人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)空間安全防御中的實(shí)踐探究

牛文

摘 要：文章就人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)空間安全防御中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行討論，在對(duì)人工智能技術(shù)加以了解的同時(shí)，對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討和描述，希望能夠進(jìn)一步提高人工智能技術(shù)的應(yīng)用效果，為網(wǎng)絡(luò)空間的安全防御提供有力支持。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);網(wǎng)絡(luò)空間;安全防御

0 引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，其在社會(huì)各界中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，并對(duì)各行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。但隨之而來(lái)的還有各種各樣的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，這些安全問(wèn)題的出現(xiàn)，不僅會(huì)對(duì)企業(yè)的信息安全產(chǎn)生威脅，還可能會(huì)為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。也正因如此，網(wǎng)絡(luò)安全成了社會(huì)各界重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。而想要有效地保障網(wǎng)絡(luò)安全，就必須要做好網(wǎng)絡(luò)空間的安全防御工作。這種目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要有先進(jìn)的技術(shù)手段作為支持，尤其是人工智能技術(shù)，對(duì)其加強(qiáng)應(yīng)用，能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)空間的安全防御效果，因此，有必要針對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入的研究。

1 人工智能技術(shù)

1.1 相關(guān)概念

人工智能技術(shù)涉及諸多內(nèi)容，包括智能模擬、科研研究以及技術(shù)拓展等，主要是一種以人工智能理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用多種學(xué)科內(nèi)容的技術(shù)手段，屬于計(jì)算機(jī)學(xué)科的重要分支。人工智能技術(shù)，具體可以分為人工及智能兩部分，其中前者的含義較為簡(jiǎn)單，即人工制造。而后者則較為復(fù)雜，涉及思維、意識(shí)、自我，乃至無(wú)意識(shí)思維等內(nèi)容。之所以人工智能技術(shù)能夠受到社會(huì)各界的認(rèn)可與青睞，主要是由于其本身具有強(qiáng)大的自動(dòng)化設(shè)計(jì)以及機(jī)械學(xué)習(xí)功能。雖然該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng)，但其代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械設(shè)備及人工解決實(shí)際問(wèn)題的能力卻不容忽視。通過(guò)人工智能技術(shù)，用戶能夠從變化的環(huán)境中獲取信息資源，在與外界進(jìn)行交流互動(dòng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的自動(dòng)化處理，這不僅能夠提高信息數(shù)據(jù)的分析效率，還能為用戶提供更多有價(jià)值的信息。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.2.1 能夠提升系統(tǒng)協(xié)作能力

網(wǎng)絡(luò)空間在構(gòu)成方面較為復(fù)雜，所以，在落實(shí)安全防御措施的過(guò)程中，需要應(yīng)用和考慮的內(nèi)容也相對(duì)較多。在這種情況下，受到系統(tǒng)功能及型號(hào)差異的影響，各設(shè)備間的指令執(zhí)行及通信往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊的時(shí)效性，導(dǎo)致安全防御系統(tǒng)的效用難以得到有效的發(fā)揮。而應(yīng)用人工智能技術(shù)，則可以對(duì)層級(jí)化的管理方式加以落實(shí)，提高系統(tǒng)的整體協(xié)作能力，確保網(wǎng)絡(luò)空間在受到攻擊時(shí)，能夠快速執(zhí)行安全防御措施，使網(wǎng)絡(luò)攻擊能夠得到有效的防御或控制，以此來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)空間的安全性[1]。

1.2.2 對(duì)模糊信息具有較強(qiáng)的處理功能

對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間中的安全防御而言，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)入侵信息是最為有效的防御措施，但該項(xiàng)措施的應(yīng)用卻具有較大的難度。且想要對(duì)網(wǎng)絡(luò)入侵信息進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，需要安全防御系統(tǒng)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)判定網(wǎng)絡(luò)空間中的信息性質(zhì)。而傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)在海量數(shù)據(jù)處理及相關(guān)監(jiān)測(cè)指標(biāo)建立方面具有較大的難度，并不能滿足監(jiān)測(cè)預(yù)警的相關(guān)需求。而應(yīng)用人工智能技術(shù)，則可以利用其中的深度學(xué)習(xí)以及機(jī)械學(xué)習(xí)功能，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)進(jìn)行有效的完善，并通過(guò)自然語(yǔ)言處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)模糊信息的有效處理，以此達(dá)到深入剖析模糊信息的目的。在此基礎(chǔ)上，再應(yīng)用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)批量信息進(jìn)行打包和計(jì)算，能夠避免出現(xiàn)海量數(shù)據(jù)無(wú)法篩選的情況。

1.2.3 能夠強(qiáng)化系統(tǒng)在非線性網(wǎng)絡(luò)方面的處理能力

我國(guó)在網(wǎng)絡(luò)空間方面主要使用的是拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由于其是非線性結(jié)構(gòu)，所以復(fù)雜程度相對(duì)較高，這也在一定程度上提高了安全防御系統(tǒng)的建設(shè)難度。而對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，則可以強(qiáng)化安全防御系統(tǒng)對(duì)非線性網(wǎng)絡(luò)的處理能力。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間安全進(jìn)行有效維護(hù)的同時(shí)，減少拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)計(jì)算對(duì)時(shí)間的消耗，使系統(tǒng)獲得更快的反應(yīng)速度，進(jìn)而達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)空間穩(wěn)定性和安全性的目的[2]。

2 人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)空間安全防御中的具體應(yīng)用

對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間實(shí)施的安全防御措施，主要是一種以網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)以及各類信息為保護(hù)對(duì)象的技術(shù)手段，其可以對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的非法行為進(jìn)行監(jiān)視和處理。而利用人工智能技術(shù)對(duì)相關(guān)安全防御系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)化，能夠使網(wǎng)絡(luò)空間的安全性得到進(jìn)一步提升，具體如下。

2.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)的發(fā)展時(shí)間相對(duì)較早，在人工智能技術(shù)中屬于較為成熟的技術(shù)手段。其主要是由知識(shí)庫(kù)以及推理機(jī)等內(nèi)容構(gòu)成，結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医o出的知識(shí)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)專家決策過(guò)程的有效模擬，并給出具備專家水準(zhǔn)的答案。與此同時(shí)，專家系統(tǒng)中的知識(shí)表示大多是以規(guī)則為基礎(chǔ)的，所以，知識(shí)的質(zhì)量會(huì)對(duì)該系統(tǒng)的能力造成直接的影響。而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)空間中的安全防御而言，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全方面的專家知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)對(duì)專家系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，即可為網(wǎng)絡(luò)防御系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供良好的服務(wù)。通過(guò)該系統(tǒng)能夠?qū)Ω咚降臎Q策方案進(jìn)行編制，從而為安全防御措施的有效落實(shí)提供支持。

例如NIDES系統(tǒng)。該系統(tǒng)就是專家系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)安全防御方面的一種典型應(yīng)用，該系統(tǒng)的主要作用就是進(jìn)行異常檢測(cè)及入侵檢測(cè)。其中應(yīng)用了較為先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)算法，且對(duì)入侵場(chǎng)景編碼進(jìn)行了設(shè)置，能夠以多種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法及審計(jì)日志為基礎(chǔ)，對(duì)用戶行為方面的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果建立用戶行為描述模型，然后通過(guò)子系統(tǒng)對(duì)用戶行為進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控結(jié)果與用戶以往行為及專家給出的異常規(guī)則進(jìn)行比對(duì)，以此對(duì)入侵行為進(jìn)行判斷，確保網(wǎng)絡(luò)空間的安全性[3]。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)本身具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和容錯(cuò)能力，能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行分布儲(chǔ)存，在滿足各種信息處理需求的同時(shí)，對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行自我組織，為并行處理提供良好的服務(wù)。也正因如此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間的安全防御具有較強(qiáng)的適用性，尤其是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行入侵檢測(cè)，可以通過(guò)識(shí)別學(xué)習(xí)及分類，針對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)攻擊手段，合理地選擇相應(yīng)的措施。目前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)方面，例如僵尸檢測(cè)、計(jì)算機(jī)蠕蟲(chóng)檢測(cè)、惡意軟件分類、DDos檢測(cè)以及垃圾郵件檢測(cè)等。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠以各種訓(xùn)練數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在結(jié)合循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及多層感知器技術(shù)的情況下，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系的有效構(gòu)建，并為入侵檢測(cè)工作提供相應(yīng)的支持。而隨著科技的進(jìn)步，如今的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，將目前的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與可編程的現(xiàn)場(chǎng)門(mén)陣列FPGAs結(jié)合應(yīng)用，能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)空間方面的安全防御開(kāi)辟新的發(fā)展方向，使其防御效果得到進(jìn)一步的提升[4]。

2.3 多Agent技術(shù)

在人工智能技術(shù)中，多Agent技術(shù)是一種極具代表性的技術(shù)。而Agent在某種程度上可以被看作是具備自動(dòng)執(zhí)行功能的主體，通過(guò)對(duì)效應(yīng)器以及傳感器的有效應(yīng)用，Agent能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行有效的感知，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生相應(yīng)的作用。而對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間的安全防御來(lái)說(shuō)，多Agent技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值也是非常可觀的。運(yùn)用Agent技術(shù)的環(huán)境感知能力及規(guī)劃能力，多Agent技術(shù)能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)感知、入侵的檢測(cè)及防御提供有力支持，使網(wǎng)絡(luò)安全防御方面的相關(guān)需求得到有效的滿足。

目前在網(wǎng)絡(luò)安全防御中較為典型的多Agent技術(shù)有Archipelago，DIMES等。借助大量的Agent對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量，在連續(xù)測(cè)量之下能夠?qū)崿F(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)地圖的有效匯總，并使網(wǎng)絡(luò)空間獲得更強(qiáng)的感知能力。與此同時(shí)，對(duì)于分布式網(wǎng)絡(luò)攻擊，多Agent技術(shù)的作用也是非常重要的，其可以有針對(duì)性地建立安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將Agent設(shè)置在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，并在Agent間對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的可疑事件進(jìn)行交流，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)同判斷，從而達(dá)到判斷網(wǎng)絡(luò)攻擊的目的，使相關(guān)隱患得以明確。除此之外，多Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)入侵防御、網(wǎng)絡(luò)防御行動(dòng)控制、P2P網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及安全演練平臺(tái)等方面也具有良好的應(yīng)用效果[5]。

例如，在安全演練平臺(tái)方面。DECIDE就是多Agent技術(shù)應(yīng)用的代表，通常會(huì)在國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施中進(jìn)行應(yīng)用，用于網(wǎng)絡(luò)安全方面的決策演練，利用多Agent技術(shù)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)參演人員的交互提供支持，且由于能夠?qū)μ摂M對(duì)手進(jìn)行真實(shí)的模擬，也可以為網(wǎng)絡(luò)安全防御提供良好的服務(wù)。在對(duì)多Agent技術(shù)進(jìn)行具體應(yīng)用的過(guò)程中，可以將相關(guān)的軟件系統(tǒng)分為兩個(gè)種類，一種是集中式的軟件系統(tǒng)，另一種是分散式的軟件系統(tǒng)。其中，分散式的軟件系統(tǒng)能夠進(jìn)行分散式協(xié)作，并有效降低節(jié)點(diǎn)失效造成的影響，從而賦予相關(guān)技術(shù)較高的抗毀性[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在網(wǎng)絡(luò)空間安全防御中對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，能夠使安全防御系統(tǒng)的性能及效果得到進(jìn)一步的提升，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間的有效保護(hù)具有非常積極的作用。因此，相關(guān)領(lǐng)域?qū)θ斯ぶ悄芗夹g(shù)一定要保持高度的重視，要認(rèn)識(shí)到人工智能技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間安全的影響，并結(jié)合實(shí)際對(duì)其進(jìn)行合理的應(yīng)用，使其能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)空間的安全提供相應(yīng)的保障。

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（編輯 王雪芬）