基于人工智能技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全威脅檢測(cè)與防御研究

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)安全；人工智能技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)威脅；網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TP393.08；TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，人們生活的便捷程度得到了顯著提升，但是個(gè)人隱私與企業(yè)信息安全正面臨病毒、黑客攻擊等多重嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)不容忽視[1]。為有效應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，需深入剖析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)威脅的多元類型及其產(chǎn)生機(jī)制，并且選擇適宜的檢測(cè)方法，這是研發(fā)高效防御技術(shù)的必要基礎(chǔ)。在此背景下，人工智能技術(shù)憑借其高準(zhǔn)確性、強(qiáng)靈活性等顯著優(yōu)勢(shì)，在網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用[2]。因此，開(kāi)展基于人工智能技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)威脅檢測(cè)與防御關(guān)鍵技術(shù)分析研究工作，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略價(jià)值。

1 網(wǎng)絡(luò)威脅檢測(cè)技術(shù)

1.1 異常威脅檢測(cè)技術(shù)

異常威脅檢測(cè)技術(shù)是一種異常檢測(cè)技術(shù)，其在流量建模識(shí)別領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，主要用于識(shí)別和處理異常情況。異常威脅檢測(cè)技術(shù)的核心理念在于運(yùn)用高精度方法，通過(guò)精確地識(shí)別和提取計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的元數(shù)據(jù)及潛在威脅代碼，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行全面、深入的異常檢測(cè)[3]。該技術(shù)主要應(yīng)用于木馬通信威脅、隧道通信以及可疑加密文件傳輸?shù)榷喾N潛在威脅場(chǎng)景，以確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性，從而能夠向用戶提供可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保障。

1.2 沙箱檢測(cè)技術(shù)

在高級(jí)持續(xù)性威脅（advanced persistent threat，ATP）攻擊日益嚴(yán)峻以及零日漏洞（zero-day）攻擊方式廣泛應(yīng)用的環(huán)境下，傳統(tǒng)的特征匹配方法暴露出一定的局限性，無(wú)法高效應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)威脅。因此，研究人員轉(zhuǎn)向研究非特征匹配技術(shù)，并且將其作為威脅檢測(cè)和識(shí)別的重要手段。其中，沙箱檢測(cè)技術(shù)已被證實(shí)為一種高效且實(shí)用的方案，其能夠精確識(shí)別和檢測(cè)zero-day 攻擊形式，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的異常狀態(tài)[4]。

1.3 攻擊溯源技術(shù)

經(jīng)過(guò)對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的細(xì)致分析，研究人員實(shí)現(xiàn)了在特定時(shí)間段內(nèi)構(gòu)建并追蹤可疑Web 中session（會(huì)話）信息的功能。在此過(guò)程中，服務(wù)器的首要任務(wù)是精確驗(yàn)證客戶端請(qǐng)求中是否包含有效的session 標(biāo)識(shí)。若驗(yàn)證成功，即確認(rèn)已為用戶成功創(chuàng)建并維護(hù)了一個(gè)有效的會(huì)話，服務(wù)器將基于該標(biāo)識(shí)對(duì)會(huì)話進(jìn)行精確的識(shí)別和持續(xù)的追蹤；若驗(yàn)證失敗，即未能檢測(cè)到有效session 標(biāo)識(shí)，這表明當(dāng)前請(qǐng)求無(wú)法與已存在的會(huì)話相匹配，服務(wù)器將自動(dòng)啟動(dòng)會(huì)話建立流程，為用戶生成一個(gè)新的session，同時(shí)這也反映服務(wù)器因某種原因終止了用戶的所有已存會(huì)話。此外，為了嘗試恢復(fù)或主動(dòng)重新建立會(huì)話，用戶可選擇在請(qǐng)求統(tǒng)一資源定位系統(tǒng)（uniformresource locator，URL） 后附加JSESSION 參數(shù)來(lái)執(zhí)行此操作。

2 基于人工智能的網(wǎng)絡(luò)安全威脅檢測(cè)與防御系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為確保系統(tǒng)功能的全面優(yōu)化與高效實(shí)現(xiàn)，技術(shù)人員在設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體架構(gòu)時(shí)，根據(jù)圖1進(jìn)行操作。系統(tǒng)主要由3 個(gè)核心層構(gòu)成，即網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)中間層和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層，每一層均承載系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的關(guān)鍵功能，這對(duì)于優(yōu)化系統(tǒng)整體性能具有重要意義。

2.1 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層

作為系統(tǒng)架構(gòu)的核心層，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層直接與用戶進(jìn)行交互，其核心功能是保障網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中病毒入侵信息的流暢傳輸。在這一層中，應(yīng)用軟件是用戶獲取設(shè)備信息資源的主要途徑，同時(shí)也成為網(wǎng)絡(luò)病毒可能滲透的潛在途徑。為切實(shí)減少網(wǎng)絡(luò)安全威脅，技術(shù)人員必須深入探索并充分利用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的性能優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化日志數(shù)據(jù)采集與整理的程序，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精確無(wú)遺漏，確保其在分析與應(yīng)用中的權(quán)威性和可靠性，從而為用戶提供更為安全、穩(wěn)定的用戶注冊(cè)、用戶登錄和用戶訪問(wèn)等服務(wù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)中間層

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全防御體系而言，網(wǎng)絡(luò)中間層是對(duì)數(shù)據(jù)流入與數(shù)據(jù)流出進(jìn)行核心管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)精確、合理的網(wǎng)絡(luò)資源分配，確保網(wǎng)絡(luò)資源的安全訪問(wèn)與可靠使用。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中間層肩負(fù)著實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的重要職責(zé)，以確保系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及安全性[5]。因此，網(wǎng)絡(luò)中間層的應(yīng)用為網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的安全傳輸、高效存儲(chǔ)和科學(xué)管理構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)的根基。同時(shí)，它確保了網(wǎng)絡(luò)信息資源的分配遵循科學(xué)與合理的原則。從網(wǎng)絡(luò)安全的視角出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)入侵事件將直接在網(wǎng)絡(luò)中間層中顯現(xiàn)，從而能夠準(zhǔn)確地反映其潛在的威脅狀況。

2.3 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層

網(wǎng)絡(luò)安全防御體系的核心在于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層，其穩(wěn)固構(gòu)建了基于一系列高精度、高穩(wěn)定性網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)硬件設(shè)施。這些設(shè)施采用先進(jìn)的技術(shù)手段，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件數(shù)據(jù)資源的全面虛擬化處理，從而顯著提升了數(shù)據(jù)處理效率和系統(tǒng)適應(yīng)性。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用突出表現(xiàn)在系統(tǒng)具備對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)施實(shí)時(shí)、不間斷、精準(zhǔn)監(jiān)控的能力[6]。一旦網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層內(nèi)的任何節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)異常的情況，系統(tǒng)將立即自動(dòng)啟動(dòng)異常檢測(cè)與響應(yīng)機(jī)制，以保障網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。此外，隨著網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)節(jié)點(diǎn)的持續(xù)拓展，人工智能技術(shù)得以獲取廣泛、可靠的數(shù)據(jù)資源，這為其進(jìn)一步的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提供了更為有力的決策支撐。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集功能旨在全面、實(shí)時(shí)、系統(tǒng)地采集并整合網(wǎng)絡(luò)中的軟硬件數(shù)據(jù)資源，以將其有效匯集。這些網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源將嚴(yán)格遵循既定流程，精確無(wú)誤地傳遞至大數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)，以確保海量的信息數(shù)據(jù)可以順利進(jìn)行智能化分析和高效處理[7]。此外，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集的完整流程中，需重視數(shù)據(jù)過(guò)濾功能的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，以確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和處理效率的提升。通過(guò)運(yùn)用深度過(guò)濾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)迅速且智能化的采集。

3.2 數(shù)據(jù)分析與處理

由網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)采集流程可知，采集的數(shù)據(jù)以高精度、零誤差的標(biāo)準(zhǔn)，傳輸至大數(shù)據(jù)分析與處理功能模塊。該模塊集成了尖端的數(shù)據(jù)處理算法，致力于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的智能化、精細(xì)化分析。在此過(guò)程中，首先，該模塊會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)性的預(yù)處理，旨在提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，以滿足后續(xù)分析的要求；其次，基于學(xué)習(xí)特征，模塊將對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、詳盡的比對(duì)與深入分析，以精確識(shí)別潛在的網(wǎng)絡(luò)病毒感染或網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)[8]。一旦識(shí)別到相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)將立即觸發(fā)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，確保網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)信息被準(zhǔn)確、迅速地傳遞至安全防御功能模塊，以便及時(shí)、有效地采取防御措施，從而確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的持續(xù)穩(wěn)定與高度安全。

3.3 網(wǎng)絡(luò)安全防御

相較于傳統(tǒng)的防御技術(shù)，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全防御體系在智能化上更具有優(yōu)勢(shì)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)層面，其核心是依托木馬檢測(cè)與清除工具，以及病毒掃描與清除機(jī)制。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)面臨病毒威脅或攻擊時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即智能化地激活網(wǎng)絡(luò)安全防御流程，實(shí)時(shí)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)病毒的掃描、識(shí)別與清除。此外，該系統(tǒng)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)病毒傳播渠道的實(shí)時(shí)追蹤能力，能夠精確鎖定病毒源頭服務(wù)器，為徹底消除病毒威脅提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)病毒源頭信息的深入分析和有效利用，該系統(tǒng)能夠全面、精確地收集網(wǎng)絡(luò)犯罪證據(jù)，并以安全、可靠的方式將相關(guān)證據(jù)移交至公安機(jī)關(guān)，從而協(xié)助公安機(jī)關(guān)更有效地展開(kāi)案件偵查工作。

4 結(jié)論

綜上，人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全威脅檢測(cè)與防御系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，其可以分析威脅、阻擋網(wǎng)絡(luò)攻擊，保障數(shù)據(jù)安全。因此，通過(guò)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析與處理、網(wǎng)絡(luò)安全防御等功能，可以提高網(wǎng)絡(luò)防御效果。