神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)中的應(yīng)用研究

◆劉建友

(廣東理工學(xué)院 廣東 526100)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)中的應(yīng)用研究

◆劉建友

(廣東理工學(xué)院 廣東 526100)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)在生活中的應(yīng)用也越來越廣泛。在為人們生活帶來便利的同時(shí)，也會(huì)帶來某些方面的問題。由于多方面原因，計(jì)算機(jī)在使用過程中，如果未能采取有效的防范措施，就可能會(huì)對其安全性造成一定影響，需要用戶在使用過程中注意。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展過程中其應(yīng)用范圍越來廣泛，將其應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)工作中，能夠發(fā)揮巨大作用，從而為計(jì)算機(jī)更好的服務(wù)于人類社會(huì)提供保障。本文就神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)中的應(yīng)用研究作簡要闡述。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全；應(yīng)用研究

0 引言

以計(jì)算機(jī)代表的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。方便人們生活的同時(shí)，也提升了工作效率。但是同時(shí)，技術(shù)進(jìn)步也帶來了負(fù)面問題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全受到嚴(yán)重威脅。在解決計(jì)算機(jī)安全問題研究的過程中，引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而使得計(jì)算機(jī)安全工作有了更加可靠的保障。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

所謂的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全是指利用技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)管理及控制措施，確保計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，所使用的數(shù)據(jù)的完整性，保密性，可使用性能夠得到保護(hù)。不會(huì)由于相關(guān)方面原因受到影響，從而對使用數(shù)據(jù)的人造成損失或者是其它后果。計(jì)算機(jī)安全包括了多個(gè)方面內(nèi)容，通常來說將其分為邏輯安全，物理安全。前者主要是指數(shù)據(jù)保密性，完整性，及可用性。而物理安全則包括了通過物理措施對計(jì)算機(jī)進(jìn)行保護(hù)，避免系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備破壞或者是丟失。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全包括了對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行管理與控制的軟件，組網(wǎng)所需要的硬件。同時(shí)也包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，共享資源。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全體現(xiàn)在五個(gè)方面，分別是完整性，保密性，可審查性，可用性，可控性等。鑒于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的自由性，國際性，開放性。網(wǎng)絡(luò)容易受到攻擊。而攻擊則可以來自各個(gè)方面，比如對硬件進(jìn)行攻擊，利用軟件進(jìn)行攻擊，利用通信線路進(jìn)行攻擊，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議攻擊等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)極大方便了人們生活，但是同時(shí)也面臨著多方面挑戰(zhàn)。對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊可以是本地用戶，也可以是其它地區(qū)用戶。而對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，大部分都沒有技術(shù)方面的限制，用戶可以自由的獲得與發(fā)布信息等。

為了有效應(yīng)對計(jì)算機(jī)快速發(fā)展而帶來的風(fēng)險(xiǎn)，在上個(gè)世紀(jì)提出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)想，并在此后的時(shí)間里對其開展實(shí)驗(yàn)。取得了重要成果。將大量簡單的神經(jīng)元連接在一起，從而形成更加復(fù)雜的神經(jīng)結(jié)構(gòu)。而神經(jīng)結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系則形成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理能力十分強(qiáng)大，可以儲存與處理分布，并且具備了學(xué)習(xí)能力與包容性。對于非常復(fù)雜的非線性關(guān)系也能夠處理，是一個(gè)不斷成長的系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息進(jìn)行處理主要是利用了自身各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，通過對其進(jìn)行調(diào)節(jié)來完成工作。信息處理方式模仿的是人的大腦活動(dòng)，其針對性與靈活性非常強(qiáng)。在解決問題的過程中可以進(jìn)行自動(dòng)分析，并對自身的資料庫信息進(jìn)行優(yōu)化，從而找出最優(yōu)的解決問題方案。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人類在智能化方面取得的重要進(jìn)步，隨著技術(shù)發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也將更加的成熟。

2 安全評價(jià)

2.1 安全評價(jià)的目的

從設(shè)計(jì)，制造，運(yùn)行的過程考慮安全技術(shù)與管理問題，并在這一過程中找出潛在威脅因素。對事故進(jìn)行定量或者是定性預(yù)測，在此基礎(chǔ)上找出最佳的解決方案。促進(jìn)安全和管理工作系統(tǒng)化，實(shí)現(xiàn)管理與技術(shù)科學(xué)化與標(biāo)準(zhǔn)化。安全評價(jià)工作的開展利于監(jiān)管部門進(jìn)宏觀調(diào)控，對于企業(yè)而言，則可以提升其管理工作水平，將事故從事后處理變?yōu)槭虑斑M(jìn)行預(yù)防，將管理工作從單一方面變?yōu)槿娴南到y(tǒng)性管理，改變以往憑借經(jīng)驗(yàn)開展工作的局面。企業(yè)或者是管理部門應(yīng)對災(zāi)害的能力能夠得到有效的提升。

2.2 安全評價(jià)的方法

依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以將安全評價(jià)分為不同的類別。依據(jù)系統(tǒng)對象進(jìn)行劃分，可以將其分為事先評價(jià)，中間評價(jià)，事后評價(jià)，跟蹤評價(jià)。依據(jù)評價(jià)的性質(zhì)進(jìn)行劃分，則可以將對固有風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，對安全管理工作狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)?，F(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性進(jìn)行評價(jià)。依據(jù)評價(jià)工作的內(nèi)容可以將其分為設(shè)計(jì)評價(jià)，安全管理工作評價(jià)，生產(chǎn)設(shè)備的可靠性評價(jià)，行為安全性評價(jià)，有害與危險(xiǎn)因素評價(jià)。依據(jù)評價(jià)對象可以將其分為勞動(dòng)衛(wèi)生與安全兩個(gè)方面。依據(jù)評價(jià)方法所表現(xiàn)出來的特征進(jìn)行劃分，則可以分為定量，定性，綜合評價(jià)三個(gè)方面。

3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)工作體系

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)工作是網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)工作開展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，只有知道并且到可能存在的隱患，才能合理的制定措施，從而進(jìn)行科學(xué)防治。而隱患通常都具有一定偶然性，并且具有隱蔽性，不容易被發(fā)現(xiàn)。而評價(jià)工作則是其存在的可能性進(jìn)行評價(jià)，依據(jù)其帶來的后果嚴(yán)重程度與風(fēng)險(xiǎn)實(shí)質(zhì)化的可能性大小，采取相應(yīng)方法對其進(jìn)行監(jiān)控或者是消除。以此來確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全與穩(wěn)定。評價(jià)方法在發(fā)展過程中評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在不斷完善，方法也在不斷豐富。評價(jià)體系建立需要遵循一定原則，從而才能夠確保體系在應(yīng)用的過程中其有效性。

評價(jià)體系需要遵循的原則有準(zhǔn)確性，評價(jià)工作要能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)環(huán)境中所隱藏的安全因素進(jìn)行準(zhǔn)確的識別，這是評價(jià)工作最基礎(chǔ)的，同時(shí)也是為后期工作開展提供一定保障。評價(jià)的準(zhǔn)確性則直接影響到了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全維護(hù)工作質(zhì)量。其次則是獨(dú)立性，評價(jià)工作開展需要一定的標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)。指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)置的過程中需要保持獨(dú)立，內(nèi)容上不應(yīng)該存在重疊，以此避免指標(biāo)之間相互影響。再者是簡單易操作，在準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，盡量使工作過程簡化，以此來確保工作開展的效率。全面性，評價(jià)工作所涉及到的內(nèi)容應(yīng)全面，包含了網(wǎng)絡(luò)安全各個(gè)方面，并且能夠從整體上反映出系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。最后一點(diǎn)則是可行性。尤其是在指標(biāo)選取時(shí)，既要考慮到全面性與簡潔性，同時(shí)也需要考慮到指標(biāo)在操作過程中的可行性。如果在實(shí)際工作各，指標(biāo)無法被執(zhí)行，就不存在實(shí)際意義。

依據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的狀況，可以將其分為不同的等級。安全，存有風(fēng)險(xiǎn)，危險(xiǎn)，十分危險(xiǎn)。對于不同的級別為了有更加直觀的感受可以用不同的色彩進(jìn)行標(biāo)表示。比如安全可以用綠色來表示，而十分危險(xiǎn)就用紅色來表示。在顏色使用方面不能夠完全依據(jù)個(gè)人喜好，還需要結(jié)合到一些通用性規(guī)定，比如綠色代表是安全與健康，而黃色則是一種警告色。工作人員在得到警示信息后，就能依據(jù)其提示內(nèi)容有針對性的開展工作。

體系在建立過程中需要考慮到指標(biāo)取值與標(biāo)準(zhǔn)化問題，鑒于體系中所有的指標(biāo)其評價(jià)因素是存在差異的，指標(biāo)在取值與標(biāo)準(zhǔn)上也應(yīng)該有所差異。評價(jià)方式主要是定量與定性兩種。而兩種方式的側(cè)重點(diǎn)也不同，因此在實(shí)際工作中，往往需要將二者結(jié)合到一起，從而對網(wǎng)絡(luò)安全內(nèi)容進(jìn)行更加全面的反映。對于定量指標(biāo)在選擇時(shí)要與實(shí)際情況結(jié)合，避免在評價(jià)指標(biāo)方面出現(xiàn)趨同性。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理過程中需要對取值范圍作限定。對于定性標(biāo)準(zhǔn)，較為常用的方式是專家打分，而定性指標(biāo)也需要對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)模型構(gòu)建。安全評價(jià)中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)依靠的是從該算法的信號傳播角度對其傳播的方向進(jìn)行判斷。信息在經(jīng)過了輸入層之外在隱匿層的傳導(dǎo)作用下，傳輸過程中對數(shù)據(jù)進(jìn)行分層整理。只有確保信息的安全性之后才會(huì)從輸出層流出。

在輸入層設(shè)計(jì)工作方面。評價(jià)指標(biāo)數(shù)量要與神經(jīng)元的節(jié)點(diǎn)數(shù)量相吻合。也可以將其理解為一級體系指標(biāo)中含有多少二級指標(biāo)，那么在模型輸入層設(shè)計(jì)時(shí)，就需要設(shè)置相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。隱含層設(shè)計(jì)工作方面，大部分的BP采用的都是單隱含層。而網(wǎng)絡(luò)性能則會(huì)受到節(jié)點(diǎn)數(shù)量影響，因此有必要予以重視。在設(shè)計(jì)的過程雖發(fā)、如果選擇節(jié)點(diǎn)較少，會(huì)對容錯(cuò)性與非線性映射造成一定影響。而節(jié)點(diǎn)數(shù)量如果過多。學(xué)習(xí)時(shí)間就會(huì)增加，而學(xué)習(xí)誤差出現(xiàn)的概率也會(huì)增加。最終會(huì)對學(xué)習(xí)效果造成影響。由此在節(jié)點(diǎn)選擇時(shí)，需要掌握好度。

輸出層設(shè)計(jì)工作。輸入層設(shè)計(jì)反映的是網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)結(jié)果，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，其輸出的不同結(jié)果表示了不同的內(nèi)容。對于模型設(shè)計(jì)工作而言，設(shè)計(jì)只是前期工作，在設(shè)計(jì)工作完成后，需要對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，以此來確保模型的應(yīng)用效能。驗(yàn)證工作可以選擇其中某一組數(shù)據(jù)作為樣本。如果評價(jià)結(jié)果下期望值是一致的，則證明所建立的模型是有效并且可行的，可以應(yīng)用于工作中。

4 計(jì)算機(jī)安全評價(jià)工作的原理及應(yīng)用

考慮到計(jì)算機(jī)自身的復(fù)雜性，影響其安全與安全等級的因素是多方面的。評價(jià)體系的完整性與合理性需要得到保證。通過一定的方法確定不同指標(biāo)在系統(tǒng)中所占的比重。

由于各個(gè)指標(biāo)之一存在差異性，為了便于比較工作開展，需要對其進(jìn)行歸一化處理。通常情況下定性指標(biāo)利用專家打分方法就可以進(jìn)歸一。而定量指標(biāo)則需要依據(jù)一定計(jì)算方法。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍十分廣泛，在算法方面其利用的是梯度下降，對于誤差能夠進(jìn)行反向計(jì)算。通過對網(wǎng)絡(luò)閉閾值進(jìn)行不斷調(diào)整，以此來減少計(jì)算工作誤差。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在計(jì)算方面非常簡單，而其線性逼近能力則非常的強(qiáng)大。該方法存在的不足之處陷入局部極值，對收斂效果造成一定影響。除此之外其全局能力也不強(qiáng)。由于是反向的傳播算法，收斂速度非常慢。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在信息傳播的過程中能夠?qū)Ψ欠ㄐ畔⑦M(jìn)行過濾，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中信息傳遞是雙向的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用，則可以對輸入與輸出信息進(jìn)行起到過濾作用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三個(gè)部分都能哆發(fā)揮作用。而其中起到關(guān)鍵作用的是隱含層。信息在輸入后要先經(jīng)過隱含層，經(jīng)過處理之后才進(jìn)入到下一環(huán)節(jié)。如果在傳遞過程中發(fā)現(xiàn)信息存在某些異常，則可以將其返回上一層，重復(fù)之前的處理過程，確認(rèn)不存在問題之后才會(huì)輸出。由此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用為人們提供了一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

但是網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)的不足之處則在于其中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題后，整體系統(tǒng)都會(huì)做出反應(yīng)，信息處理精度會(huì)受到一定影響。某些較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的速率會(huì)非常慢。在信息增加的過程中，內(nèi)部存儲壓力則會(huì)增加。

5 結(jié)束語

將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)工作中，對于傳統(tǒng)評價(jià)工作的不確定性與主觀性都能夠在一定程度上予以避免。而評價(jià)工作的結(jié)果則能夠更加真實(shí)。為計(jì)算機(jī)安全管理工作提供一定的保障。雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用帶來了極大好處，同時(shí)也需要認(rèn)識到其存在的不足之處，在應(yīng)用的過程中不斷完善，從而更好的為工作服務(wù)。

[1]武仁杰.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)仿真，2011.

[2]李忠武，陳麗清.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014.

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[4]孫琛，謝靜宇.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)中的應(yīng)用研究[J].電子制作，2015.

[5]祁宏偉；白海艷.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價(jià)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016.

廣東理工學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)方向）重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)。