模糊层次分析法在网络安全态势评估中的应用
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集的并集可表示如下 ：
Ｂ ＝ ｕ
ｍ
．
力 ， 以提 高网络安全态势评估准确率 。 可
３ 网络 安全 态势 评估 模型
３ １ 构建评估指标体 系 ．
发展趋势 。
Ａ ｛
风险 指数
Ｂ ｛
警 报 数
量
警报 １
Ｉ脆弱性 Ｉ ｌ异常 ｌ ｌ后果
２ 网络 安全 态 势评估 的 工作原 理
网络安全 态势评估原 理是 根据 网络安 全事 件发 生 的频 率、 量 ， 数 以及 网络受 威胁程 度的不 同 ， 通过加权 处理 ， 海 将 量 的网络安全信息 融合 成一个能表现 网络运行状 况态势值 ，
法 （ ｕｚ ｎｌ ｃＨｉ ａ ｈ ｒｃｓ， Ａ Ｐ 引放 到 网络 安 全 Ｆ ｚｙＡ ａ ｅ ｒ ｙＰｏｅｓ Ｆ Ｈ ） ￣ｉ ｒｃ
态势评估 中， 出一种基 于 Ｆ Ｈ 提 Ａ Ｐ的 网络态 势评 优点 算法 。 该算法首先对入侵检测系统 Ｅ志库 的信息进行分 析 ， ｔ 然后结
收稿 日期 ：０ １ ４—１ 修 回 日期 ：０ １— ６— ６ ２ １ —０ ６ ２１ ０ ０
—
策 。层次分析法是一种定性和定量 的综合方法 ， 以获得 可 比较高的评估结果 Ｊ 。但是 网络安全存在模糊性 ， 而层次分 析方法对其 进行 准确评估 ， 从而导致评估结果 有一 定 的主观 性， 因此评估结果缺乏科学性 。 针对传统网络安全评估 的方法 的不足 ， 文将 模糊层 次 本
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ：Ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｓａ ｅ ｆｃ ｎ ｎ ｅ ｕ ｔ ｉ ｄ ｎ ｄ ｎ ｅ ｓ ｎ ｈ ｅｗ ｒ ｎ ｏｍａ ｉｎ ｓ ｃ ｒ ｙ ｉ ｃｎ ｈ ｅｗｏｋ ｒ ａ ｉ ｇ ｍａ ｙ ｓ ｃ ｒ ｙ ｈｄ ｅ ａ ｇ ｒ ，ａ ｄ ｔ ｅｎ ｔ ｏ ｋ ｉ ｆｒ ｔ ｅ ｕ ｔ ｓｆ ｉ ｇ ｉ ｏ ｉ ａ ｈ ｇ ｓ ｓ ａ ｄ ｓ ｃ ｒ ｙ ｔｒ ａ ｓ ｏ ｒ ｄ ｃ ｈ ｅｗｏｋ ｓ ｃ ｒｔ ｓ ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｎ ｌｓｓ ｏ ｅｆ ｃｏ ｓ ｉｆ ｅ ｃｎ ｕ ｅ ｒ ｋ ｎ ｅ ｕ ｔ ｈ ｅ ｔ．Ｔ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅｎ ｔ ｒ ｅ ｕ ｙ ｌ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｆｔ ａ ｔｒ ｎ ｕ ｎ ｉ ｇ ｉ ｉ ｉ ｏ ｈ ｌ
ｉ ｔ ｒ ｅ ｕ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ Ａｓｅ ｓ ｎ ｎ Ｎｅｗｏ ｋ Ｓ ｃ ｒｔ Ｓ ｔ ｔ ｓ ｓ ｍｅ ｔ ｙ ｕ ｏ
Ｚ Ａ Ｇ Ｌ — ｕ ｎ ＷＡ Ｇ Ｑｎ —ｘａ Ｈ Ｎ ｉ ｊａ ， Ｎ ｉｇ ｉ ｎ
（ ａｉ ａ Ｄｇ ａ Ｓ ｉｈｎ ｙｔ ｎ ｉ ｅ ｎ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ａ Ｒ ｓａｃ ｅｔ ，ｈｎｚｏ ｅ ａ ５０ ２ Ｃ ｉａ Ｎ ｔ ｎｌ ｉｔ ｗｔ ｉｇＳｓ ｍ Ｅ ｇ ｅｒ ｇａｄＴ ｃｎ ｌ ｉ ｌ ｅｅｒｈＣ ｎｅ Ｚ ｅｇｈｕＨ ｎｎ４ ０ ０ ， ｈｎ ） ｏ ｉｌ ｃ ｅ ｎ ｉ ｏｃ ｒ
络入侵 检测 系统 每天都会 收集到大量 的网络报警安全 信息 ，
１ 引言
随着计算机技术和通信 技术 的发 展 ， 网络安全隐患 日益
暴露 ， 各种针对 网络 的犯罪 活动层 出不穷 ， 网络信息 安全 面 临着 巨大风险和安 全威胁 。为 了对计 算机 网络所 面临 的威 胁程度有一个清楚 的认 识 ， 以便采取相应 的网络安全 防范措
，
３ ３ 建立模糊判 断矩 阵 ．
ｉ ，， ， ， ＝１ ２ … ｍ｝ 网络安全级别为 ｛ ｉ ， ， ， ｝那 么 ｙ ，＝１ ２ … ｋ ， ｙ ＝， ． ． ，。） （ｎ … （） １
根据 网络安全态势 的状况 ， 选择若干个评估 级组成 １ 个 评估 集 ， 即将 网络安全态势用一个集合进行表示 ， Ｕ＝｛ 即 安 全， 较安 全 ， 一般 ， 较危险 ， 险 ｝ 危 。采用德尔 菲法对各参评 指 标进行评分 ， 打分范围在 （ １ 区间内 ， ０，） 且参评指标得分总 和
Ｅ＝ Ａ （） ３
础上 ， 分结合模 糊综 合评判 法 ， 充 构建 各评 估指 标体 系权重
集时引入模糊一致判断矩 阵， 构建 出满 足一致性要 求的模糊
判断矩阵 。利用 Ｆ Ｈ Ａ Ｐ方法进行评估 指标体 系的权数 分配 ， 与模糊综合评 判 法相 比较 ， 能够 减 少 主观 因素 对权 重 的影 响 。因此本文利用模 糊层 次分 析法 融合 了模糊 理论 和层 次 分析法优点 ， 随机 性 和不 确定 性 系统 具 有很 强 的学 习能 对
合 网络系统近一段时间 内受到一些 网络入侵 和攻 击的情况 ，
１ ３８ 一
根据 主机 、 服务 自身 的重 要程 度 ， 照 网络系 统结 构 ， 服 按 对
务、 网络系统和主机 ３个 层次 的 网络 安全 态势 的定量 评估 ，
使得 到的评估 结果有效 帮助 网络管 理员 对 当前 网络 系统 的 安全状况有一 个正确的认 识 ， 并能够 清楚把握 网络安全状 态
导致网络安全管理员难 以对安全 演化状 况和变 化趋热 进行
准确分析 。采用 网络入 侵事件 日志信 息进行 网络安 全进
行评估 ， 只能够对单个网络入侵事件对系统造成 的威胁进行
识别， 却不能有效对 网络安 全态势信 息进行 判断 ， 网络管 对
理人员来说 ， 些 信息 无法对 系统安 全状 况做 出正确 的决 这
第２卷 第１ ８ ２ 期
文章编号 ：０ ６— ３ ８ ２ １ ）２— １８—０ １０ ９ ４ （０ １ １ ０ ３ ３
计
算
机 仿
真
２ １ ２ ０ 年１月 １
模 糊 层 次 分 析 法 在 网 络 安 全 态 势 评 估 中 的 应 用
章 丽娟 ， 清 贤 王
（ 国家数字交换系统工程技术研究 中心 ， 河南 郑 州 ４ ００ ） ５ ０ ２
从 Ａ ， ， ， 集合 中任取 ｋｋ １２ …，） 集合 ， Ａ … Ａ （ ＝ ，， ｎ个 并
求其交集， 这样的交集共有 ｃ 个 ， ： 即
Ａ ＝Ａ１ｎ Ａ２ｎ … ｎ Ａ ｍ ＝１２ … ， ； ｌ ； ，， （） ４
其中， ， ， １２ …， 中的任意 ｋ ｉ ｉ …ｉ是 ，， ｎ 。： 个数。则这 ｃ 个交 ：
ａ ｃ ｙ ｐ ｏ ｅ ｓｍｅｈ ｄ ｈ ｎ ｌｔ ｉｒ ｒ ｈ ｒ ｃ ｓ ａ ｓ ｄ ｔ ａｃ ｌｔ ｈ ｖ ｕ ｔ ｎ ｉ ｄ ｘ ｗ ｉｈ ｓ ｎ ｅｎ ｔ ｒ ｈ ｒｃ ｓ ｔｏ ．Ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｈ ｅ ａ ｃ ｙｐ ｏ ｅ ｓｗ ｓｕ ｅ ｃ ｌ ｕ ａｅｔ ｅ ｅ ａ ａｉ ｅ ｅ ｇ ｔ ，ａ ｄ ｔ ｅ— ｃ ｏ ｌ ｏ ｎ ｈ ｗｏｋ ｓ ｃ ｒｔ ｏ ｔｒ ｕ ｚ ｉ ｒｒ ｈ ｃ ｎ ｌ ｓｓｅ ａｕ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ｆｎ ｔ ｒ ｅ ｕ ｔ ｉ ａｉ ｎ Ｗａ ｕ ｏ ｗ ｒ ．Ｒｅ ｒ ｅ ｕ ｉ ｐ ｓ ｅｆ ｚ ｙ ｈ ｅ ａｃ ｉａ ａ ａ ｙ ｉ ｖ ａ ｉ ｄ ｌ ｅｗｏ ｋ ｓ ｃ ｒ ｙ ｓ ｕ ｔ Ｓ ｐ ｔｆｒ ａ ｄ ｙ ｕ ｌ ｌ ｏ ｏ ｉ ｔ ｏ － ｓ ａｃ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｅ ａｕ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ａ ｅ ｙ ｇ ｏ ｃｅ ｔ ｃ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ａ ｒ ｔ ｎ ｉ ，ａ ｄ ｃ ｎ ｉ ｒ ｖ ｈ ｅ ｒｈ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｓ ｔａ ｈ ｖ ｌａｉ ｄ ｌ ｓｖ ｒ ｏ ｄ ｓ ｉ ｎｉ ｎ ｒ ｃｉ ｌ ａｉ ａ ｔ ｏ ｈ ｉ ｆ ｃ ｏ ｌ ｙ ｎ ａ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ
构造模糊集合法确定隶属度 。
分析 。但是传统 的 Ａ Ｐ Ｈ 在对方案重要 性进行 赋值 时没能充
分考虑人判 断 的模 糊性 。模糊 层次法 （ Ａ Ｐ） 在 Ａ Ｐ基 ＦＨ 是 Ｈ
设 Ａ， ， ， 为 ｒ Ａ … Ａ ｔ 个任意清 晰集合 ， 求这些集 合 的并
集， 并将 之作 为论域 Ｅ， 可表示如下 ：
ｎｅｗｏｋ ｓ ｃ ｒｔ ｉｕａｉｎ ｏ ｅ ｅ ｉｕ ｔｏ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔ ｔ ｒ ｅ ｕ ｙ ｓｔ ｔ ｆｐｒｓ ｎｔｓｔ ａｉｎ ｓ ｅ ｓ ｎ ． ｉ ｏ
ＫＥＹＷ ＯＲＤＳ： ｕ ｚ ｎ ｙｉ ｉｒ ｒｈ ｒ ｃ ｓ ； ｓ ｓｍｅ ｔｍｏ ｅ ； ｔ ｏ ｋ ｓ ｃ ｒ ｙ Ｓ ｔ ａｉｎ ａ ｓ ｓ ｍ Ａｓ ｅ ｓ ｎ ｄ ｌ Ｎｅｗ ｒ ｅ ｕ ｔ ； ｉ ｔ ｓｅ ｓ ｎ ｌ ｃ ｉ ｕ ｏ
网络安全态势评估 的数 学模 型为 ： 由于 网络安全态势是多种 因素的综合结 果 ， 有随机性 具
和不确定性 ， 因此层 次分 析法 （ Ｈ ） 一 种多 准则 决 策方 Ａ Ｐ是
法， 利用 Ａ Ｐ可以对 网络安全 态势 进行 综合 地定 性 和定量 Ｈ
为“ ” １ 。根据 网络安 全态势评 估指标 的特点 ， 采用清 晰集合
摘要 ： 研究网络安全准确评估问题 ， 由于非法入侵使 网络存在安全隐患 ， 为最大限度降低 网络安 全带来的损失 ， 在分析 网络
安全态势影 响因素 的基础上 ， 提出一种模糊层次分析 的网络安全态势评估模型 。先构建构建 网络安全指标体 系， 采用层 次 分析法计算 各评估指标权重 ， 并采用模 糊方法建立 网络安 全态势一 致性判断矩 ， 而实现对 网络安全态势 进行综合评 估。 从 仿真结果表明 ， 模糊层次分析法提高了网络安全态势评估 的准确率 ， 估结果更 加客观 ， 评 是一 种有效 的网络安全态势评 估
Ｃ
ＩｌＩ｛Ｉ 奏 蓬 ＩＩＩｆ｛ 蓁 用 ｆＩＩｆ性 霎 可
图 １ 网络安全态势评估指标体 系
然后依据历史 的和当前 的网络 安全 态势值 对未 来 网络安 全
趋势评估 。
Ｗ ＝∑ｃ ∑ ∑ｃ ｉ ／
ｉ ＝１ ＝１ ｉ ＝１
（） ２
网络安全 态势 受 到多 种 因素 的影 响 ， 其 影 响 因素 为 设
Ｂ ＝ ｕ
ｍ
．
力 ， 以提 高网络安全态势评估准确率 。 可
３ 网络 安全 态势 评估 模型
３ １ 构建评估指标体 系 ．
发展趋势 。
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２ 网络 安全 态 势评估 的 工作原 理
网络安全 态势评估原 理是 根据 网络安 全事 件发 生 的频 率、 量 ， 数 以及 网络受 威胁程 度的不 同 ， 通过加权 处理 ， 海 将 量 的网络安全信息 融合 成一个能表现 网络运行状 况态势值 ，
法 （ ｕｚ ｎｌ ｃＨｉ ａ ｈ ｒｃｓ， Ａ Ｐ 引放 到 网络 安 全 Ｆ ｚｙＡ ａ ｅ ｒ ｙＰｏｅｓ Ｆ Ｈ ） ￣ｉ ｒｃ
态势评估 中， 出一种基 于 Ｆ Ｈ 提 Ａ Ｐ的 网络态 势评 优点 算法 。 该算法首先对入侵检测系统 Ｅ志库 的信息进行分 析 ， ｔ 然后结
收稿 日期 ：０ １ ４—１ 修 回 日期 ：０ １— ６— ６ ２ １ —０ ６ ２１ ０ ０
—
策 。层次分析法是一种定性和定量 的综合方法 ， 以获得 可 比较高的评估结果 Ｊ 。但是 网络安全存在模糊性 ， 而层次分 析方法对其 进行 准确评估 ， 从而导致评估结果 有一 定 的主观 性， 因此评估结果缺乏科学性 。 针对传统网络安全评估 的方法 的不足 ， 文将 模糊层 次 本
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１ 引言
随着计算机技术和通信 技术 的发 展 ， 网络安全隐患 日益
暴露 ， 各种针对 网络 的犯罪 活动层 出不穷 ， 网络信息 安全 面 临着 巨大风险和安 全威胁 。为 了对计 算机 网络所 面临 的威 胁程度有一个清楚 的认 识 ， 以便采取相应 的网络安全 防范措
，
３ ３ 建立模糊判 断矩 阵 ．
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根据 网络安全态势 的状况 ， 选择若干个评估 级组成 １ 个 评估 集 ， 即将 网络安全态势用一个集合进行表示 ， Ｕ＝｛ 即 安 全， 较安 全 ， 一般 ， 较危险 ， 险 ｝ 危 。采用德尔 菲法对各参评 指 标进行评分 ， 打分范围在 （ １ 区间内 ， ０，） 且参评指标得分总 和
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础上 ， 分结合模 糊综 合评判 法 ， 充 构建 各评 估指 标体 系权重
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合 网络系统近一段时间 内受到一些 网络入侵 和攻 击的情况 ，
１ ３８ 一
根据 主机 、 服务 自身 的重 要程 度 ， 照 网络系 统结 构 ， 服 按 对
务、 网络系统和主机 ３个 层次 的 网络 安全 态势 的定量 评估 ，
使得 到的评估 结果有效 帮助 网络管 理员 对 当前 网络 系统 的 安全状况有一 个正确的认 识 ， 并能够 清楚把握 网络安全状 态
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准确分析 。采用 网络入 侵事件 日志信 息进行 网络安 全进
行评估 ， 只能够对单个网络入侵事件对系统造成 的威胁进行
识别， 却不能有效对 网络安 全态势信 息进行 判断 ， 网络管 对
理人员来说 ， 些 信息 无法对 系统安 全状 况做 出正确 的决 这
第２卷 第１ ８ ２ 期
文章编号 ：０ ６— ３ ８ ２ １ ）２— １８—０ １０ ９ ４ （０ １ １ ０ ３ ３
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机 仿
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２ １ ２ ０ 年１月 １
模 糊 层 次 分 析 法 在 网 络 安 全 态 势 评 估 中 的 应 用
章 丽娟 ， 清 贤 王
（ 国家数字交换系统工程技术研究 中心 ， 河南 郑 州 ４ ００ ） ５ ０ ２
从 Ａ ， ， ， 集合 中任取 ｋｋ １２ …，） 集合 ， Ａ … Ａ （ ＝ ，， ｎ个 并
求其交集， 这样的交集共有 ｃ 个 ， ： 即
Ａ ＝Ａ１ｎ Ａ２ｎ … ｎ Ａ ｍ ＝１２ … ， ； ｌ ； ，， （） ４
其中， ， ， １２ …， 中的任意 ｋ ｉ ｉ …ｉ是 ，， ｎ 。： 个数。则这 ｃ 个交 ：
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分考虑人判 断 的模 糊性 。模糊 层次法 （ Ａ Ｐ） 在 Ａ Ｐ基 ＦＨ 是 Ｈ
设 Ａ， ， ， 为 ｒ Ａ … Ａ ｔ 个任意清 晰集合 ， 求这些集 合 的并
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网络安全态势评估 的数 学模 型为 ： 由于 网络安全态势是多种 因素的综合结 果 ， 有随机性 具
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法， 利用 Ａ Ｐ可以对 网络安全 态势 进行 综合 地定 性 和定量 Ｈ
为“ ” １ 。根据 网络安 全态势评 估指标 的特点 ， 采用清 晰集合
摘要 ： 研究网络安全准确评估问题 ， 由于非法入侵使 网络存在安全隐患 ， 为最大限度降低 网络安 全带来的损失 ， 在分析 网络
安全态势影 响因素 的基础上 ， 提出一种模糊层次分析 的网络安全态势评估模型 。先构建构建 网络安全指标体 系， 采用层 次 分析法计算 各评估指标权重 ， 并采用模 糊方法建立 网络安 全态势一 致性判断矩 ， 而实现对 网络安全态势 进行综合评 估。 从 仿真结果表明 ， 模糊层次分析法提高了网络安全态势评估 的准确率 ， 估结果更 加客观 ， 评 是一 种有效 的网络安全态势评 估
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图 １ 网络安全态势评估指标体 系
然后依据历史 的和当前 的网络 安全 态势值 对未 来 网络安 全
趋势评估 。
Ｗ ＝∑ｃ ∑ ∑ｃ ｉ ／
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（） ２
网络安全 态势 受 到多 种 因素 的影 响 ， 其 影 响 因素 为 设
