攻防对抗视角下的网络安全主动防御体系研究

为了解决纵深防御体系中防御能力固化、灵活性不足等问题,从攻防对抗视角出发,提出一种网络安全主动防御体系。首先,基于情报收集、监测预警、防御指挥和防御行动等要素的详细描述,设计了用于规划主动防御系统的能力组成框架;其次,选择网络杀伤链、ATT&CK知识库和OODA循环法则,设计了一个以攻助防的防御模型,并分析了引入博弈论进行防御算法设计的优势;最后,以实现为目标,构想了一个典型应用场景,以期为安全能力的体系化设计提供有益借鉴。

三体对抗中的主动防御鲁棒最优预测制导律研究

考虑防御导弹和我方目标控制系统内部扰动和未准确建模动态特性等因素造成的不确定性影响,设计了鲁棒最优预测制导律(robust optimal predictive guidance law,ROPGL)和鲁棒协同最优预测制导律(robust cooperative optimal predictive guidance law,RCOPGL)拦截来袭寻的导弹.首先,通过对非线性运动学方程线性化和降阶得到简化后的标称系统的状态方程;其次,考虑控制系统的不确定性,建立鲁棒制导问题的模型;再次,基于动态规划方法得到最优制导问题的制导指令关系式,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了最优制导问题的制导指令能够使鲁棒制导问题稳定;然后,引入界值函数得到线性二次型最优制导问题,通过求解黎卡提矩阵微分方程得到制导指令;最后,对设计的制导律的性能进行仿真验证.仿真结果表明,相比于其他制导律,设计的制导律能够抑制不确定性的影响,实现防御导弹对寻的导弹的拦截.

面向人脸属性编辑的三阶段对抗扰动生成主动防御算法

针对恶意人脸属性编辑行为,基于取证的被动防御技术只能对篡改行为进行取证并不能防止其产生,从而难以消除恶意篡改行为已经造成的损失.因此,主动防御技术应运而生,其可以破坏属性编辑的输出从而避免人脸被篡改使用.然而,现有两阶段训练人脸篡改主动防御框架存在迁移性和扰动鲁棒性不足的问题,为此本文通过优化两阶段训练架构及损失函数和引入一个辅助分类器,提出一种三阶段对抗扰动主动防御框架.本文首先修改两阶段训练架构中的代理目标模型并基于此设计了训练扰动生成器的属性编辑损失,以提升代理模型的重建性能和属性约束能力,从而减少对代理模型的过拟合;其次,在训练阶段引入辅助分类器对代理模型提取的编码后特征进行源属性分类并基于此设计训练扰动生成器的辅助分类器损失,从而将原本的两阶段交替训练改为代理目标模型、辅助分类器和扰动生成器的三阶段交替训练,期望通过对抗攻击辅助分类器以促进对篡改模型的主动防御;最后,在扰动生成器的训练中,引入攻击层以促进对抗扰动对滤波和JPEG压缩的鲁棒性.实验结果验证,本文提出的框架能够比现有框架更好地将主动防御从白盒的代理目标模型迁移到黑盒的属性编辑模型,黑盒性能提升16.17%,且生成的对抗扰动较基线算法具有更强的鲁棒性,针对JPEG压缩的性能(PSNR)提升13.91%,针对高斯滤波提升17.76%.

基于人工智能的物联网攻击主动防御仿真

常规的物联网攻击主动防御仿真方法易受恶意数据包结合作用影响,导致部分类型攻击防御异常。为此,基于人工智能设计一种全新的物联网攻击主动防御仿真方法。利用人工智能构建了物联网攻击防御仿真识别模型,生成了物联网攻击主动防御仿真联动处置决策,定义决策的攻击属性,计算不同支配集节点的概率分布关系,根据该关系生成物联网攻击主动防御仿真联动处置决策形式;同时在防御过程中,计算初始物联网攻击数据包数量,根据该数量估计防御点与攻击点的距离,从而完成物联网攻击主动防御仿真。实验结果表明,所设计方法面对不同类型的攻击均能实现主动防御,防御效果较好,具有较高可靠性。

变压器绝缘故障发展规律及主动防御技术

近年来变压器爆炸燃烧事故时有发生,而现有变压器差动保护等主保护均在绝缘击穿后被动防御,无法对变压器爆炸燃烧进行主动防御;放电信号可快速反映故障,但易受干扰,难以应用。针对这一问题,在变压器在线监测技术和继电保护技术的基础上,研究了基于变压器放电信号、在变压器绝缘击穿前保护跳闸的主动防御技术,提出了在高能量放电阶段进行跳闸的保护原理。进行了500 kV真型变压器放电试验、实验室等效模型放电试验及放电仿真研究,获得了以放电信号表征的变压器放电发展规律;在此基础上,构建了变压器主动防御技术体系,建立了“三信号、三参数、七模块”的主动防御策略,研制了主动防御装置,提出了主动防御装置阈值设置方法,并开展了系列试验检测和挂网运行。目前,挂网运行的17套装置均运行正常,验证了主动防御技术的正确性和主动防御装置的可靠性。

基于主动防御的电子信息档案灾难恢复系统

针对电子信息档案的可靠性以及安全性的保障问题,提出一种基于主动防御的电子信息档案灾难恢复系统。主动防御机制的构建主要结合拟态马尔科夫博弈理论实现,同时为保证电子信息档案面临灾难能够可靠快速回复,提出基于WLC调度的云灾难备份方案。研究重点针对电子信息档案灾难恢复的主动防御机制进行,以保证电子信息档案的安全可靠,提升数据安全,同时由此进行对比实验,实验结果表明研究系统防御效果更好,文件恢复速度更快。

基于漏洞关联性分析的医院网络主动防御系统设计

现有的主动防御系统在防御过程中存在不均衡性、资源浪费的情况,导致防御系统模拟主机运行程序的时间过长,设计一种基于漏洞关联性分析的医院网络主动防御系统。硬件设计中,使用多个功能服务器作为捕获工具获取攻击行为,减少开销;软件设计中,利用Netfilter数据包跟踪收集漏洞并获取相关参数,使用DS2算法对网络中的攻击进行识别与分类,完成医院网络的主动防御。系统性能测试结果表明:设计系统能有效缩短各程序实际运行时间,与基准值相比,主机A和主机B分别缩短了运行总时间的31.26%和38.64%。

一种基于扰动补偿的机弹协同LOS主动防御制导律

随着无人技术和军事科技发展,无人近距空战引起了世界军事强国的广泛关注。面临高速大机动能力来袭导弹的威胁,传统的抛洒箔条或释放热焰弹等被动防御措施无法确保目标飞行器安全逃逸,通过发射拦截弹协同目标飞行器机动实施的主动防御是一种可行的方法。由于来袭导弹机动能力较强且加速度信息未知,是目标飞行器-拦截弹制导律协同设计的难点。提出一种基于扰动补偿的LOS主动防御拦截制导律,通过设计一种非线性扰动观测器来估计来袭弹产生的机动的影响,并在机弹协同LOS主动防御制导律设计中补偿。通过仿真算例验证了所提方法能够有效拦截具有未知机动能力的来袭导弹,为研究三体攻防问题提供了一定的参考。

一种提升电力系统韧性的新型主动防御策略

韧性描述了电力系统抵抗并从极端事件中快速恢复的能力,采取主动防御的调度策略可有效提高系统韧性,然而传统模型求解速度慢、无法在线应用,且调度过程中易产生不必要的切负荷,因此基于滚动优化思路提出了一种新的主动防御调度策略,在提升韧性的同时降低了求解时间并且扩大了安全裕度。首先,将极端事件下系统状态的不确定性转移建模成马尔可夫状态转移模型;其次,基于马尔可夫决策过程建立了考虑过载风险的主动防御模型,采用滚动优化的思想对其进行求解;最后,采用基于马尔可夫蒙特卡洛的韧性评估方法在IEEE24节点模型上验证了上述方法的有效性,结果表明该方法比传统模型缩短了76%的求解时间、降低了15.6%的失负荷。

应用于空中平台主动防御作战轨迹预测过程的状态估计方法研究

从主动防御的实际作战需求入手,分析轨迹预测不同方法的优缺点及使用场景,分析空中平台主动防御作战场景相较于目前主要研究的其他飞行器轨迹预测场景的区别,针对该场景下轨迹预测对象特殊的攻击意图和运动规律提出一种基于扩展卡尔曼滤波的状态估计方案。基于仿真软件模拟了攻击弹以比例导引攻击载机的过程,以满足比例导引系数不变的条件建立观测模型,采用扩展卡尔曼滤波为非线性的模型进行线性化仿真,观测到不同时刻攻击弹的运动状态,并以此进行短时间的轨迹预测。仿真结果表明,该模型在主动防御作战场景下能显著减小状态估计误差。

增强探测信息可观测性的主动防御滑模协同突防制导律

针对敌方来袭拦截弹制导策略未知的主动防御协同突防场景,考虑目标弹-防御弹单向和双向协同配合模式,采用滑模控制方法提出了兼顾拦截弹探测信息可观测性和防御弹反拦截精度的协同突防制导律。构建了融合空间探测构型需求和拦截成功必要条件的滑模面,分别应用双幂次趋近律和带状态反馈的指数型趋近律,推导了目标弹-防御弹的单/双向协同制导律。相较于单向协同,双向协同通过引入加速度代价函数,应用最优化方法优化了协同突防制导律,目标弹通过协作机动帮助防御弹降低打击来袭拦截弹的过载需求。仿真结果表明,协同滑模突防制导律可确保目标弹和防御弹达到期望的空间探测构型,并能够精准地打击来袭拦截弹。

基于视线协同和DMPC的载机-防御弹群协同主动防御制导策略

在目标-攻击弹-防御弹群(target-attacker-defenders,TADs)系统中,防御弹群通过与目标(载机)异构协同、弹群间同构协同以保护载机并降低单弹脱靶的风险。针对TADs系统在二维平面下的协同主动防御模型进行了研究,采用机/弹协同和防御弹群协同的两层制导策略。在机弹协同方面,防御弹领弹与载机进行异构协同,考虑载机及防御弹领弹的机动能力限制,采用协同视线制导律(cooperative line of sight guidance,CLOSG)分别得到载机和防御弹领弹的制导指令;在防御弹群协同方面,考虑单弹计算能力约束,拦截时间约束和加速度约束,设计出基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)的算法实现弹群从弹和防御弹领弹协同同时抵达并拦截攻击弹。仿真结果表明,多防御弹协同一致拦截制导算法能够实现TADs系统中载机和防御弹群的异构协同主动防御,并实现防御弹群的一致性同时拦截,以降低单弹脱靶的风险。

基于双模式端址跳变SD-IoT主动防御方法

由于地址跳变是物联网主动防御的一种有效手段,但因跳变资源匮乏、可预见性以及数据包混淆度低已经成为制约物联网地址跳变的主要问题。为此,提出一种基于双模式端址跳变的主动防御方法。该方法设计了双模式端址选择算法,通过动态确定虚拟端址生成策略,以通信时间为阈值,扩大端址跳变空间,从而解决地址池资源受限问题。同时,还构建了双虚拟端址跳变方法,通过动态分配和同步虚拟接收和发送地址,提升数据包混淆度,增强跳变的不可预见性。并且基于SDN(Software Defined Network)设计了流表双向同步机制,实现流表的动态下发和同步,以保证端址跳变的一致性。实验结果表明,该方法能有效提升地址跳变的多样性和不可预测性,显著增强抵御嗅探攻击的能力。

“双一流”建设视野下高校实验室安全管理主动防御模式探索

随着我国高等教育的快速发展和行业创新的推动,实验室的安全管理已成为高校面临的重要挑战之一。通过对当前高校实验室安全管理的现状进行分析,我们发现高校实验室存在安全意识薄弱、安全管理体系不够完善、安全培训不足等问题。这些问题对于高校实验室安全管理的高质量发展十分不利。在“双一流”建设的背景下,高校若想要突破实验室安全管理面临的困境,就需要采取主动防御模式,通过科学规划、全员参与、规范操作、风险评估和持续改进等五项工作的落实与优化,为实验室安全和高校科研创新的可持续发展提供更多保障。

APT攻击下的无线通信网络最优主动防御决策模型

最优主动防御决策可以保障无线通信网络的安全稳定性,为了提高无线通信网络的防御效果,提出了APT攻击下的无线通信网络最优主动防御决策模型。关联无线通信网络日志,构建APT攻击对象集合,通过反馈相容系数计算APT攻击事件的绝对相容度,并预测APT攻击行为。基于APT攻击源对无线通信网络攻击的信道带宽,获取无线通信网络受到APT攻击的位置,利用无线通信网络节点的权值系数,提取无线通信网络的APT攻击特征。利用攻防图,计算得到APT攻击对无线通信网络的损害程度,通过定义无线通信网络的安全状态,构建了无线通信网络最优主动防御决策模型。实验结果表明,所提模型在防御无线通信网络的APT攻击时,可以将攻击数据包拒包率和吞吐量分别提高到90%以上和16000 bit/s以上,并且时延较低,具有更好的防御效果。

基于主动防御的网络安全风险隐患监控预警系统设计

针对网络安全管理及监测手段整体协调的工作机制研究还处于起步阶段,网络安全管理的工作梳理、监测手段、检测工具等方面缺少体系化、标准化、流程化的管理措施和主动防御的能力。为此,开发全方位立体闭环的网络安全风险隐患监控预警系统。该系统已在多个铁路局集团公司试点运行,能够通过上下协调联动机制,及时发现并解决铁路网络安全存在的问题,从而有效保障铁路基础设施安全平稳运行。

主动防御技术在医院信息网络安全中的运用实践

随着信息技术的快速发展,医院信息系统在提高医疗服务效率与质量方面发挥着至关重要的作用。然而,网络安全问题也日益突出,对患者信息的保密性与完整性构成严重威胁。为有效提升医院信息网络的安全性与稳定性,首先,分析与探讨医院信息网络安全监测与感知;其次,将主动防御技术引入医院信息网络中,并据此进行定向攻击联动防御设计;在此基础上实现医院信息网络安全防护与预警;最后,通过实际案例分析,验证主动防御技术在提高医院信息网络安全防护能力中的有效性与可行性。

基于大数据的主动防御技术在煤炭企业网络安全中的应用研究

本文在分析传统技术弊端的基础上,基于大数据视角构建了一套主动防御技术体系。在详细说明主动防御技术的整体结构、防火墙控制器集群架构基础上,对功能模块实现及其工作流程进行说明。最后,基于煤炭企业网络安全需求展开现场实验,实验结果证明,本文提出的基于大数据的主动防御技术具有可行性,具有处理时间短、数据安全性高等优点,值得推广。

机载主动防御系统毁伤技术发展现状及趋势

发展机载末端主动防御系统已成为当前战场环境下提高军机生存力的现实途径,毁伤单元作为打击链路的最终作用环节,其有效与否直接关系到整个主动防御系统的作战效能。本文从机载主动防御系统的对抗原理出发,梳理了机载主动防御系统的发展现状,提出构建“软硬协同”对抗式综合主动防御系统的总体设计理念,并从软杀伤和硬杀伤两个方面给出发展主动防御系统毁伤技术的思路与建议。

基于贝叶斯决策的交互式网络恶意入侵主动防御模型构建

为降低网络的恶意入侵风险,提出基于贝叶斯决策的交互式网络恶意入侵主动防御模型。采用K-聚类算法识别交互式网络中恶意入侵跳频数据,构建交互式网络恶意入侵节点分布模型;采用基于能量熵增量频域互相关系系数的敏感IMF分量选取算法,保留有效的恶意入侵特征分量。利用贝叶斯决策理念,构建恶意入侵防御模型,最终结果显示:该方法的抗干扰系数和冗余度结果分别在0.10和0.22以下;能够准确分类识别交互式网络中恶意入侵跳频数据;特征分量判定精度均在0.946以上;交互式网络的安全系数均在0.936;网络威胁等级均在2级以下,有效提升了网络的安全性。