基于攻击树的核电厂DCS系统信息安全脆弱性分析

随着计算机在核电仪控系统中的广泛运用,其信息安全问题受到越来越大的挑战.提出一种基于攻击树的核电仪控系统信息安全脆弱性分析方法,旨在对系统信息安全脆弱性进行量化分析.该方法首先给叶节点赋予三个不同属性,然后采用模糊层次分析法计算各攻击事件属性的权值.最后计算出叶节点、根节点及攻击路径发生概率.实际案例分析表明:计算得出的结果即给出了各节点和攻击路径发生的概率,还指出了攻击者最有可能采取的攻击路径,证明了该方法是合理可行的.基于攻击树的核电仪控系统信息安全脆弱性分析方法对系统管理者建设防御措施有积极的指导意义.     

基于博弈模型的网络安全最优攻防决策方法

为了有效地实施网络安全风险管理,降低安全风险损失,该文基于博弈理论,通过分析攻击者和防御者的攻防交互,设计了一种网络安全最优攻防决策方法。该方法首先根据网络的拓扑信息、节点的可达关系和脆弱性信息,生成网络的状态攻防图,计算攻防图中各原子攻击成功的概率和危害指数,从而得出所有可能攻击路径的成功概率和危害指数,进一步计算不同网络安全状态下攻防双方采取不同攻防策略的效用矩阵。根据状态攻防图,基于非合作非零和博弈模型,提出了一种最优攻防决策算法,结合脆弱点的防控措施,生成了最优攻防策略。通过一个典型的网络实例分析了该方法在网络安全风险管理中的应用。实验结果表明:该方法能够有效地生成最优的攻防决策方案。     

基于攻击图的APT脆弱节点评估方法

高级可持续性威胁(advanced persistent threat,APT)具有行为隐蔽性强、攻击周期持久的特点,增加了攻击检测的难度.据此,引入攻击图理论评估网络系统在APT攻击下的脆弱节点,提出了一种基于攻击图的APT脆弱节点评估方法,有效地提高了发现攻击的概率.对APT攻击行为的异常特征进行提取和定义,对目标网络系统建立风险属性攻击图(risk attribute attack graph,RAAG)模型;基于APT攻击行为特征的脆弱性对系统节点的行为脆弱性进行评估,并以通用漏洞评分系统(common vulnerability scoring system,CVSS)标准做为参照评估系统节点的通联脆弱性;基于上述2个方面的评估,计算系统中各节点的整体脆弱性,并发现目标网络系统在面向APT攻击时的脆弱节点.实验结果表明,所提方法能够对APT攻击行为特征进行合理量化,对系统节点的脆弱性进行有效评估,在APT攻击检测率上有较好表现.     

基于攻击路径图的入侵意图识别

为了预测攻击者高层次的攻击目标,感知网络的安全态势,提出入侵意图识别方法.给出入侵意图的概念及其分类,提出一种基于层次化的攻击路径图.利用攻击路径图对攻击者的意图可达性、意图实现概率、意图实现的最短路径和攻击路径预测进行定量分析.应用有向图的最小割理论制定防护措施阻止攻击者意图的实现,为管理员的决策提供依据.实验验证了该方法的可行性和有效性.     

基于攻击图的网络渗透模型分析方法研究

传统的安全分析方法在对渗透攻击进行评估时,缺乏考虑渗透攻击所需先决条件和攻击所需多样性的渗透方法.基于此首先对渗透攻击进行建模,构建了基于图论思想的攻击图渗透模型,并讨论了渗透过程对应的状态变迁序列.根据渗透攻击图模型采用Markov数学模型分析网络状态,获得网络安全性整体评估结果,同时根据检测模块计算漏洞可用性概率和攻击成功概率,从而更加准确地量化渗透成功概率.     

一种基于脆弱点依赖图的脆弱性评估方法

为弥补目前网络脆弱性评估系统比较简单、评估结果不全面不准确的不足,提出一种基于脆弱点依赖图的网络脆弱性评估方法,并在该评估方法基础上开发出相应的评估系统.该方法吸收了通用弱点评价体系(CVSS)的优势,同时与目标网络的脆弱点依赖图很好地结合起来,可对网络脆弱性做出一个客观评价.在计算过程中,该方法将脆弱性可利用性和脆弱性影响分开计算,并与实际目标网络中的脆弱点依赖图相结合,从而使得计算值更有参考和实用价值.     

基于攻击模拟的网络安全风险分析方法研究

提出了一种基于攻击模拟的网络安全风险分析方法.在提取目标系统及其弱点信息和攻击行为特征的基础上,模拟攻击者的入侵状态改变过程,生成攻击状态图,并给出其生成算法.利用攻击状态图识别出了潜在的威胁及其所涉及的主体、客体和行为,经过定量评估得到各种入侵路径的风险程度,为分析风险状况和制定风险控制策略提供了依据.通过典型实验环境,验证了该模型的实用性及有效性.     

一种防范多阶段网络攻击的综合分析方法

提出了一种防范多阶段网络攻击的综合分析方法，首先捕获系统漏洞、攻击者的能力、以及这些信息之间的关系，将其模型化；然后利用改进的模型检测器NuSMV自动产生只包含能对系统造成危害的漏洞的攻击链；最后以攻击链为基础建立简化的攻击树，通过将攻击树量化进行风险评估、可靠性评估、最短路径分析等等。仿真实验表明该方法不仅能够有效的防范多阶段攻击，而且能够对网络进行脆弱性评估。     

一种快速且安全的概率标记追溯技术

现有的包标记技术,如概率包标记方法(PPM)、基于TTL的包标记方法(TPM)和动态概率包标记方法(DPPM),不能快速重构攻击路径和防御攻击者伪造标记。该文提出了自适应概率标记方法(APMS)。数据包在进入网络时,其TTL值在第1跳路由器被修改为统一值,中继路由器能够推断出接收的数据包在网络中已传送的跳数,并自适应地以跳数的倒数为概率,标记该数据包。APMS方法中,受害者平均接收最少的攻击包即可重构攻击路径,并可完全消除攻击者伪造标记所带来的影响。NS2模拟实验证明:使用APMS方法,受害者收集齐重构攻击路径所需标记耗费的时间比其他方法要少20%以上,并且攻击者伪造的标记不能到达受害者,从而不会对受害者重构攻击路径产生影响。     

基于权限提升矩阵的攻击图生成方法

目前的攻击图生成算法的复杂度较高,难以应用于大规模网络环境的攻击图生成.本文对攻击图构建过程进行了研究,在攻击模式库和目标环境描述模型的基础上,提出了基于权限提升矩阵的攻击图生成方法,以矩阵描述攻击过程中攻击者的权限提升过程,能够以较低的算法复杂度生成攻击图.搭建实验网络,验证了本文算法的攻击图生成过程.