一种基于熵的网络信息安全风险量化评估模型研究

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1、一种基于熵的网络信息安全风险量化评估模型研究-电子商务论文一种基于熵的网络信息安全风险量化评估模型研究文／木尼拉塔里甫摘要：随着网络技术的快速发展，其已经在各个领域得到了广泛的应用，影响网络安全的因素也越来越多。因此，本文分析了影响网络的安全因素，构建一种层次评价指标体系，并且提出了一种基于熵的网络信息安全风险量化评估模型，旨在从单指标、综合指标等方面分析网络安全影响因子，提高网络安全应用。关键词：信息熵；网络安全；量化评估；漏洞引言随着Internet技术的迅速发展，计算机网络已经在教育、金融、通信、电子等领域得到了广泛的应用和发展，取得了良好的效果。网络的快速发展为政企单位管理人员带来了极

2、大的便利，但是也存在巨大的安全威胁。目前，网络安全已经引起了许多专家和学者的研究。传统的网络安全防御采用的技术包括访问控制、身份认证、数据加密、防火墙等，以便能够有效地防御病毒、木马入侵。但随着网络入侵技术的发展，网络入侵技术越来越智能，传统的网络安全防御技术无法满足需求，需要构建新的网络信息安全评估模型，使用新的技术发现网络体系架构中存在的漏洞和潜在威胁，以便能够发起主动防御，确保网络安全信息系统的安全使用。经过多年的研究，网络风险评估引入了诸如模糊集[1]、威胁传播模型[2]、图论[3,4,5]、实时网络安全评估、时间自动机、模糊Petri网等评估理论和方法，但许多网络信息系统评估方法具有

3、应用局限性，存在无法彻底分解安全因素、安全评估效率低、评估结果不准确等问题。为了解决上述问题，本文提出了一种基于熵的网络信息安全风险评估模型，旨在量化网络信息安全风险影响因素，从单指标、综合指标等方面分析网络安全影响因子，明确各项指标对网络信息安全带来的潜在威胁，加强网络安全防御。1、网络信息安全现状分析随着我国网络信息化进程的快速推进，网络信息安全问题面临着严峻的形式。利用网络信息安全进行犯罪，无论是方法和数量，还是性质和规模，都呈现出大幅度上升趋势。据统计，我国因网络安全问题带来的经济损失已经超过数百亿人民币。计算机软件固有的漏洞、日趋智能化的入侵模式、网络安全管理制度等成为信息安全显著的

4、表现，也成为网络犯罪利用的主要途径。（1）计算机软件固有的漏洞计算机软件开发实现过程中，由于分布式网络管理系统、通信平台、网络协议、网络操作系统均高度复杂，计算机软件漏洞是不可避免的。漏洞成为网络攻击的首选目标和突破口，也是网络遭受破坏的最根本原因，虽然计算机技术的提高使得软件系统每天都在升级和修补，但是每天都会产生新的安全漏洞，没有绝对安全的计算机软件。（2）日趋智能化的入侵模式随着计算机网络技术的提高，网络安全入侵破坏技术也在迅速发展。目前，许多病毒、木马等攻击武器更加智能化，潜伏期更长，破坏能力更强，计算机网络中某一台主机遭到入侵和破坏，会迅速蔓延到整个网络上的其他主机和服务器，迫使网络

5、瘫痪。（3）网络安全管理制度网络用户规模化上升，但是用户的计算机操作水平处于良莠不齐的状态，许多用户毫无网络安全防范意识，政企单位等网络安全管理部门没有出台规范的管理制度，仅仅依靠技术实现安全防御，远远不能达到期望的效果。2、网络信息安全指标选择及熵计算2.1网络信息安全指标选择网络信息安全指标包括许多种，因此识别网络信息安全指标可以基于系统化、层次化方法，自定向下逐层细化，得到一个有效的网络指标评判概率矩阵。基于机制、准则、指标进行描述，每一个安全机制下均关联安全准则，每个安全准则可以划分为多个子准则，每一个子准则都需要对应安全指标，使用安全指标可以对网络信息整体安全进行评估。通过对网络管理

6、人员、网络安全专家进行调研和分析，网络信息安全指标分为一级指标和二级指标，采用非常关键、关键和一般等三种定性评估每一项指标的重要性，针对实际影响物理安全、安全制度、网络安全技术、通信链路安全、网络软硬件体系安全等安全因素进行了分析，导出了每一种因素的比重，评价了一个网络安全的效果。具体网络信息安全指标及评判概率矩阵如表1所示。2.2构建评判矩阵通过对各个一级评价因素和二级评价因素进行分析，可以量化每一个评价因素的关键程度，得出各个关键因素的评价值，各个评价因素的熵计算过程如下：其中rij表示评价因素中第i个一级评价因素中第j个二级评价因素的重要程度，量化上是一个概率值，其计算过程是针对第i个评

7、价因素中做出积极评价的人数和所有参与评价的人数的比值。2.3熵值计算使用层次化方法选择准确的安全指标矩阵后，可以网络熵对其进行量化。熵原本是一种热力学常用的概念和术语，其由香农引入到信息论中，并且在经济学、工程技术领域得到了广泛的应用和发展，根据信息论的基本原理，信息可以量化的度量一个系统无序的量。因此，熵的定义如公式（2）所示：分析各个指标因素的过程中，如果一个因素对于评判因素集中各个指标的支持