基于時空維度分析的網絡安全態勢預測方法

李巧君

（河南工業職業技術學院計算機工程系 河南 473009）

0 引言

利用時空維度對網絡安全態勢進行預測，主要是結合評估網絡安全態勢的要素，通過時間維度對未來不同時段內安全態勢要素的集進行預測，從而通過空間維度對安全態勢要素的集給網絡安全態勢帶來的影響，進而掌握網絡的所處的安全態勢，為科學的防護提供決策。基于此，本人結合自身工作實踐，從加強網絡安全態勢預測的必要性入手，就如何利用時間維度加強網絡安全態勢的預測提出了幾點淺見。

1 分析加強網絡安全態勢預測的必要性

所謂網絡安全態勢，主要是網絡設備的運行情況、網絡用戶行為是否對網絡安全構成的威脅，換言之，就是網絡在運行中所處的安全情況。尤其是因特網的普及范圍不斷提升，網絡在我們工作和生活中的重要性已經凸顯出來，隨之而來的是大量的網絡安全問題困擾著廣大用戶，同時網絡入侵和攻擊的行為也正在朝著更加復雜性、間接性和規模化的發展，因而為了更好地采取措施，確保網絡環境的安全，就必須對網絡的安全態勢進行預測，才能對當前網絡安全態勢有一個基本的認識，從而采取有效的措施，切實加強安全網絡防護工作的開展。

2 分析如何利用時間維度加強網絡安全態勢的預測

通過上述分析，我們對加強網絡安全態勢預測的必要性有了一定的認識，那么為了更好地加強對其的預測，本文提出基于時空維度的方法對網絡態勢的安全預測進行分析。

2.1 網絡安全態勢要素的提取

網絡安全態勢受攻擊方、防護方、網絡環境三方面因素的影響，為了更好地對網絡安全態勢進行預測，就必須及時的提取網絡安全態勢要素，具體就是檢測和采集網絡環境中各種運行和攻防數據，并對所采集的數據規范化地進行處理，從而將預測網絡安全態勢所需的各種安全態勢要素集得出，并將其表示為六元組，即P、B、T、A、V、D，B代表資產集、P代表業務集、T代表拓撲結構、A代表攻擊序列集、V代表脆弱性、D代表防護策略。

2.2 從時間維度預測和分析網絡安全態勢

在提取網絡安全態勢要素的基礎上，應利用所提取的要素集，為預測安全態勢提供基礎性的數據，并隨著時間的變化，對網絡安全態勢的要素集在網絡攻防環境中的情況進行預測，并通過實際的網絡攻防環境將其驗證并應用，從而為網絡安全態勢從時間維度上的預測效果提升奠定堅實的基礎，并為下一次的安全要素及時間維度的預測和分析明確目標，提高其精準性。在實際預測過程中，由于攻擊序列進而脆弱性的變化較為頻繁，所以安全管理員往往難以對其進行有效的控制，而其他四類網絡安全態勢要素則可控，所以就必須利用時間維度分析算法對其安全態勢進行預測，所以，這四類網絡安全態勢能為安全管理人員提供精準的變化信息，加上其運行相對穩定，變化的周期較長，所以在短時期內所也測的安全要素集相同，因此，安全管理人員應及時的將其集合分析，結合影響因素和實際運行環境，可能帶來的各種變化，對未來網絡的安全態勢要素集進行確定。

上述四類網絡安全態勢的影響因素較多，資產集的影響因素主要有位置的變化、數量、重要性度等；而業務集的影響因素主要有數的變化、使用頻率的業務流程等，而拓撲結構的影響因素主要有變化的節點數、連接關系等；防護策略的影響因素主要有數的變化，訪問控制規則的安全配置等。因此，這些因素將對其帶來變化，而其變化就會對未來網絡的安全態勢帶來影響。例如，當拓撲結構發生改變后，就可能將以前不可能或可能攻擊的路基改成變可能或不可能攻擊，而這就會對整體網絡安全態勢帶來影響，所以應通過時間維度對上述四類網絡安全態勢要素進行分析，才能更好地掌握未來預測時段內的網絡安全態勢。在實際預測中，首先就應以權限分類的脆弱性為載體進行預測和計算，并在此基礎上以未來網絡態勢要素的攻擊序列為載體進行預算和預測。才能能更好的確保所預測的空間態勢值的精準性，進而為從空間維護預測和分析網絡的安全態勢奠定堅實的基礎。

2.3 從空間維度預測和分析網絡安全態勢

在從時間維度預測和分析網絡安全態勢的基礎上，采取空間數據發掘理論，對各網絡安全態勢要素間的影響關系進行分析，從而對該段時間內的安全態勢有一個全面的認識。而空間數據發掘理論，主要是對實體拓撲結構的研究，用于實體的地理位置和幾何形狀等空間特點的分析的一種理論和方法，其最初在GIS系統、交通控制、處理醫學圖像、環境保護等方面的應用，但由于網絡數據同樣具有空點特點而逐漸在網絡安全領域中引用。例如蔣鴻玲（2013）在《基于流量的僵尸網絡檢測方法研究》中提出基于流量穩定性和相似性、DNS流量可視化、流量關聯聯系、云協同環境等方法檢測僵尸網絡，均是基于網絡數據的控制特質而提出。但是利用空間維度預測和分析網絡安全態勢，就必須確保所選取的時間段與時間維度預測和分析的時間段相同，并將其安全態勢值算出，但是在預測過程中，應充分意識到安全態勢的預測受到其特點的影響，這是因為在對節點計算安全態勢值時，不僅要受到節點自身的安全態勢所帶來的影響，而且還會受到周邊節點的安全態勢要素對其的影響，加上時間維度所預測的安全態勢值的精準性不足，就會對空間維度預測的安全態勢值的精準度帶來影響。因而在實際預測工作中，應采取以空間數據發掘理論為載體，對其安全態勢從空間維度進行預測和計算的方法，才能定量的對安全態勢要素的關系進行分析，從而在結合時間維度預測和分析的前提下得出其最終的安全態勢值。

2.4 預測過程中需要注意的幾點問題

由于在網絡安全態勢預測過程中容易受到網絡安全態勢要素值提取的影響，導致所提取的網絡安全態勢要素值的精準性有待進一步提升，從而對網絡安全態勢的預測結果帶來較大的影響，加上采取脆弱性的預測算法時采取分類的方式進行預測，因而脆弱性出現的隨機性較強，所以必須想方設法提高其預測的精準性，且隨著未來網絡環境的不斷復雜，網絡安全態勢的預測將變得更加困，所以必須緊密結合實際，切實加強對其的預測，才能更好地適應網絡安全發展的需要。

3 結語

綜上所述，以時空維護對網絡安全態勢進行預測是確保網絡安全管理工作高效開展的必要性措施，因而作為新時期背景下的網絡安全管理人員，必須緊密結合時代發展的需要，致力于自身專業技術水平的提升，充分意識到加強網絡安全態勢預測的必要性，并從時間和空間兩個維度對網絡安全態勢進行預測和分析，才能更好地掌握網絡安全所處的狀態，從而針對所處的狀態，采取針對性的措施，切實加強網絡安全的調整，才能更好地適應未來網絡安全的需要，并為此而不懈地努力。

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