基于贝叶斯网络和支持向量机的网络安全态势评估和预测方法研究
发布时间：2021-07-19 09:43
随着经济的发展,计算机走进了千家万户,网络的开放、共享和互连程度越来越高,给人们的生活、工作都带来了极大的便利,但是随之而来的各种各样的网络安全事件不断发生,网络的安全性面临着极大的挑战。网络安全态势感知技术在这一环境背景下出现,这一技术的研究对研究网络安全具有重要的意义。网络安全态势感知就是对会影响大规模网络的安全态势的安全要素进行获取,并通过数据的融合、挖掘以及分析,最后利用可视化技术显示出来达到预测未来的趋势的目的。本文主要通过贝叶斯网络以及支持向量机方法来对网络安全态势进行评估和预测,具体研究工作如下:1、提出了基于贝叶斯网络的网络安全态势感知模型。运用随机森林方法挖掘影响网络安全的因素,并利用贝叶斯网络方法对影响网络安全的因素进行关联、重组和分析,从而获取最准确详细的网络安全态势信息。利用随机森林方法可以处理多特征数据,且不用特征选择,训练完可以给出重要的特征,同时通过并行化方法可以快速的训练,这样可以提高构建贝叶斯网络的速度。对网络中的不确定性安全态势,利用贝叶斯方法作为推理工具,并可以通过贝叶斯的评分函数来修正网络拓扑结构,最后通过量化分析来获得网络安全态势值。2、提出了...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Endsley态势感知过程图
南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络安全态势感知相关理论与技术8图2-1所示，描绘了这三层模型。图2-1Endsley态势感知过程图态势感知一般被用在观察、导向和决策行动上，它是一个动态变化的过程，不同的模型，不同人的不同经验和知识获得的态势感知也不一样。2.1.2网络安全态势感知概念2000年，TimBass综合态势感知与网络安全技术首次提出了网络安全态势感知的概念，同时他还在他的一篇论文中基于多传感器数据提出了网络安全态势感知的五层框架模型[3]，即：数据采集、安全事件对象提娶态势提娶威胁评估和资源管理，为后来的研究人员指明了更加详细的研究方向，如图2-2所示：图2-2TimBass网络安全态势感知模型目前对网络安全态势感知的概念没有统一且全面的定义，通过结合态势感知概念可以得到对其基本的描述：网络安全态势感知是对网络安全要素进行采集与综合分析，然后评估网络安全状况，预测其发展趋势，并将其可视化展示给用户，
南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络安全态势感知相关理论与技术15关系的不确定性处理模型，是一个有向无环图(DirectedAcyclicGraph，DAG)，由表示变量的结点和连接这些结点有向边构成，它是一种概率图模型[37]。由结点来表示随机变量，连接父结点到子结点结点之间的有向边来表示结点之间的关系，条件概率表示相互之间关系的强度，若没有父结点则用先验概率来进行信息表达。如图2-3所示的简单的贝叶斯网络结构：图2-3贝叶斯网络结构图贝叶斯网络的数学表达是：令G=<I,E>来表示有向无环图，I表示图中所有结点的集合，E表示有向边的集合，令X=(Xi)i∈I作为有向无环图中的任意一个结点i所代表的随机变量，这些变量可以是可观察变量、隐藏变量、未知参数等，因果（或非条件独立）的变量或命题通过箭头连接。如果两个结点之间有箭头连接，则表示一个结点是“父结点”，另一个是“子结点”，这两个节点将产生一个条件概率值[41]。对于任意的随机变量，其联合概率可由各自的局部条件概率分布相乘而得出：P(x1,...,xi)=P(xi|x1,...,xi1)...P(x2|x1)P(x1)贝叶斯网络的结构形式主要包括以下几种：head-to-head、tail-to-tail、head-to-tail，如图2-4、图2-5、图2-6所示。图2-4head-to-head结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传算法的文本特征选择[J]. 刘成锴,王斌君,吴勇. 科学技术与工程. 2019(33)
[2]大数据环境下云计算网络安全入侵检测系统设计[J]. 朱敏. 内蒙古民族大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]遗传算法在优化问题中的应用综述[J]. 李岩,袁弘宇,于佳乔,张更伟,刘克平. 山东工业技术. 2019(12)
[4]入侵检测技术在网络安全中的应用分析[J]. 王朱劳. 数字技术与应用. 2019(01)
[5]并行化遗传算法研究综述[J]. 冯智莉,易国洪,李普山,黎慧源,代瑜. 计算机应用与软件. 2018(11)
[6]基于支持向量机和自适应权重的网络安全态势评估模型[J]. 胡柳,周立前,邓杰,李瑞,赵正伟. 计算机系统应用. 2018(07)
[7]网络安全态势感知技术研究与应用[J]. 宋进,唐光亮. 通信技术. 2018(06)
[8]2017年我国互联网网络安全态势综述[J]. 王小群,丁丽,李佳,王适文. 保密科学技术. 2018(05)
[9]网络安全态势感知研究综述[J]. 舒航,王颖颖,程鲁鑫. 福建电脑. 2017(08)
[10]大数据环境下网络安全态势感知研究进展[J]. 潘峰,李涛. 保密科学技术. 2016(04)
博士论文
[1]基于数据挖掘的网络入侵检测关键技术研究[D]. 郭春.北京邮电大学 2014
[2]随机森林算法优化研究[D]. 曹正凤.首都经济贸易大学 2014
[3]网络安全态势感知技术研究[D]. 司加全.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]网络安全态势评估模型研究[D]. 冯波.电子科技大学 2014
[2]基于自适应遗传BP神经网络的文本分类方法研究[D]. 朱敏.南昌大学 2010
本文编号：3290472
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Endsley态势感知过程图
南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络安全态势感知相关理论与技术8图2-1所示，描绘了这三层模型。图2-1Endsley态势感知过程图态势感知一般被用在观察、导向和决策行动上，它是一个动态变化的过程，不同的模型，不同人的不同经验和知识获得的态势感知也不一样。2.1.2网络安全态势感知概念2000年，TimBass综合态势感知与网络安全技术首次提出了网络安全态势感知的概念，同时他还在他的一篇论文中基于多传感器数据提出了网络安全态势感知的五层框架模型[3]，即：数据采集、安全事件对象提娶态势提娶威胁评估和资源管理，为后来的研究人员指明了更加详细的研究方向，如图2-2所示：图2-2TimBass网络安全态势感知模型目前对网络安全态势感知的概念没有统一且全面的定义，通过结合态势感知概念可以得到对其基本的描述：网络安全态势感知是对网络安全要素进行采集与综合分析，然后评估网络安全状况，预测其发展趋势，并将其可视化展示给用户，
南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络安全态势感知相关理论与技术15关系的不确定性处理模型，是一个有向无环图(DirectedAcyclicGraph，DAG)，由表示变量的结点和连接这些结点有向边构成，它是一种概率图模型[37]。由结点来表示随机变量，连接父结点到子结点结点之间的有向边来表示结点之间的关系，条件概率表示相互之间关系的强度，若没有父结点则用先验概率来进行信息表达。如图2-3所示的简单的贝叶斯网络结构：图2-3贝叶斯网络结构图贝叶斯网络的数学表达是：令G=<I,E>来表示有向无环图，I表示图中所有结点的集合，E表示有向边的集合，令X=(Xi)i∈I作为有向无环图中的任意一个结点i所代表的随机变量，这些变量可以是可观察变量、隐藏变量、未知参数等，因果（或非条件独立）的变量或命题通过箭头连接。如果两个结点之间有箭头连接，则表示一个结点是“父结点”，另一个是“子结点”，这两个节点将产生一个条件概率值[41]。对于任意的随机变量，其联合概率可由各自的局部条件概率分布相乘而得出：P(x1,...,xi)=P(xi|x1,...,xi1)...P(x2|x1)P(x1)贝叶斯网络的结构形式主要包括以下几种：head-to-head、tail-to-tail、head-to-tail，如图2-4、图2-5、图2-6所示。图2-4head-to-head结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传算法的文本特征选择[J]. 刘成锴,王斌君,吴勇. 科学技术与工程. 2019(33)
[2]大数据环境下云计算网络安全入侵检测系统设计[J]. 朱敏. 内蒙古民族大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]遗传算法在优化问题中的应用综述[J]. 李岩,袁弘宇,于佳乔,张更伟,刘克平. 山东工业技术. 2019(12)
[4]入侵检测技术在网络安全中的应用分析[J]. 王朱劳. 数字技术与应用. 2019(01)
[5]并行化遗传算法研究综述[J]. 冯智莉,易国洪,李普山,黎慧源,代瑜. 计算机应用与软件. 2018(11)
[6]基于支持向量机和自适应权重的网络安全态势评估模型[J]. 胡柳,周立前,邓杰,李瑞,赵正伟. 计算机系统应用. 2018(07)
[7]网络安全态势感知技术研究与应用[J]. 宋进,唐光亮. 通信技术. 2018(06)
[8]2017年我国互联网网络安全态势综述[J]. 王小群,丁丽,李佳,王适文. 保密科学技术. 2018(05)
[9]网络安全态势感知研究综述[J]. 舒航,王颖颖,程鲁鑫. 福建电脑. 2017(08)
[10]大数据环境下网络安全态势感知研究进展[J]. 潘峰,李涛. 保密科学技术. 2016(04)
博士论文
[1]基于数据挖掘的网络入侵检测关键技术研究[D]. 郭春.北京邮电大学 2014
[2]随机森林算法优化研究[D]. 曹正凤.首都经济贸易大学 2014
[3]网络安全态势感知技术研究[D]. 司加全.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]网络安全态势评估模型研究[D]. 冯波.电子科技大学 2014
[2]基于自适应遗传BP神经网络的文本分类方法研究[D]. 朱敏.南昌大学 2010
本文编号：3290472
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