基于網絡熵的計算機網絡攻擊效果定量評估方法分析

摘 要：本文主要通過假設成立基于網絡熵的計算機網絡攻擊效果定量評估模型，在對于計算機網絡受攻擊前后的安全特性變化分析的情況下，實現對于網絡熵概念的闡釋，同時通過對于網絡安全性能指標體系的選擇簡化實施，應用層次分析法進行網絡熵差的分析計算，最后通過對于基于網絡熵的計算機網絡攻擊效果定量評估方法模型的實際計算檢驗，在證明該模型方法在實際評估應用中的適用性后，實現對于基于網絡熵的計算機網絡攻擊效果的定量評估方法分析與研究。

關鍵詞：網絡熵 計算機網絡 攻擊 安全性 效果 定量評估 方法 分析

中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0018-01

隨著計算機技術以及網絡信息技術在實際應用中的不斷發展進步，計算機網絡安全的要求也隨之提高。比如，在信息安全領域，對于信息安全的內涵理解就在不斷的延伸擴展，由原來的對于信息安全的保密性理解，逐漸擴展成為不僅包含信息保密性，更包括信息的完整性以及可用性、可靠性、不可否認性等，同時在進行信息安全保護的過程中，也逐漸發展并包含了對于信息攻擊以及防范、檢測、控制、管理、評估等多方面的安全防護理論以及技術等。在現代的信息管理系統中，對于信息安全的管理主要核心就是對于信息安全密碼的應用與管理，實現對于信息安全密碼的應用管理，首先需要通過進行可信信息系統的建立與評估，在此基礎上，實現對于信息密碼安全管理。計算機網絡攻擊效果的評估是信息系統安全綜合評估的重要組成部分，進行計算機網絡攻擊效果的評估，不僅有利于提高計算機信息系統在復雜網絡環境下的突發網絡攻擊應對能力，而且對于計算機網絡攻擊反擊也具有一定的應對參考作用。

1 計算機網絡安全性能指標的選取分析

在進行計算機網絡攻擊效果的定量評估過程中，要實現對于計算機網絡攻擊效果的評估分析，首先需要通過選取計算機網絡安全性能指標因素，對于計算機網絡攻擊前后的安全變化情況進行分析的基礎上，才能實現對于計算機網絡攻擊效果的評估。

通常情況下，進行計算機網絡攻擊的目的，就是為了破壞計算機網絡的安全特性，是計算機網絡失效或者是達到降低的效果。因此，通過對于計算機網絡攻擊前后安全性能指標的選取分析，來實現對于計算機網絡攻擊前后安全性能的變化描述，并且計算機網絡攻擊前后的安全性能指標差值，就是進行計算網絡攻擊效果評價的重要標準。本文主要通過系統分析法，通過對于計算機網絡安全機制的研究分析，通過計算機網絡安全機制以及準則、指標三級特性，實現對于計算機網絡攻擊效果的評估。通常情況下，計算機網絡安全機制主要包含計算機網絡的放繞過性、防篡改性以及可驗證性、正確性、可用性等各種性能機制，而計算機網絡安全的準則則主要包含防更改性、多樣性以及隔離性、多重性、強制性等各要素，而通常情況下，根據計算機網絡安全指標的測量結果，對于計算機網絡的安全特性又可以分為布爾型、實數型以及分級數值等各種類型，并且在進行網絡安全性能指標的選取過程中，進行安全性能指標的選取，還需要根據整體性或者是時效性等選擇原則要求進行選取實施，比較麻煩并且繁雜，在實際選擇評估應用中，需要注意結合指標選取實際情況進行簡化選取實施。

2 基于網絡熵的網絡攻擊效果計算分析

2.1 網絡熵的含義概述

通常情況下，在進行計算機網絡攻擊效果的評估過程中，進行網絡安全性能指標的簡化選取之后，由于進行網絡攻擊效果的評估只是對于網絡攻擊前后的安全性能變化的評估分析，因此，評估分析過程中可以使用網絡熵對于網絡安全性能情況進行描述評價，通常情況下網絡熵的值越小，那么就表示計算機網絡系統的安全性能越好，而一旦計算機網絡在服務運行過程中受到攻擊，那么網絡服務的性能就會下降，同時計算機網絡系統的穩定性就會受到破壞，網絡熵值也會增加。一般用下列公式（1）所示的網絡熵差值對于計算機網絡攻擊效果進行表示描述。

2.2 單個網絡安全指標網絡熵差計算方法

在計算機網絡安全性能指標因素中，根據計算機網絡安全機制以及準則等的不同，會有各方面不同的對于網絡安全性能產生影響的重要指標因素，比較復雜并且繁多，因此，在實際計算機網路安全性能指標的選取中，應注意進行簡化選擇。以計算機網絡系統的可用性為例，在確定網絡安全可用性的影響指標后，對于網絡熵差值的計算方法如下。

根據計算機可用性的影響指標因素情況，主要有網絡數據吞吐量、網絡信道利用率以及網絡延遲情況、延遲抖動頻率等，其中用S1表示計算機網絡攻擊前的吞吐量情況，用S2計算機網絡攻擊后的吞吐量情況，根據相關要求原則，那么網絡數據流量在該項指標的攻擊效果可表示為下列公式（2）所示。

2.3 計算機網絡系統的網絡熵差值計算

根據上述對于計算機網絡安全性能單個指標的網絡熵差值計算表示分析，在進行整個計算機網絡系統的網絡熵差值的計算中，就是在進行安全性能指標權重值確定的情況下，通過對于計算機網絡安全性能指標的權重因素的網絡熵差值計算，來實現對于計算機網絡系統網絡熵差值的計算描述。如下公式（4）所示，就是系統網絡熵為H情況下，用H’表示網絡攻擊后系統的網絡熵值，那么對于網絡攻擊效果的計算就可以表示為如下公式所示。

3 結語

總之，基于網絡熵的計算機網絡攻擊效果定量評估方法，是通過網絡熵描述理論，在對于計算機網絡安全性能指標權重因素的定量計算分析基礎上實現的，對于計算機網絡攻擊效果的評估具有一定的適用性。

參考文獻

[1]張義榮，鮮明，王國玉.一種基于網絡熵的計算機網絡攻擊效果定量評估方法[J].通信學報，2004（11）.

[2]王桐桐.計算機網絡安全面臨的問題及防范措施[J].都市家教，2012（9）.

[3]黃祖文.計算機網絡運行中常見安全威脅與防范措施[J].中國新通信，2012（22）.

[4]楊歐.基于CDIO模式的計算機網絡安全技術教學研究與實踐[J].新校園，2012（8）.

[5]武保錠.計算機網絡的安全防范策略與被攻擊防御技術研究[J].電腦知識與技術，2012（5）.