基于知识发现的网络安全态势感知系统

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1、第３９卷第７期计算机科学Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．７２０１２年７月ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅＪｕｌｙ２０１２基于知识发现的网络安全态势感知系统王春雷１，２２２１方兰王东霞戴一奇（清华大学计算机科学与技术系北京１０００８４）１（北京系统工程研究所信息系统安全技术重点实验室北京１００１０１）２摘要由于网络安全告警数据的复杂性和多样性，使得难以精确地分析和评估网络安全态势。通过总结网络安全态势感知的最新研究进展和现存问题，提出了一种基于知识发现的网络安全态势建模与生成框架，在该框架的基础上设计并实现了网络安全

2、态势感知系统Ｎｅｔ－ＳＳＡ。该系统主要由安全态势建模和安全态势生成两部分组成。安全态势建模就是基于Ｄ－Ｓ证据理论构建适应于度量网络安全态势的形式模型，用于支持态势传感器的安全事件融合和关联分析。安全态势生成就是通过知识发现方法，挖掘网络安全态势数据集中的频繁模式和序列模式，并且将其转化成安全态势的关联规则，从而支持网络安全态势图的自动生成。通过相应的实验过程和结果分析，表明该系统能够支持网络安全态势的准确建模和高效生成。关键词网络安全，安全态势建模，安全态势生成，数据挖掘，知识发现中图法分类号ＴＰ３

3、９３文献标识码ＡＮｅｔｗｏｒｋＳｅｃｕｒｉｔｙＳｉｔｕａｔｉｏｎＡｗａｒｅｎｅｓｓＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＫｎｏｗｌｅｄｇｅＤｉｓｃｏｖｅｒｙ１，２２２１ＷＡＮＧＣｈｕｎ－ｌｅｉＦＡＮＧＬａｎＷＡＮＧＤｏｎｇ－ｘｉａＤＡＩＹｉ－ｑｉ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）１（ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＳｅｃｕｒｉｔｙＬａｂｏｒ

4、ａｔｏｒｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｙｓｔｅｍａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ）２ＡｂｓｔｒａｃｔＮｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒｓｎｅｅｄｔｏｏｂｔａｉｎａｎｄａｎａｌｙｚｅｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｆｏｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｍａｉｎ－ｔｅｎａｎｃｅ，ａｎｄｐｌａｎｎｉｎｇｐｕｒｐｏｓｅｓ．Ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｉｅｓａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙａｌｅｒｔｄａｔａｏｎｍｏｄｅｒｎ

5、ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｍａｋｅｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．Ｗｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎａｗａｒｅｎｅｓｓ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｍｏ－ｄｅｌｉｎｇａｎｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｆｒａｍｅｗｏｒｋｂａ

6、ｓｅｄｏｎｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄｉｓｃｏｖｅｒｙ．Ｔｈｅｎ，ｗｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒ－ｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎａｗａｒｅｎｅｓｓｓｙｓｔｅｍ（Ｎｅｔ－ＳＳＡ）ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｆｒａｍｅｗｏｒｋ．Ｎｅｔ－ＳＳＡｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒ－ｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｍｏｄｅｌｉｎｇｉｓｔｏｃｏｎｓ

7、ｔｒｕｃｔｔｈｅｆｏｒｍａｌｍｏｄｅｌｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｕｐｏｎｔｈｅＤ－Ｓｅｖｉｄｅｎｃｅｔｈｅｏｒｙ，ａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｕ－ｓｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｓｅｃｕｒｉｔｙａｌｅｒｔｅｖｅｎｔｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｓ．Ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｓｇｅｎ－ｅｒａｔｅｄｂｙｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎ

8、ｔｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｐａｔｔｅｒｎｓｆｒｏｍｔｈｅｄａｔａｓｅｔｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｂａｓｅｄｕｐｏｎｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄｉｓｃｏｖｅｒｙｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇｔｈｅｓｅｐａｔｔｅｒｎｓｔｏｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｒｕｌｅｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａ－ｔｉｏｎ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉ