赛博空间态势感知技术研究
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第5卷 第4期 2014年8月指挥信息系统与技术Command Information System and TechnologyVol.5 No.4Aug.2014·理论与探索·赛博空间背景下指挥信息系统建设、运用与发展姜 军 李敬辉 陈志刚(海军工程大学电子工程学院 武汉430033)摘 要:分析了赛博空间作战的本质、特点、作战方式及技术手段,从发展战略、军事思想、作战体系、系统体系以及方法论5个视角论述了赛博空间背景下指挥信息系统的建设、运用和发展,为我军赛博空间背景指挥信息系统的建设与发展提供借鉴。
关键词:赛博空间作战;指挥信息系统;体系作战中图分类号:N94 文献标识码:A 文章编号:1674-909X(2014)04-0001-04Construction,Application and Development of CommandInformation Systems Against Background of CyberspaceJiang Jun Li Jinghui Chen Zhigang(College of Electronic Engineering,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China)Abstract:The essence,characteristics,operational types,and technology means for Cyberspacewarfare are analyzed.The construction,application and development of command informationsystems against the background of Cyberspace are discussed from five viewpoints:developmentstrategy,military thoughts,operational architecture,system architecture,and methodology,thus providing references for the construction and development of Chinese command informationsystem against background of Cyberspace.Key words:Cyberspace warfare;command information system;systematic operations 收稿日期:2014-03-040 引 言赛博空间指由因特网、电信网、传感器、武器平台、计算机系统及嵌入式处理器和控制器等各种信息基础设施构成的全球域,具有时域、空域、频域和能域特征,目前已经发展成为一个从抽象到具体、从单纯虚拟空间到物理、信息、认识和社会等多维空间的泛在系统,成为承载政治、经济、文化、外交和军事的全新空间,成为影响社会稳定、经济发展、文化传播和国家安全的重要平台,成为继陆、海、空和天之后的第5维战场[1]。
基于人工智能的网络安全态势感知技术研究与应用目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (3)1.3 文献综述 (5)1.4 研究内容和方法 (6)2. 网络安全态势感知概述 (7)2.1 网络安全态势感知定义 (9)2.2 网络态势感知技术发展历程 (10)2.3 网络态势感知关键技术 (11)3. 人工智能技术概述 (13)3.1 人工智能基础理论 (14)3.2 人工智能技术分类 (15)3.3 人工智能在网络安全领域的应用 (16)4. 基于人工智能的网络安全态势感知技术 (18)4.1 态势感知数据采集 (19)4.2 态势感知数据分析 (21)4.2.1 数据预处理 (22)4.2.2 特征选择与提取 (24)4.2.3 数据模型构建 (25)4.3 态势感知异常检测 (26)4.4 态势感知预警 (27)4.5 态势感知决策支持 (29)5. 应用场景与案例分析 (30)5.1 企业网络环境 (32)5.2 公共互联网 (33)5.3 金融行业 (35)5.4 政府机构 (37)6. 面临的挑战与未来发展趋势 (39)6.1 数据隐私与合规性问题 (40)6.2 人工智能技术更新迭代 (42)6.3 敌手对抗与攻击手段进化 (44)6.4 技术融合与创新 (45)7. 研究实践与结论 (46)7.1 研究成果 (48)7.2 应用案例总结 (49)7.3 研究局限与展望 (50)1. 内容描述这一章节将详细阐述基于人工智能的网络安全态势感知技术的研究背景、目标、方法和应用前景。
将介绍网络安全态势感知的概念和重要性,以及当前态势感知技术的局限性。
探讨人工智能在网络安全领域的应用潜力,特别是深度学习和机器学习技术如何帮助网络防御者更准确、更快地识别潜在威胁。
将描述研究的主要目标,包括开发更高效的人工智能算法用于威胁检测、攻击溯源和风险评估。
研究方法将具体说明实验设计、数据收集、特征提取和模型训练等关键步骤。
态势感知方案概述态势感知是指通过收集、分析和解释与特定目标相关的数据和信息,从而获得对目标状态的实时了解和全面认识。
在日常生活和各行各业中,态势感知方案被广泛应用于安全监控、数据分析、预测预警等领域。
本文将介绍一个基于机器学习的态势感知方案的设计与实施。
设计目标态势感知方案的设计目标是实现以下功能: 1. 数据收集:能够从各种数据源(传感器、日志、数据库等)中高效地采集数据。
2. 数据预处理:对采集到的数据进行清洗、过滤和转换,以确保数据的质量和可用性。
3. 特征提取:从原始数据中提取有意义的特征,以便用于后续的模型训练和分析。
4. 模型训练:利用机器学习算法对提取的特征进行训练,构建预测模型。
5. 实时监控:将训练好的模型部署在实时环境中,进行实时的数据监控和异常检测。
6. 可视化展示:通过可视化界面展示感知结果,帮助决策者直观地了解目标状态,并支持决策。
技术架构态势感知方案的技术架构如下所示:数据收集 --> 数据预处理 --> 特征提取 --> 模型训练 --> 实时监控 -- 可视化展示数据收集数据收集是态势感知方案的核心步骤之一。
可以通过多种方式进行数据收集,如传感器数据的采集、日志文件的读取、数据库的查询等。
数据收集需要确保数据的准确性和完整性,并考虑到数据的实时性要求。
数据预处理数据预处理是为了清洗、过滤和转换采集到的原始数据,使其具备可用性和可分析性。
常见的数据预处理方法包括数据清洗(删除重复数据、处理缺失值等)、数据过滤和转换(筛选数据、转换数据格式等)。
特征提取特征提取是从原始数据中提取出有意义的特征,以便后续的模型训练和分析。
特征提取可以基于领域知识进行手工设计,也可以通过机器学习的方法自动提取。
常用的特征提取方法包括统计特征、频域特征、时间序列特征等。
模型训练模型训练是基于机器学习算法对提取的特征进行训练,构建预测模型。
根据具体的业务需求和数据特点,可以选择适用的机器学习算法,如支持向量机(SVM)、决策树、随机森林等。
文/中国科技大学网络态势感知研究中心 王砚方态势感知研究的方法论“态势感知”是网络安全文献中使用频度相当高的一个术语,态势感知已成为研究网络安全所必需解决的问题,但业内的专家对此可能有不同的理解。
本文企望通过相关的介绍和分析提出一己的看法。
“态势感知”概念的来源由于人的因素在动态系统(如飞机驾驶、空中交通管制、电力网管理等)中彰显出越来越大的重要性,M.R.Endsley在1995年提出人类决策模型,总结出包括采集、理解和预测三个层次的态势感知模型。
此模型基于各元素间的确定关系,例如由飞机的航速、方位角及风速判断它的落地点和落地时间,机场的空中交通管理人员就可以按事先确定的方案引导飞机安全降落。
再如战斗机驾驶员根据空中环境的动态变化,按规定的程序作战场上的各种相应的战术动作。
在自动控制设备运行时,遇到异常时操作员如何介入,也可按专家事先制定的方案进行。
总之,Endsley模型是指导人——机器的互动的原则:如果用较多的人工,可以得到对机器设备状态的较多的感知,因而可使设备接近最佳的状态;而如果自动程度较高,可以节省人工,但操作员的感知较少,遇到不理想的情况就难以作出抉择,在这个问题上,Endsley模型就是要解决人工同自动化之间最好的折中。
这种模型适用于处理简单的系统,专家的先验的成分较多。
显然,它不适用于复杂网络。
事实上自这个模型提出的十五年来,在许多方面开拓了研究,如人员培训、设计、工作团队协调等方法有不少成果。
国内有学者把它作为通用的理论模型,提出基于流量和局域网的单机日志的数据融合,建立大规模网络安全的态势评估模型。
到上世纪末,已经有人意识到仅靠在单个计算机上的防入侵设备已不能解决网络的安全问题,出现了把网络上安全传感器和计算机上的防入侵等设备同网络流控和管理结合起来的需求。
1999年T.Bass提出了多台安全传感器和入侵检测设备的数据融合的原理和流程,称为Bass模型。
Bass模型没有从网络本身的特点出发,而只是在数据融合技术方面就事论事。
面向未知攻击的网络安全态势感知技术研究网络已经成为人类生活中不可或缺的一部分。
无论是个人还是机构,网络安全都是重中之重。
但是在互联网时代,网络安全面临的威胁是不断变化和快速传播的。
传统的安全防护措施无法应对这些新型威胁,因此面向未知攻击的网络安全态势感知技术应运而生。
一、未知攻击的威胁网络攻击的形式和手段千差万别,攻击者也是层出不穷,包括黑客,病毒,木马等等。
其中,最危险的攻击往往来自于未知的攻击手段。
这类攻击不仅能潜伏在系统中长时间观察、收集信息,还能破坏其它系统的链接或者通过“开启后门”的方式进一步攻击其它对象。
所以,未知攻击的防御对于网络安全至关重要。
二、面向未知攻击的网络安全态势感知技术传统的安全防护措施通常是基于规则的,也就是说,只有已知的威胁可以被防御。
而面向未知攻击的网络安全态势感知技术,可以主动监控网络安全,发现并处理未知攻击。
可以通过以下几个环节来实现:(一)大数据采集相关的数据采集是网络安全态势感知技术的重要环节。
网络安全态势感知系统需要收集相关的日志,包括主机日志、网络设备日志、数据库日志等。
同时,也需要收集决策、操作等日志。
系统需要根据数据的源头和类型,采用不同的数据采集方式,以减小对系统的影响。
(二)漏洞扫描漏洞扫描可以发现网络系统的安全漏洞,包括应用系统、操作系统、网络设备等。
漏洞扫描的过程就是攻击者利用已知的漏洞进行攻击的过程,在收到漏洞扫描器扫描之后,漏洞扫描器会对系统中的漏洞进行扫描,并可以帮助防御者找到系统中潜在的漏洞。
这样一来,防御者可以在漏洞被攻击之前进行修补,以保证系统的安全性。
(三)威胁情报分析网络安全态势感知系统需要将大量的威胁情报进行汇总,通过智能分析技术,快速判断是否为可信的威胁,找出攻击源和目标,确定威胁等级,以及未来的攻击路线。
通过这样的威胁情报分析,系统可以及时发现威胁,并采取相应的措施。
(四)异常行为识别异常行为识别是网络安全态势感知技术的核心环节,它能发现未知的攻击行为。
赛博空间对抗:未来作战新理念作者:郄亮王志勇郭纪芝来源:《科技视界》 2012年第30期郄亮王志勇郭纪芝(中国人民解放军石家庄陆军指挥学院河北石家庄050084)1982年,加拿大科幻作家威廉·吉布森创造了一个前所未有的新术语——“Cyberspace”(赛博空间)。
进入21世纪后,赛博空间逐渐得到美国政府和军方的广泛重视。
在2006年美国空军赛博空间司令部成立,使得“赛博空间”以一种前所未有的强悍姿态,登上了军事的舞台。
赛博空间对抗的理论与技术也随之应运而生。
为了支撑美国空军完成“在空中、太空和赛博空间飞行、战斗并取胜”任务,美空军研究实验室针对赛博空间作战提出对赛博空间构想。
鉴于美国武器系统、关键性基础设施以及美国人的全体生活都离不开赛博空间,对赛博领域的研究势在必行。
赛博空间对抗科学技术方面需求不只是集中在赛博空间实施行动过程之中,而是从全盘角度审视在全部陆、海、空、天和赛博空间内实现美国军事体系的全球构想。
1 赛博空间对抗是全球范围内的侦查与预警全球范围内的侦查与预警是对任意实体保持持续不断的监视能力——提供能力和意图警告,并确定需求和时机。
全球警戒的主要威胁包括保持持久的全球多域态势感知以及利用可以规避多种威胁的安保预警的系统。
1.1 赛博空间对抗的侦查赛博侦查的战略目标是提供自动化的态势评估和分析,满足从和平时期到大规模战斗行动期间赛博域内各领域的作战需求——包括遍及整个冲突频谱的全球公域网。
任务感知处于侦查的核心。
理解任务对具体资产的依赖、资产之间的相互依赖关系以及任务之间的相互依赖关系,推动着侦查需求的发展。
通过评估与分析来理解态势意图不仅是一个重大技术挑战,也是一个热点研究领域。
理解态势要求从多个角度分析与评估态势对组件、系统和任务的影响。
1.2 赛博空间对抗的安保和预警指挥官的主要职责是确保任务及时执行。
完成任务所需的基本功能对赛博空间的依赖,使得赛博空间成为那些无法在常规战争中与美国抗衡的对手选择的目标。
态势感知研究报告引言态势感知是指通过收集、分析和理解相关数据和信息,从而获取对某个系统或环境的全面认识。
在现代信息化社会中,态势感知对于决策制定和预测未来发展趋势非常重要。
本报告将对态势感知进行深入研究,并分析其在各个领域的应用。
什么是态势感知态势感知是一种通过收集和整理相关数据,生成对环境和系统的认识的过程。
它可以帮助我们了解当前的状况、发现潜在的威胁和机会,以及预测未来的趋势。
态势感知通常包括以下几个主要步骤:1.数据收集:通过传感器、监控系统、网络等手段采集各种数据,如视频、图像、声音、温度等。
2.数据处理:对收集到的数据进行处理和分析,提取相关信息,并将其转化为可视化的形式。
3.数据理解:通过分析处理后的数据,形成对环境和系统的认识,包括它们的状态、特征、关系等。
4.信息传递:将经过处理和理解的信息传递给相关的决策者或系统,以支持决策制定和行动执行。
意义与应用领域态势感知在各个领域都具有重要的应用价值。
以下是一些主要领域的案例研究:1. 安全与防护态势感知在安全与防护领域被广泛应用。
例如,基于视频监控系统的态势感知可以帮助发现潜在的安全威胁,如入侵者、盗窃行为等。
同时,它还可以用于监测和预测自然灾害,如地震、洪水等,从而提前采取措施减少损失。
2. 物流与供应链管理态势感知在物流与供应链管理中也扮演着重要角色。
通过对整个供应链进行感知,可以及时发现供应链中的瓶颈、延误和风险,从而提前采取措施减少损失。
同时,它还可以优化物流路径、提高物流效率,降低成本。
3. 城市治理城市治理是另一个应用领域。
通过对城市各个方面的感知,如交通、环境、人口等,可以及时发现问题并采取相应措施。
例如,对交通流量的感知可以帮助优化交通信号灯、改善交通拥堵;对环境污染的感知可以帮助改善环境质量、减少污染。
4. 金融与投资态势感知在金融与投资领域也得到了广泛应用。
通过对金融市场的感知,可以及时发现市场趋势、价格波动等,从而制定相应的投资策略。
态势感知调研报告态势感知是一种通过信息获取和分析技术,对当前环境中的物理、生理和社会要素进行感知和理解的能力。
它是一种全方位的情报收集和分析方法,被广泛应用于情报领域、军事领域和安全领域。
本调研报告旨在介绍态势感知的基本概念、现有技术和未来发展方向。
首先,态势感知的基本概念是通过获取和分析大量信息来理解当前环境中的各种要素。
这些要素包括物理要素(如温度、湿度、压力、位置等)、生理要素(如人体生理指标、心率、体温等)和社会要素(如人的行为、人群活动等)。
态势感知可以通过传感器技术、数据采集和分析算法来实现。
它的目的是提供决策者一个全面准确的情报,以便做出正确的判断和决策。
目前,态势感知技术已经得到了广泛的应用。
在军事领域,态势感知可以帮助指挥官了解敌方的战略意图和行动,从而制定更有效的战术计划。
在安全领域,态势感知可以帮助监控和预测各种潜在的威胁,包括恐怖袭击、自然灾害和公共卫生事件等。
在交通领域,态势感知可以帮助监测车辆行驶状态和交通拥堵情况,以提供更准确的导航和交通管理。
未来,态势感知技术有更广阔的发展前景。
随着物联网和大数据技术的不断发展,越来越多的传感器将被应用到各个领域,以收集更多更全面的数据。
同时,人工智能和机器学习算法的快速发展将使得数据分析更加准确和高效。
此外,虚拟现实和增强现实技术的进步也将提供更真实和直观的情报展示方式。
总之,态势感知是一种重要的情报获取和分析方法,它通过获取和分析大量信息来理解环境中的各种要素。
当前,态势感知已经在军事、安全和交通等领域得到了广泛的应用。
未来,随着物联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术的进一步发展,态势感知将呈现出更广阔的发展前景。
赛博空间与赛博对抗2011-02-26网络战研究会会议论文集(2010)李耐和摘要:本文主要介绍了Cyberspace(赛博空间)的由来和演进、定义与特点、实现赛博空间作战能力的主要手段以及赛博空间对抗的理论与技术。
关键词:Cyberspace 赛博空间赛博空间作战作战能力理论技术作者简介:李耐和一、Cyberspace的由来和演进Cyberspace是加拿大作家威廉•吉布森(William Gibson)1984年在其科幻小说《神经症漫游者》(Neuromancer)中创造的一个词语。
20世纪90年代,学术界对Cyberspace概念进行了不断的探讨,当时形成的看法是,Cyberspace基本与互联网(internet)同义。
进入21世纪后,Cyberspace逐渐得到美国政府和军方的广泛重视,并随着对其认识的不断深入而多次对其定义进行修订。
2 003年2月,布什政府公布《保护Cyberspace国家战略》中,将Cyberspace定义为“由成千上万了互联的计算机、服务器、路由器、转换器、光纤组成,并使美国的关键基础设施能够工作的网络,其正常运行对美国经济和国家安全至关重要。
”2006年12月,美国参联会发布《Cyberspace行动国家军事战略》,指出:“Cyberspace是指利用电子学和电磁频谱,经由网络化系统和相关物理基础设施进行数据存储、处理和交换的域”。
2008年3月,美国空军发布《美空军Cyberspace战略司令部战略构想》,指出:“Cyberspace是一个物理域,该域通过网络系统和相关的物理性基础设施,使用电子和电磁频谱来存储、修改或交换数据。
Cyberspace主要由电磁频谱、电子系统以及网络化基础设施三部分组成。
”参见图1。
由此可见,对Cyberspace的认识经历了从传统的网络空间概念到一种涵盖所有电磁频谱的物理领域的过程。
图1 Cyberspace主要组成示意图二、Cyberspace的翻译从结构上看,Cyberspace由cyber和space两个词构成。
网络安全态势感知技术的研究在当今数字化高速发展的时代,网络已经成为人们生活、工作和社会运转不可或缺的一部分。
然而,随着网络的普及和应用的广泛,网络安全问题也日益凸显。
网络攻击手段不断翻新,攻击规模日益增大,给个人、企业乃至国家的信息安全带来了巨大的威胁。
在这样的背景下,网络安全态势感知技术应运而生,成为了保障网络安全的重要手段。
网络安全态势感知技术是一种对网络安全状态进行实时监测、分析和评估的技术。
它能够帮助我们全面了解网络的安全状况,及时发现潜在的安全威胁,并预测可能的安全风险。
简单来说,就像是给网络安装了一双敏锐的“眼睛”,让我们能够看清网络中的各种“风吹草动”。
要实现网络安全态势感知,首先需要进行数据采集。
这就好比是收集情报,只有掌握了足够多的信息,才能做出准确的判断。
数据的来源非常广泛,包括网络设备的日志、流量数据、系统配置信息、漏洞扫描结果等等。
这些数据就像是拼图的碎片,通过有效的手段将它们收集起来,才能拼凑出网络安全的全貌。
采集到数据后,接下来就是数据的预处理。
由于采集到的数据往往是杂乱无章、格式不一的,需要对其进行清洗、转换和整合,使其成为有价值、可分析的数据。
比如,去除重复的数据、纠正错误的数据、将不同格式的数据统一转换为标准格式等。
这一步骤就像是对收集来的情报进行筛选和整理,去除无用的信息,留下关键的线索。
在完成数据预处理后,就进入到了核心的分析阶段。
分析的方法多种多样,包括基于规则的分析、基于统计的分析、基于机器学习的分析等等。
基于规则的分析就像是按照既定的“法律法规”来判断数据是否异常;基于统计的分析则是通过对大量数据的统计特征进行分析,找出偏离正常范围的数据;而基于机器学习的分析则是让计算机通过学习大量的数据样本,自动发现潜在的安全威胁模式。
在分析的过程中,关联分析是一个非常重要的环节。
因为网络中的安全事件往往不是孤立存在的,它们之间可能存在着某种关联。
通过关联分析,可以将看似分散的安全事件联系起来,从而更全面、更深入地了解网络安全态势。
态势感知调研报告态势感知是指对周围环境和信息进行感知、收集、处理和分析,从而形成对当前态势的准确、全面、实时的认识和判断。
态势感知技术在军事、安防、交通等领域具有广泛的应用前景。
一、国内态势感知技术发展现状目前,我国在态势感知技术的研究和应用方面取得了一定的进展。
在军事领域,我国发展了一系列的用户感知手段,如雷达、卫星等,可实现对敌情、友情的感知;在安防领域,我国已经形成了较为完善的视频监控技术体系,可以通过监控摄像头对目标进行感知;在交通领域,我国开展了智能交通系统建设,可以通过车载传感器、摄像头等对道路交通状况进行感知。
二、国际态势感知技术发展趋势国际上,态势感知技术发展较为成熟。
在军事领域,各国广泛采用卫星、无人机等高空感知手段实时掌握敌情;在安防领域,各国普遍应用人脸识别、视频智能分析等技术,实现对特定目标的感知;在交通领域,一些发达国家已经实现了智能交通系统的全面运营,通过车辆互联、道路交通监测等手段实现对道路情况的全面感知。
三、国内态势感知技术发展的挑战与对策尽管我国在态势感知技术方面取得了一些进展,但仍面临一些挑战。
首先,我国在高精度感知技术方面相对滞后,需要加强研发。
其次,我国的态势感知系统建设仍存在一定的技术壁垒,需要加强与国际先进水平的合作与交流。
此外,我国在态势感知系统的数据处理和分析方面也存在一些问题,需要加强相关技术学科的培养与研究。
针对以上问题,我国需要采取一些对策来推动态势感知技术的发展。
首先,加强科技创新,增加对高精度感知技术的研发投入。
其次,加强与国际先进技术的学习与合作,争取引进相关技术和设备。
此外,加强对人才的培养,提高我国在数据处理、智能分析等方面的技术水平。
结论态势感知技术在军事、安防、交通等领域具有广泛的应用前景。
目前,我国在态势感知技术的研究和应用方面取得了一定的进展,但仍面临一些挑战。
因此,我国应加强科技创新,加强国际合作,加强人才培养,以进一步推动态势感知技术的发展。
空间电子技术SPACE ELECTRONIC TECHNOLOGY2012年第2期赛博空间中的信息获取与传输①周宇昌,王晓海,成跃进(中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室,西安710000)摘要:赛博空间是美军近年大力发展的一项新的军事作战理论。
赛博空间与航天紧密相关,军事作战的各个方面都在某种程度上受到航天和赛博空间能力的影响。
文章介绍了赛博空间的概念和特点,以及赛博空间的发展现状;通过对美军赛博空间中典型航天信息获取和传输系统的分析,探讨了发展我国赛博空间航天信息获取与传输能力的启示和应重点发展的一些关键技术。
关键词:赛博空间;发展现状;信息获取;信息传输;关键技术0引言进入21世纪以来,各种军事新概念、新理论、新技术的发展和提出,引起了世界各国的极大关注和广泛研究。
在这场新的军事革命中处于领先地位的美国,高度重视新的军事作战空间的出现和发展,特别是对近年发展迅速的赛博空间军事理论,美军开展了一系列的研究,制定了相关的政策和措施。
美国空军于2006年提出并成立了赛博司令部,并于2008年公布了《美国空军赛博司令部战略构想》[1],将赛博空间与海、陆、空、天并列为五大作战空间。
美军认为赛博空间是指信息环境内的全球领域,它由独立的信息技术基础设施网络组成,包括电磁频谱、电子系统以及网络化基础设施。
1赛博空间的基本概念和特点[2]赛博空间至今尚未有一个明确的定义。
按照Bencdikt的理解,“赛博空间是一个全球网络化的,由计算机创造并支撑的,通过计算机存储数据的,多维的,人工智能的虚拟空间。
赛博空间具有独特的空间特性,赛博空间可大可小,赛博空间所蕴涵的信息量是极其巨大的,其组织信息的结构与模式又是相当复杂的”。
进入21世纪后,赛博空间逐渐得到美国政府和军方的广泛重视,并随着对其认识的不断深入而多次对其定义进行修订。
2003年2月,布什政府公布的《保护赛博空间国家战略》中,将赛博空间定义为“由成千上万台互联的计算机、服务器、路由器、转换器、光纤组成,并使美国的关键基础设施能够工作的网络,其正常运行对美国经济和国家安全至关重要”。
态势感知中的数据融合和决策方法综述作者简介:盖伟麟(1987-),男,硕士研究生,主研方向:网络与信息安全,态势感知;辛丹、王璐,硕士研究生;刘欣,讲师、博士;胡建斌,副教授、博士。
收稿日期:2013-03-05 修回日期:2013-05-08 E-mail:gaiweilin54070225@态势感知中的数据融合和决策方法综述盖伟麟a,辛丹a,王璐b,刘欣a,胡建斌b(北京大学 a. 软件与微电子学院;b. 信息科学技术学院,北京 100871)摘要:在赛博空间态势感知的相关研究中,处理不确定、不精确的多源异构信息是态势认识过程中需要解决的一个重要问题。
为正确处理这些信息,提高对态势的认识,使得到的态势更具有正确性、时效性和全局性,研究数据融合方式和决策方式等现存的处理技术并进行综述。
数据融合包含贝叶斯网络、D-S 证据理论、粗糙集理论、神经网络、隐马尔科夫模型及马尔科夫博弈论等方式,决策方式涵盖认知心理学、逻辑学、风险管理等。
研究结果表明,目前的技术焦点呈现多样性,但在态势生成应用及验证方面仍有较大的改进空间。
关键词:赛博空间;态势感知;多源异构;数据融合;决策Review of Date Fusion and Decision-making Methodsin Situation AwarenessGAI Wei-lina, XIN Dana, WANG Lub, LIU Xina, HU Jian-binb(a. School of Software and Microelectronics; b. School of Electronics Engineering and Computer Science,Peking University, Beijing 100871, China)【Abstract】In the research of cyberspace situation awareness, how to deal with uncertain, inaccurate multi-source heterogeneous information is an important problem which needs to be solved in the process of situational understanding. In order to accurately handle withthe information, improve the awareness of the situation, make the situation more accuracy, timeliness and overall, the paper reviews theexisting technology focus, mainly including data fusion methods and decision-making methods. Data fusion methods mainly includes Bayesian network, D-S evidence theory, rough set theory, neural network, hidden Markov model and Markov game theory methods, and decision-making mainly includes cognitive psychology, logic and risk management methods. Research results show that current technologyfocuses present diversity, but still has great space for improvementin both the situation generation application and verification.【Key words】cyberspace; situation awareness; multi-source heterogeneous; data fusion; decision-makingDOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2014.05.005计算机工程Computer Engineering第40 卷第 5 期Vol.40 No.52014 年5 月May 2014·先进计算与数据处理·文章编号:1000-3428(2014)05-0021-05 文献标识码:A 中图分类号:TP311.131 概述赛博空间(cyberspace) 一词是由美国科幻小说作家William Gibson 创造的,指在计算机以及计算机网络里的虚拟现实,后来概念被普及和延伸,例如用来表示实时的网络空间等。
太空态势感知体系结构及发展趋势研究
一、太空态势感知体系结构
1.太空传感器网络:太空传感器网络是太空态势感知体系的核心部分,它主要负责实时采集和处理太空环境中的信息数据,以及实现对太空安全
状况的实时监控。
太空传感器网络的组成部分包括:无线电传感器、激光
雷达传感器、热像仪传感器、光学传感器、自动目标探测和识别系统以及
数据通信子系统等。
2.数据处理中心:数据处理中心是太空态势感知体系的第二重要部分,主要负责对太空环境采集的信息数据进行采集,分析和处理,以形成实时
的太空态势感知报告。
数据处理中心的职能包括:数据采集、存储、分析
和处理,以及与传感器网络的同步交互等。
3.战情监控台:战情监控台是太空态势感知体系的最后一个重要部分,它是以图形化的界面形式呈现太空环境状况的总控平台,它可以实现对太
空活动的实时监控和实时报警,增强战备能力。
第一章1、(综合题)冷兵器时代,热兵器时代,机械化时代,信息化时代2、(填空)信息化战争是信息化时代出现的全新的军事对抗形态,是指以信息化军队为主要作战力量,以指挥信息系统为基本支撑,以信息化武器装备为主要作战工具,以信息化作战为主要作战形式。
3、(填空)制约战争发展的两大主要因素:战争“迷雾”和战争阻力。
4、(简答)三域模型——画图物理域:就是作战行动所发生的物理空间,包括陆、海、空、天四维空间。
信息域:指信息存在的空间,是创建、应用和共享的区域。
认知域:是指存在于作战人员内心的认知域心理空间,包括对物理域的感知、认识、判断、决策等脑力行为,以及精神层面的信仰、价值观等,还包括领导力、士气、凝聚力、训练水平、作战经验、指挥意图的理解、作战规则及程序、技战术等。
5、(选择)摩尔定律(晶体管数目每18个月)、吉尔德定律(网络的传输容量每12个月)、梅特卡夫定律6、(简答/综合)信息化战争的特征(1)信息成为战争胜负的主导因素(2)作战指导由战损累积转向体系对抗(3)战场空间向全维化发展(4)指挥体系向扁平化发展(5)新作战样式的出现颠覆了传统的作战理论(6)高精度、高强度、快节奏成为信息化战争的外在特征7、(选择)“五环”打击理论8、(填空)赛博空间是指除陆、海、空、天以外的所有空间,包括计算机网、电信网等信息技术设施及其建立在其上的信息空间,还包括电磁空间。
一般认为赛博空间是虚拟的空间,即信息空间及电磁频谱空间。
9、(综合)指挥体系为什么向扁平化发展?在网络化的指挥信息系统支撑下,减少指挥层次,提高指挥跨度,具有横宽纵短的特点。
10、(填空/简答)三非作战非线性:相对于线性作战而言非对称:是指用不对称手段、不对等力量和非常规方法所进行的作战。
非接触:是指交战双方或一方借助指挥信息系统和高技术远程火力,在脱离和避免与敌军短兵相接的情况下,进行的超视距精确打击的作战方式。
11、(填空)全谱优势:行动优势,信息优势,决策优势12、(填空)美国军事转型主要包括创新作战理论、革新武器装备、改革编制体制三个方面,实质是从机械化向信息化转变。
网络安全中的态势感知与可视化技术研究在当今数字化时代,网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
然而,随着网络的广泛应用,网络安全问题也日益凸显。
网络攻击手段不断翻新,攻击规模和频率不断增加,给个人、企业和国家带来了巨大的威胁。
为了应对这些威胁,网络安全中的态势感知与可视化技术应运而生,成为了网络安全领域的研究热点。
一、网络安全态势感知的概念与意义网络安全态势感知是指在大规模网络环境中,对能够引起网络态势发生变化的要素进行获取、理解、评估和预测的过程。
它不仅仅是对网络安全事件的监测和告警,更是对网络安全态势的全面、深入理解和把握。
网络安全态势感知的意义在于,它能够帮助我们从全局的角度审视网络安全状况,及时发现潜在的威胁和风险,为网络安全决策提供有力的支持。
通过态势感知,我们可以了解网络中的资产分布、漏洞情况、攻击趋势等信息,从而有针对性地采取防范措施,提高网络的安全性和可靠性。
二、网络安全态势感知的关键技术(一)数据采集技术数据采集是网络安全态势感知的基础。
它包括从网络设备、主机系统、应用程序等多个来源收集各种类型的数据,如流量数据、日志数据、配置数据等。
为了确保数据的准确性和完整性,需要采用多种采集技术,如基于代理的采集、基于流量镜像的采集、基于 SNMP 的采集等。
(二)数据分析技术数据分析是网络安全态势感知的核心。
它需要对采集到的大量数据进行处理和分析,提取出有价值的信息。
数据分析技术包括数据挖掘、机器学习、关联分析、统计分析等。
通过这些技术,可以发现网络中的异常行为、攻击模式和潜在的威胁。
(三)态势评估技术态势评估是对网络安全态势进行定性和定量的评估。
它需要综合考虑网络中的各种因素,如资产价值、漏洞风险、攻击影响等,评估网络安全的整体状况。
态势评估技术包括风险评估模型、威胁评估模型、脆弱性评估模型等。
(四)态势预测技术态势预测是根据历史数据和当前态势,对未来网络安全态势的发展趋势进行预测。
doi:10.3969/j.issn.1671-1122.2012.03.012赛博空间态势感知技术研究张勇,丁建林(中国电子科技集团公司第三十八研究所数字技术部,安徽合肥 230088)摘 要:文章从赛博空间的概念和态势感知的流程出发,构建赛博空间态势感知框架,以安全检测和安全事件分析技术为支撑,提出多层次多角度的态势评估模型,在此基础上使用时间序列分析方法预测安全态势的发展趋势。
关键词:赛博空间;态势感知;态势评估;态势预测中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1671-1122(2012)03-0042-03Research on the Technology of Cyberspace Situation AwarenessZHANG Yong, DING Jian-lin( Department of Digital Technology, China Electronics Technology Group Corporation No.38 Research Institute,Hefei Anhui 230088, China)Abstract: This paper starts form the concept of cyberspace and the process situation awareness. Then, we build the framework of cyberspace situation awareness. Using security detection and security event analysis techniques,we propose multi-level and multi-angle situation evaluation model. Finally, using time series analysis we forecast thetrends of the security situation.Key words: cyberspace; situation awareness; situation evaluation; situation forecasting0 引言赛博空间(Cyberspace)一词最早出现在加拿大幻想小说作家吉布森在1981年所写的小说《燃烧的铬合金》,该词随着他1984年的出版的小说《神经漫游者》广为传播,他将微芯片、电脑、网络、黑客和机器人等组合成的空间称为赛博空间[1]。
20世纪90年代学术界对赛博空间的概念进行了的探讨,当时形成的观点认为赛博空间基本上与互联网同义,将其翻译为网络空间或电脑空间。
进入21世纪,赛博空间得到了美国政府和军方的重视,与其相关的研究逐步开展。
目前,对赛博空间的认识还在发展中,其概念和内涵在不断拓展,尚处于边摸索、边研究、边开发、边利用阶段。
赛博空间是一个类似于陆、海、空、天的真实存在的可操作的域,由电磁频谱、电子设备和系统、网络化基础设施等组成,以信息的创建、存储、修改、交换和利用为目的,实现对信息系统的控制。
赛博空间中的行动成为赛博战(Cyberwar),包括进攻行动和防御行动两个方面,进攻行动包括对敌方关键电子设备的动能打击、电子战、计算机网络攻击等,防御行动包括对己方关键设备的电磁防护、信息保障漏洞评估、通信保密、敌方攻击效果评估和攻击定位等。
实现并保持对赛博空间的控制,对于实施有效的作战行动至关重要,是开展各级战斗的基础,可以使己方在战场上达成预期效果,并降低和消除敌方进攻能力。
态势感知(Situation Awareness)是在一定的时间和空间条件下,对环境因素的感知、理解以及对其发展趋势的预测,态势感知源于战争中敌我双方攻防态势的估计,态势感知技术最早出现在航天飞行的人因(Human Factors)研究。
1988年,Endsley 把态势感知分成感知、理解和预测三个层次的信息处理[2]。
态势感知在军事战场、空中交通监管及通信等领域被广泛地研究。
1999年,Tim Bass首次提出了网络态势感知的概念,将网络态势感知与ATC态势感知进行了对比,并将空中交通监管中态势感知的成熟理论和技术应用到网络态势感知中[3]。
赛博空间的态势感知(Cyberspace Situation Awareness)是指由赛博空间中所有电子设备和电子系统的运行状况、设备行为以及用户行为等因素所构成的整体安全状态和变化趋势,通过多传感器多手段协同侦察的方式,对能够引起赛博空间态势发生变化的所有环境要素,进行获取、理解和评估,并预测其发展趋势。
1)对各种影响系统安全性的要素进行检测获取,安全要素包括电磁信号层、通信与网络协议层、信息层和行为层的安全信息;2)对采集到的多源安全信息采用分类、归并、关联分析等手段作者简介:张勇(1984-),男,安徽,博士,主要研究方向:赛博空间、网络安全、风险评估等;丁建林(1965-),男,山东,工程师,主要研究方向:网络安全、赛博空间、数字图形图像处理等。
进行融合,得到规范化的数据;3)对融合的数据进行综合分析,提取有用的信息,评估赛博空间的安全态势,并给出相应的应对措施;4)对赛博空间的安全态势的发展趋势进行预测,及时预警,预防大规模安全事件的发生,减轻赛博敌方行动的危害。
1 赛博空间态势感知体系框架赛博空间不同于传统的计算机网络,主要由电磁频谱、电子系统和网络化基础设施三部分组成。
电磁频谱涵盖现有通信和雷达使用的频率,是计算机网络在无线通信领域和无源探测领域的扩充。
电子系统除了传统的计算机系统外,还包括片上微系统和嵌入式系统等,网络化基础设施包括传统的计算机网络,还包括无线通信网、电力网、专用网、战地指控网、工业控制网和无线传感器网等。
赛博空间的态势感知在范围、广度和深度都是对网络安全态势感知的扩充。
在网络安全态势感知的流程的基础上,给出赛博空间态势感知的概念模型,如图1所示态势感知的流程包数据采集、态势理解、态势评估和态势预测四个部分。
图1 赛博空间态势感知的概念模型数据采集是通过各种检测工具,对影响网络安全的所有要素信息进行采集;态势理解是对各种网络安全要素数据进行处理,分析影响网络的安全事件;态势评估定性定量分析网络当前的安全状态和薄弱环节,并给出相应的解决方案;态势预测预测网络安全状况的发展趋势[4]。
以工作流程为主线,辅以对应的要素关系的分析和平台建设的关键技术支撑模块,构建如图2所示的赛博空间态势感知体系框架。
图2中方案是态势感知的依据和指导,方案的生成是一个人工的过程,主要依据国家相关的法规标准、技术规范和信息系统的属性特点,在对法规、标准、规范和信息系统特性深入研究的基础上,设计调查问卷,通过问卷调查的方式确定态势感知的需求,有针对性的制定态势感知方案。
检测是态势感知的前提,检测的目的是获取态势感知所需的各种数据,包括网络化基础设施的拓扑结构、己方电子系统和设备运行状态、敌方的电磁干扰和各类入侵等数据。
数据来源包括现场实测的数据和信息系统产生的历史数据。
检测手段包括资产识别、威胁识别、脆弱性识别、日志查看和渗透测试等。
理解是态势感知的基础,理解的目的是获取影响态势的安全事件数据,安全事件是对赛博空间各类攻击的抽象,通过对原始检测数据进行数据级的融合,得到规范化的数据集合,然后依据资产、威胁、脆弱性三者之间的关联关系,通过关联分析得到安全事件序列。
评估是态势感知的核心,评估的目的是根据测试数据,对赛博空间安全态势进行评估。
采用基于多层次多角度的态势评估模型,根据不同的应用需求和背景,从各个方面赛博空间的安全态势,并给出应对措施。
预测是态势感知的最终目标,根据历史评估数据,采用时间序列分析方法,对赛博空间安全态势的变化规律进行分析,预测态势的变化趋势,在发生大规模安全事件之前及时预警。
2 安全检测与安全事件分析安全检测与多源数据融合是态势感知的基础,安全检测对赛博空间内敌我双方电子系统和设备运行状态、信息资源和设备的薄弱环节、赛博武器和赛博攻击手段等等做详细的侦察和测试,确定赛博空间中有价值的信息和资源的位置,探明己方薄弱环节,检测敌方各类恶意的入侵和攻击。
安全检测技术包括资产识别、电子干扰测试、脆弱性扫描、渗透测试、威胁检测、入侵检测和电子干扰测试、电磁波截获、辐射源定位等技术。
所有安全检测设备都称为传感器,包括雷达、电子战飞机、无线传感器、入侵检测系统、漏洞扫描器、防火墙和病毒检测软件等。
由于传感器的多样性导致检测结果数据量大、结构复杂、差异性大,并且存在冗余、不一致和错误的数据,很难直接用于态势评估,多源数据融合技术对原始检测数据的预处理,合并相关项,去除冗余项,修正错误项,得到规范化的数据集。
在经过多源数据融合处理后,所有的检测数据都归类到资产、威胁和脆弱性三类数据集中。
资产是具有价值的设备或信息,是安全策略保护的对象,是敌方攻击的目标,在赛博空间中所有有形的电子系统和无形的信息都抽象为资产。
资产通过资产标识、资产名称和资产价值来描述,资产价值是资产最基本的属性,通过资产被攻击后造成的损失衡量,是一个向量结构,使用信息保障中的保密性、完整性、可用性、可认证性和不可否认性五个指标来衡量资产的价值[5]。
威胁是对资产造成安全损害的外因,是敌方实施的赛博攻击的量化表征。
威胁通过威胁标识、威胁名称、威胁所在的资产标识、威胁利用的脆弱性标识和威胁发生概率来描述,威胁所在的资产标识表示威胁的位置;威胁利用的脆弱性标识表示威胁造成损害的内在条件,只有威胁利用的脆弱性存在,威胁才能造成损害,在某个资产上,当只检测到威胁而没有检测到该威胁利用的脆弱性时,威胁将不会对该资产造成损害;威胁发生概率表示威胁发生的可能性,在某个资产上,当只检测到脆弱性没有检测到利用该脆弱性的威胁时,则认为相应的威胁可能发生,并对资产造成潜在的损害,发生可能性为威胁发生概率。
脆弱性是对资产造成安全损害的内因,是己方赛博空间中薄弱环节的量化表示。
脆弱性通过脆弱性标识、脆弱性名称、脆弱性所在资产的标识、利用该脆弱性的威胁标识和脆弱性影响来描述,脆弱性所在资产的标识表示脆弱性的位置;利用该脆弱性的威胁标识表示脆弱性造成安全损害的外在条件;脆弱性的影响表示如果该脆弱性被威胁成功利用后,对相应的资产造成的损失,包括对资产保密性、完整性、可用性、可认证性和不可否认性五个方面造成的影响。
当资产同时存在威胁和相关的脆弱性时,威胁通过脆弱性对资产的安全性造成损害;当资产只存在威胁而不存在相关的脆弱性时,威胁不会对资产造的安全性成损害;当资产只存在脆弱性而不存在相关的威胁时,资产存在安全隐患,安全性可能受到损害。