復雜攻擊系統(tǒng)建模及其在網絡安全中的應用
本文關鍵詞:復雜攻擊系統(tǒng)建模及其在網絡安全中的應用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:網絡安全是我國網絡強國發(fā)展戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。如何從不確定的,既存在沖突又有支持關系的安全信息中做出決策,對網絡安全管理非常關鍵。本文正是圍繞能處理這些復雜信息的攻擊系統(tǒng)建模展開,重點研究其接受語義,并應用于安全決策、安全加固等問題中,主要工作包括:(1)給出了聚合接受語義和松弛擴展語義,用于解決決策問題。用可滿足度理論給出了攻擊強度和支持強度的定義,并利用聚合函數定義了這兩個接受語義;诜种嗡枷,提出了用于計算可滿足度的命題矩陣搜索算法和子句分治算法。通過將攻擊系統(tǒng)應用于安全決策,計算其接受語義,可得到策略的部分或者完全排序,為安全管理者提供決策支持。(2)提出了接受語義不確定性計算結構。通過將攻擊系統(tǒng)視為Kripke結構,在其上定義模態(tài)邏輯來刻畫接受語義,并用可能性測度給出語義不確定性表達。與概率、模糊和權重方法相比,該結構具有更精確的不確定性表達,并對接受語義給出量化區(qū)分。(3)設計了對漏洞評級的SVRA系統(tǒng)。經卡方分析發(fā)現CVSS v2基本度量組之間存在相關性,使其對某些漏洞不能很好地區(qū)分。SVRA用基本度量在漏洞庫的頻率代替其在CVSS中的經驗值,計算漏洞利用率子得分和影響子得分,漏洞的SVRA得分是兩者的加權平均。用實際的漏洞數據作實證分析,得到SVRA比CVSS v2具有數據多樣性,在某些漏洞上有更好的區(qū)分度。(4)給出了網絡安全風險計算方法和網絡安全加固算法;诼┒碨VRA得分,利用貝葉斯攻擊圖進行安全風險計算,使管理者掌握網絡健康狀況,并據此采取相應的防護措施。對此,給出了無約束加固和有代價約束加固問題算法,并用可滿足度將其歸結為邏輯優(yōu)化問題。與已有的算法比較和實驗仿真分析驗證了算法的有效性,算法為實際安全加固提一種成效分析。
【關鍵詞】:可滿足度 攻擊系統(tǒng) 接受語義 安全加固 安全決策
【學位授予單位】:清華大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TP393.08
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 主要符號對照表8-9
- 第1章 緒論9-18
- 1.1 研究背景9-12
- 1.2 研究現狀12-13
- 1.3 研究思路13-15
- 1.4 論文貢獻和創(chuàng)新點15-17
- 1.5 論文結構17-18
- 第2章 可滿足度算法18-40
- 2.1 本章引論18
- 2.2 基礎知識18-22
- 2.2.1 可滿足度19-21
- 2.2.2 條件可滿足度21-22
- 2.3 研究現狀22-23
- 2.4 命題矩陣搜索算法23-29
- 2.4.1 命題矩陣24
- 2.4.2 化簡規(guī)則24-26
- 2.4.3 算法及復雜度分析26-29
- 2.5 子句分治算法29-35
- 2.5.1 劃分定理30-31
- 2.5.2 獨立公式對31-33
- 2.5.3 算法及復雜度分析33-35
- 2.6 算法比較35-36
- 2.7 實驗結果36-39
- 2.7.1 固定子句數36-37
- 2.7.2 固定命題數37-38
- 2.7.3 大公式計算38-39
- 2.8 本章小結39-40
- 第3章 復雜攻擊系統(tǒng)建模40-63
- 3.1 本章引論40-41
- 3.2 基礎知識41-44
- 3.2.1 抽象攻擊系統(tǒng)41-43
- 3.2.2 邏輯攻擊系統(tǒng)43-44
- 3.3 攻擊強度44-47
- 3.4 復雜攻擊系統(tǒng)47-54
- 3.4.1 聚合接受語義48-53
- 3.4.2 松弛擴展53-54
- 3.5 語義不確定性54-62
- 3.5.1 路徑55-56
- 3.5.2 可能性測度56-58
- 3.5.3 模態(tài)邏輯58-60
- 3.5.4 基于K~A的攻擊語義60-62
- 3.6 本章小結62-63
- 第4章 網絡安全風險管理63-101
- 4.1 本章引論63-64
- 4.2 軟件漏洞評分系統(tǒng)64-77
- 4.2.1 CVSS v2缺陷66-68
- 4.2.2 基本度量組頻率68-70
- 4.2.3 利用率子得分E(v, t)70-72
- 4.2.4 影響子得分I(v, t)72-74
- 4.2.5 嚴重程度得分B(v, t)74-76
- 4.2.6 實驗分析比較76-77
- 4.3 邏輯攻擊圖77-82
- 4.4 網絡安全加固82-98
- 4.4.1 研究動機82-83
- 4.4.2 優(yōu)化模型83-86
- 4.4.3 加固算法86-87
- 4.4.4 UHP算法87-90
- 4.4.5 CHP算法90-92
- 4.4.6 復雜度分析92-94
- 4.4.7 實驗結果94-98
- 4.5 安全配置98-100
- 4.6 小結100-101
- 第5章 總結與展望101-104
- 5.1 論文總結101-103
- 5.2 工作展望103-104
- 參考文獻104-109
- 致謝109-111
- 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果111-112
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