣泛應(yīng)用和良好的表現(xiàn),本文提出了基于圖靈機(jī)的NIS的定義。然后基于提出的定義以及相關(guān)的密碼學(xué)協(xié)議,將NIS中每個(gè)功能表示為功能組件,并最終以功能樹(shù)的形式構(gòu)建了NISFT模型。(2)NISFT模型的安全性證明和通用性驗(yàn)證。為實(shí)現(xiàn)安全性的證明,引入了涉密信息系統(tǒng)中安全的數(shù)據(jù)交換的定義。首先,用數(shù)學(xué)語(yǔ)言形式化定義了涉密信息系統(tǒng),然后,從中提取并定義了安全的數(shù)據(jù)交換所具備的條件。其次,通過(guò)數(shù)學(xué)證明,證明了提出的NIS定義的安全性,然后,驗(yàn)證了提出的NISFT模型滿(mǎn)足上述NIS的定義。最后,用目前已有的NIS產(chǎn)品對(duì)NISFT模型的通用性進(jìn)行了驗(yàn)證。(3)提出基于主客觀綜合賦權(quán)法的NISFT模型的評(píng)估方法,包括安全性評(píng)估和性能評(píng)估方法。首先對(duì)NISFT模型進(jìn)行模塊化劃分,然后結(jié)合NISFT模型、NIS特性、密碼學(xué)協(xié)議以及主客觀綜合賦權(quán)法,分別設(shè)計(jì)了NISFT模型中每個(gè)模塊和整體的安全性和性能的評(píng)估方法。(4)通過(guò)Matlab設(shè)計(jì)NISFT模型及其評(píng)估系統(tǒng)。首先基于國(guó)標(biāo)GB/T20279-2015、涉密信息系統(tǒng)的安全要求以及密碼學(xué)協(xié)議等提出了NISFT中各功能組件的安全性和性能評(píng)估指標(biāo)。然后根據(jù)NISFT模型及其評(píng)估方法,用Matlab實(shí)現(xiàn)對(duì)NIS安全性和性能的評(píng)估。
【圖文】：

填寫(xiě)效率 該評(píng)估系統(tǒng)設(shè)置了安全性為高 中 低的三種默認(rèn)值，前 NIS 的高安全性 一般安全性以及較低安全性的默認(rèn)指標(biāo)，如圖擇完畢后進(jìn)入系統(tǒng)主界面 統(tǒng)的主界面主要分為兩個(gè)模塊，分別是輸入模塊和評(píng)估結(jié)果輸出模用 NISFT 模型的功能樹(shù)表示，該功能樹(shù)是根據(jù)第三章中的功能樹(shù)進(jìn)圖 5-2 所示的上半部分 功能樹(shù)展示的是 NIS 的三個(gè)階段，即發(fā)送收三個(gè)階段，每個(gè)階段由許多的功能組件構(gòu)成，其中發(fā)送和接收階同，都包括了安全審計(jì) 惡意代碼檢測(cè) 密鑰分發(fā) 身份認(rèn)證 審 消息認(rèn)證 加密，其中，，安全審計(jì)貫穿了整個(gè)發(fā)送階段和接收階能組件并行執(zhí)行 在功能樹(shù)中我們將屬于同一縱坐標(biāo)的功能組件表時(shí)執(zhí)行的并行的功能組件，例如，審批與權(quán)限認(rèn)證 傳輸階段為單組件 每個(gè)功能組件表示一個(gè)執(zhí)行過(guò)程，用戶(hù)通過(guò)對(duì)所有功能組件寫(xiě)才能得出評(píng)估結(jié)果 功能樹(shù)中的功能組件為比較完備且較冗余的是實(shí)際的 NIS 不一定會(huì)與功能樹(shù)中的組件完全相同，可能缺少部分此用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際情況，刪除某些沒(méi)有的功能組件

第五章 評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中不同側(cè)重點(diǎn)的安全性評(píng)估，安全性總得分是指綜合考慮上述 5 個(gè)不同側(cè)重的安全性評(píng)估得分的整個(gè) NIS 的總得分 性能評(píng)估包括 5 個(gè)評(píng)估得分，分別是效率 經(jīng)濟(jì)性?xún)r(jià)比 效率性?xún)r(jià)比 抗攻擊魯棒性 防御魯棒性 其中，效率考慮了每個(gè)功能組件的真實(shí)運(yùn)行時(shí)間以及該功能模塊在目前行業(yè)內(nèi)的最快運(yùn)行時(shí)間和最低標(biāo)準(zhǔn)綜合考慮進(jìn)行評(píng)估 經(jīng)濟(jì)性?xún)r(jià)比是指安全性在經(jīng)濟(jì)方面的性?xún)r(jià)比，效率性?xún)r(jià)比是指安全性在速度方面的性?xún)r(jià)比 抗攻擊魯棒性是假設(shè)部分功能組件無(wú)法正常工作的情況下的安全性，考慮在每一個(gè)功能組件等概率完全損壞掉的情況下的安全性情況 防御魯棒性是考慮在提高安全參數(shù)的情況下的魯棒性 最后根據(jù)安全性和性能的結(jié)果，得出系統(tǒng)的綜合得分 具體的計(jì)算過(guò)程將在下一小節(jié)進(jìn)行介紹
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.08

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