人工智能技術在網絡空間安全防御中的應用分析

潘梁靜

(商丘職業技術學院，河南 商丘 476100)

人工智能技術在網絡空間安全防御中的應用分析

潘梁靜

(商丘職業技術學院，河南 商丘 476100)

在對網絡態勢信息進行及時處理的基礎上，對具有動態演化性特征的網絡攻擊問題進行有效應對是網絡空間安全防御機制所面對的主要問題.人工智能技術的應用，可以讓這一體系的智能特征得到強化.本文主要從人工智能技術和網絡空間防御的相關概念入手，對該技術在網絡空間安全防御中的應用措施和發展趨勢等問題進行探究.

人工智能技術；網絡空間安全防御；應用；發展趨勢

1 人工智能技術的相關概念

1.1 人工智能技術的定義

人工智能是計算機科學領域的一大前沿問題.科學技術的不斷發展，為這一技術在人們生產生活中的應用提供了一定的基礎保障[1]2241-2244，2253.有關人工智能的定義問題，學術界目前還存在著一定的爭論.通過對這一問題的研究現狀進行分析發現，學術界對“強人工智能”和“弱人工智能”進行了嚴格區分[2]65-66，83.其中，弱人工智能被學者定義為基于數學技術的機器學習算法.在這一算法的應用過程中，程序設計人員首先需要對應用過程中可能出現的情況進行預測，進而利用計算機對解決方案的可行性進行確定.強人工智能對程序的思維性特征有著嚴格的要求.它要求計算機程序需要像人一樣，在對外部事物進行正確理解的基礎上進行自主決策，并做出一定的指令操作.圖1中的內容就是這一技術的主要發展歷程.

圖1 人工智能技術的發展歷程

1.2 人工智能的優勢

網絡管理主要指的是機構在對網絡資源進行監測控制的基礎上，對網絡系統的運行高效性進行維護的措施[3]23-24.與之有關的控制機制的高效性是建立在其對系統資源狀態深入了解的基礎之上的.系統的全局狀態和局部狀態是系統資源狀態的主要表現.在網絡系統的瞬變性的影響下，其資源的狀態信息在向網絡管理系統傳遞的過程中會產生一定的變化.基于對模糊邏輯的人工智能管理體系的引用，可以讓網絡管理系統對不確定信息的處理能力得到有效提升.在網絡規模不斷擴大的前提下，人工智能技術的應用可以讓各個層級的網絡管理員之間的協作能力得到有效提升.

2 網絡空間防御的相關概念

2.1 網絡空間

網絡空間是基礎信息技術在相互作用下所形成的空間.互聯網、通信網絡、計算機系統、嵌入式控制器以及處理器在網絡空間的形成過程中發揮了重要的作用[4]76-77.計算機技術應用于軍事領域以后，網絡空間也成了網絡環境下敵我雙方力量所處環境的總稱.智能化攻防手段、防火墻、入侵檢測系統以及入侵防御系統對網絡空間安全問題的影響開始得到了廣泛關注.

2.2 網絡防御

網絡防御技術主要指的是讓信息、計算機和網絡免于受到擾亂的措施.對未經合法授權的計算機行為進行監視和響應，是該技術在實際應用過程中所表現出來的主要職能.被動信息保障技術、主動誘騙機制、網絡空間沖突規避技術以及入侵檢測技術可以被看作是網絡防御體系的主要組成部分.

2.3 網絡態勢感知

網絡態勢感知理念是學者Bass等人在20世紀90年代末提出的一種網絡安全防御理念[5]18-21，27.在對這一問題進行探究的過程中，一些學者還將對以技術與網絡態勢感知技術和最早的交通監管態勢感知概念進行比較分析.從學術界對網絡態勢問題的研究現狀來看，當前與網絡設備的運行情況、網絡行為和用戶行為等因素有關的網絡狀態成了網絡態勢的主要表現.

3 人工智能技術在網絡空間安全防御中的應用

3.1 神經網絡技術

在計算機領域中，神經網絡主要指的是由簡單處理元素組成的大規模并行分布處理器.信息分布存儲中的強大容錯能力和學習能力是該技術表現出來的主要特點.它可以在知識的自我組織得到實現以后對不同信息處理的要求進行匹配.神經元之間存在著一定的相對獨立性，這就可以讓其通過并行處理的方式，對這一技術的執行速度進行提升.軟件實現方式和硬件實現方式是這一技術的主要實現方式.從這一技術的發展現狀來看，它已經在網絡入侵領域得到了廣泛的應用.在對計算機行為進行監測的基礎上，利用神經網絡技術對蠕蟲病毒進行檢測，可以讓系統的檢測效率得到有效提升.針對傳統入侵檢測機制在新時期所表現出來的監測效率低和缺乏精確性的問題，在構建訓練數據集的基礎上，對再循環網絡體系和多層感知器技術進行應用，可以讓監測機制的精準度得到有效提升.

3.2 多agent系統

多agent系統是分布式人工智能領域中的一項重要技術.其中Aagent可以被看作是能夠自動執行的實體[6]95.隨著這一技術的不斷發展，agent系統開始在網絡安全防御體系中發揮作用.由于該技術具有良好的環境感知能力和環境規劃能力，這就使得這一技術可以在網絡態勢感知、入侵檢測機制和入侵防御機制中發揮自身的作用.美國國土安全部構建的Archipelago項目和DIMES項目就是在對互聯網空間的結構和拓撲進行測量以后，對多agent系統進行應用的表現.它可以借助其部署在全球網絡空間內的agent對互聯網進行連續監測，進而通過對全球互聯網地圖進行不斷完善，對美國在互聯網空間中的網絡感知能力進行提升.

從分布式網絡攻擊特點來看，利用自動化手段對網絡服務系統進行攻擊，成為分布攻擊方式的新特點.基于FIPAOS技術的agent網絡安全系統的構建，可以在將agent部署于不同的網絡環境的基礎上，通過協同的方式對分布式網絡攻擊進行判斷.DECIDE項目的運用，使agent技術已經開始在網絡空間安全演練平臺中得到了應用.

3.3 專家系統

專家系統是人工智能系統中發展最早且較為成熟的人工智能系統，知識庫和推理機構是該系統的兩大重要組成部分[7]32-33.在實際應用過程中，該系統可以從某個領域的專家所提供的知識入手進行推理，對人類專家的決策過程進行模擬.一些學者所提出的NIDES系統是借助新型統計算法來進行異常檢測的綜合性系統.專家系統的運用，可以使系統通過對多種統計學方法同步運用的方式，利用審計日志對用戶行為的統計學特征進行判斷，進而在構建不同權限的用戶組的基礎上，利用子系統對用戶的行為進行監控.它可以通過對用戶的以往行為與專家所指定的異常行為表現進行比較分析，對入侵行為進行判斷.這一系統也可以在網絡空間的安全籌劃機制中得到應用.利用嚴謹的模型對網絡空間的沖突問題進行描述分析，可以讓人工智能開發網絡防御系統的基礎要素得到強化.基于知識框架的運用，可以對網絡攻擊、網絡事件和網絡間諜活動進行準確定義，這可以讓專家系統在網絡空間安全防御體系中的科學性得到有效提升.

4 人工智能技術在網絡空間安全防御中的發展趨勢

對海量的動態信息及時響應和對自動化處理需求的及時處理，是網絡安全防御體系在新時期所面臨的兩大重要問題.因而，人工智能技術會不斷深入網絡空間安全防御領域.網絡空間對解決方案的智能化需求也表現出了不斷上升的特點.從專家系統的未來發展情況來看，在知識庫的開發工作得到進一步完善的前提下，專家系統可以得到更為廣泛的應用.因而，對大型知識庫開發力量的投入，就成了對專家系統未來發展過程中不可忽視的問題.

從互聯網空間的防御問題來看，對可移動智能agent技術的相互協作性的強化，可以讓這一技術在網絡體系中扮演網絡空間警察的角色.對相關法律法規的完善，是對這一技術的網絡信息監管職能進行發揮的基礎要素.在應用機制的過程中，有關部門也需要同網絡運營商進行合作，以便為該技術提供一定的技術支持.針對多agent技術在大規模網絡的監控、數據收集和分析方面所表現出來的優勢，可以在電子商務、數字醫療和交通網絡控制等方面得到應用[8]23-27.綜合化的網絡空間態勢分析體系和輔助決策系統的構建，也可以讓網絡空間安全防御系統的科學性得到強化.

5 結論

網絡空間安全防御體系的構建，是對計算機系統中信息資源的一致性、可信性和可用性進行保障的重要措施.信息系統的復雜性和網絡安全威脅因素的多樣性是計算機技術發展過程中所面對的主要問題.自適應性和多模式性是基于人工智能技術的網絡空間安全防御體系的主要特點.隨著計算機技術和人工智能技術的不斷發展，這一技術在網絡空間安全防御工作的開展過程所表現出來的實效性會得到更為充分的發揮.

[1] 吳元立,司光亞,羅 批.人工智能技術在網絡空間安全防御中的應用[J].計算機應用研究,2015(08).

[2] 馬秀榮,王化宇.簡述人工智能技術在網絡安全管理中的應用[J].呼倫貝爾學院學報,2005(02).

[3] 黃 猛.人工智能技術在檔案館計算機網絡安全中的應用[J].蘭臺世界,2008(02).

[4] 黃力軍,彭 鳳.人工智能技術在圖書館計算機網絡安全中的應用[J].現代情報,2008(12).

[5] 賀 倩.人工智能技術發展研究[J].現代電信科技,2016(02).

[6] 韓曄彤.人工智能技術發展及應用研究綜述[J].電子制作,2016(12).

[7] 劉 飛.人工智能技術在網絡安全領域的應用研究[J].電子制作,2016(17).

[8] 高 雷.網絡智能過濾系統的設計與實現[D].廣州：廣東工業大學,2003.

AnalysisofApplicationofArtificialIntelligenceTechnologyinCyberSpaceSecurityDefense

PAN Liangjing

(BasicDepartment,ShangqiuPolytechnic,Shangqiu476100,China)

Based on the timely process of network situation information, the paper studies how to counter network attacks with characteristics of dynamic evolution, which is the major problem of cyberspace security defense mechanism. The application of Artificial Intelligence technology can enhance the intelligence characteristics of this system. This passage, which starts with relevant concepts of Artificial Intellectual Technology and cyberspace defense, explores the application measures and development tendency of this technique in cyberspace defense mechanism.

AIT; Cyberspace Security defense mechanism; Application; development tendency

TP393.08

A

1671-8127(2017)06-0102-03

2017-11-06

2016年度河南省科技廳基礎與前沿項目“信息安全中半群上的密碼理論及其應用”(122300410381)

潘梁靜(1978- ),女,河南商丘人,商丘職業技術學院講師,碩士,主要從事計算機科學與應用研究。

[責任編輯冰竹]