基于α-截集三角模糊数和攻击树的CTCS网络安全风险评估方法

针对工业控制系统网络安全风险评估影响因素的不确定性和指标量化困难问题,提出一种基于模糊理论和攻击树的方法评估工业控制系统风险,并将它应用于中国列车控制系统(CTCS)的风险评估。首先,基于CTCS可能面临的网络安全威胁和系统自身的脆弱性建立攻击树模型,使用α-截集三角模糊数(TFN)计算攻击树叶节点和攻击路径的区间概率;其次,利用层次分析法(AHP)建立安全事件损失数学模型,最终得出风险评估值。实验结果表明,所提方法可以有效评估系统风险,预测攻击路径,降低主观因素对风险评估过程的影响,使评估结果更契合实际,为安全防护策略的选择提供参考和依据。

一类扩展的动态描述逻辑

作为描述逻辑的扩展,动态描述逻辑为语义Web服务的建模和推理提供了一种有效途径.在将语义Web服务建模为动作之后,动态描述逻辑从动作执行结果的角度提供了丰富的推理机制,但对于动作的执行过程却不能加以处理.借鉴Pratt关于命题动态逻辑的相关研究,一方面,对动态描述逻辑中动作的语义重新进行定义,将每个动作解释为由关于可能世界的序列组成的集合;另一方面,在动态描述逻辑中引入动作过程断言,用来对动作的执行过程加以刻画.在此基础上提出一类扩展的动态描述逻辑EDDL(X),其中的X表示从ALC(attributive language with complements)到SHOIN(D)等具有不同描述能力的描述逻辑.以X为描述逻辑ALCQO(attributive language with complements,qualified number restrictions and nominals)的情况为例,给出了EDDL(ALCQO)的表判定算法,并证明了算法的可终止性、可靠性和完备性.EDDL(X)可以从动作执行过程和动作执行结果两个方面对动作进行全面的刻画和推理,为语义Web服务的建模和推理提供了进一步的逻辑支持.

基于动态描述逻辑的服务组合及质量模型

本文提出一个基于动态描述逻辑的Web服务自动组合框架.在该框架中,Web服务自动组合被划分为逻辑层和实现层两部分,于是服务的自动组合问题在逻辑上归结为一个动作规划问题,在实现上归结为一个根据动作选择具体服务的服务选择问题.基于该框架,本文给出了一个支持非线性QoS聚合和显式数据流声明的QoS模型.得益于合理的服务组合框架和QoS模型,本文提出的服务选择方法可以将复杂服务分解为较小的服务,然后分别用递归的剪枝算法求解.实验显示该方法是有效的,不但可适应候选Web服务数量较大的情况,且相对于现有方法能更好地处理服务组合中的复杂结构.

面向传感网的服务构建与并发控制

讨论了无线传感器网络在复杂环境下的服务构建及并发控制。基于传感器网络能量、通信能力、计算存储能力等有限的特点提出了面向传感器网络的服务管理,提出了基于推理的上下文感知工作流来构建传感器网络服务。通过提取传感器数据的语义信息,实现了上层业务逻辑和底层传感器数据的松耦合,实现了传感器网络的资源重用。此外,改进了Web服务请求的并发控制,通过服务请求的重复和冲突检测,避免重复和冲突的服务执行,实现更有效的传感器网络并发控制。

《网络安全行为分析》专辑前言

网络空间已成为海洋、陆地、天空、太空四维空间之外的人类活动第五维空间，网络空间安全对国家和社会的发展具有举足轻重的地位．近年来随着人、机、物三元融合发展趋势在信息技术领域的不断演进，网络空间的安全形势日益严峻．除了呼吁加快推进网络安全法律体系建设，学术界和IT工业界也正积极探索有效的技术手段，力求构建完备的网络安全管理体系．

基于用户评价驱动的可信Web服务发现

随着Web服务技术的快速发展,如何请求和选择可信服务成为了非常重要的研究课题,即可信服务发现。本文提出了一种新的基于用户评价的Web服务发现方法.通过计算当前一段时间内多个用户对Web服务的反馈值,来判断Web服务所声明QoS的真实性,从而选择出更具可信度的Web服务。实验表明该方法具有有效性。

面向降频污染攻击的智能交通拥堵态势量化分析

随着网联车辆的快速发展和开放化,智能信号灯规划系统承受着巨大的网络攻击风险.已有相关研究发现,定频数据污染对规划脆弱性的攻击造成了交通拥堵爆增,但缺乏对降频污染攻击的全时序拥堵态势量化与分析,在检测预警与持续对抗方面有一定的局限性.将开源智能信号灯规划系统I-SIG及其规划算法COP作为研究对象,提出一种面向多个降频污染攻击的统一拥堵态势量化与分析框架,构造态势发展的时空序列三阶张量空间,并设计极值分析、平稳性分析和关联性分析,实现基于函数依赖关系的一体化分析方法.在交通模拟环境VISSIM平台上,验证了该量化分析的有效性并报告新发现.

AHP策略下CTCS网络安全风险评估方法

工业控制系统的网络安全风险评估通常受多种不确定性因素的影响,为有效降低评估过程中专家主观因素和其他不确定性因素对评估结果造成的影响,提出一种基于攻击树和层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)策略的网络安全风险评估方法,并将其应用于中国列车运行控制系统(Chinese Train Control System,CTCS)的风险评估实践。首先,分析CTCS结构及其安全威胁,并基于安全威胁构建攻击树模型;其次,研究CTCS安全事件的产生机制,基于AHP策略分析安全事件可能导致的损失,将不确定性因素纳入安全事件发生概率的计算,通过安全事件发生概率及其损失计算出CTCS的风险值,当被评估对象为新上线系统或专家评估经验不足时,为降低数据波动引起的评估偏差,计算时去掉安全事件概率的最大值和最小值;最后,基于所提方法开展风险评估试验并进行仿真。结果表明:考虑攻击不确定因子和影响因子,风险评估结果在较低风险至中风险连续区间内的分布率接近100%,相对于未考虑不确定性因素的情况,风险评估结果在连续区间的分布率提升了近15%;去掉安全事件概率的最大值和最小值时,风险评估结果变化幅度更小,收敛于稳定的风险等级。

基于可信QoS聚类的遥感服务发现机制

Web服务技术已经在遥感领域被用于增强遥感资源的动态性和可扩展性,然而遥感服务底层的遥感数据具有大跨度频率变化的特性,服务提供商给出的服务质量(QoS)属性值也属于开放不可信,这两点都降低了遥感服务发现的效率和准确性。为此,提出一种新的基于可信QoS聚类的遥感服务发现机制,采用底层服务响应时间、更新频率和上层服务评价等标准综合衡量QoS,进而设计更新频率自适应的QoS探测和更新机制,并通过聚类方法提高了所发现遥感服务的QoS可信性。实验表明,该方法可以提高遥感服务发现的效率和用户满意度。

DiffServ网络中基于流量负载的动态带宽分配

在DiffServ网络中,流量以聚集类的形式存在,聚集类中的流量负载是随时间不断地发生动态变化的。当不同聚集类中的流量负载与调度算法(如WFQ)为其分配的资源(如带宽)不成比例时,即使两个聚集类的优先级相同,它们中的数据包也会得到不公平的待遇。为此,DiffServ网络中面向公平的动态带宽分配引起了广泛的研究。本文中为了实现公平的带宽分配,提出了一种基于流量负载的动态带宽分配的方法,其中在动态计算各个聚集类应分得的新带宽时主要考虑了当前分得的带宽和聚集类的队列长度增量这两个因素。仿真实验结果说明了该方法的有效性。

基于非对称卷积自编码器和支持向量机的入侵检测模型

网络入侵检测系统在防护网络安全中占据重要地位,随着科技不断发展,目前的入侵技术没有考虑到检测技术的可扩展性、可持续性以及训练时间长短,无法应对现代复杂多变的网络异常流量。针对这些问题,提出了一种新的深度学习方法,使用无监督的非对称卷积自编码器,对数据进行特征学习。另外,提出了一种新的基于非对称卷积自编码器和多类支持向量机相结合的方法。在KDD99数据集上进行了实验,实验结果表明,该方法取得了良好的结果,与其他方法相比显著减少了训练时间,进一步提高了网络入侵检测技术。

基于CNN-NSVM的入侵检测模型

网络入侵检测系统在网络安全中占据重要位置。然而,面对现代网络的复杂变化,人们对于入侵检测系统的需求不仅仅只停留在较高的准确率方面,对检测效率也提出了更高的要求。随着数据维度和数量的不断提高,训练时间也随之增长。同时,入侵检测系统对于小样本数据检测的准确率较低。针对这些问题,改进了过采样算法,提出一种新的基于CNN-NSVM的入侵检测模型,将深度神经网络与浅层分类器相结合,融合了多层卷积神经网络和多类支持向量机算法。实验结果显示,相比其他方法,显著减少了训练时间,提高了不平衡数据中小样本检测的准确率。

强化学习离线策略评估研究综述

在强化学习应用中,为避免意外风险,需要在强化学习实际部署前进行离线策略评估(Off-Policy Evaluation,OPE),这在机器人、自动驾驶等领域产生了巨大的应用前景.离线策略评估是从行为策略收集到的轨迹数据中,不需要通过实际的强化学习而估计目标策略的状态价值,通常情况下学习目标是使所估计的目标策略状态价值与目标策略真实执行的状态价值均方误差尽可能小.行为策略与目标策略间的差异性,以及新应用中出现的行为策略奖励稀疏性,不断给离线策略评估带来了挑战.本文系统性地梳理了近二十年离线策略评估的主要方法:纯模型法、重要性采样法、混合模型法和PU学习法(Positive Unlabeled,PU),主要内容包括:(1)描述了离线策略评估的相关理论背景知识;(2)分别阐述了各类方法的机理、方法中模型的细节差异;(3)详细对各类方法及模型进行了机理对比,并通过实验进行了主流离线策略评估模型的程序复现与性能对比.最后展望了离线策略评估的技术挑战与可能发展方向.

基于文献分析的信息安全领域发展与趋势研究

本文以信息安全领域相关的国际知名期刊和会议等数据为基础,采用大数据集下的数据挖掘技术,实现顶级科研论文的大数据分析原型系统。本文研究了国际信息安全领域的主要研究单位、研究进展以及研究趋势。同时,研究为中国科学院和创新研究院在信息安全学科方向和研究力量布局方面提供分析结果和决策依据。

基于语境和动作推理的语义Web服务发现

在语义Web服务发现中,服务本身及用户所处的语境是不可忽视的因素.针对现有服务发现方法的不足,给出一种基于语境和动作推理的语义Web服务发现方法.该方法通过建立基于动作的语境模型来刻画静态和动态的语境信息,利用动态描述逻辑中的动作推理实现语境推理,并在此基础上实现语境敏感的语义Web服务发现算法.案例研究及相关工作对比表明,与现有方法相比,文中方法在语境刻画和推理能力方面均有较优表现.同时实验结果也表明,在增加合理逻辑推理的时空开销的前提下,文中方法能为用户提供更符合需求的服务发现结果.

WSDL-IO可扩展的无线传感网服务匹配机制

传统的Web服务描述语言(WSDL)无法合理刻画数量不断增加且动态改变的传感网服务,导致具备相似输入输出接口的传感网服务不能被区分且服务存储与搜索负担日益加重,对此,提出在WSDL语法框架上扩展基于逻辑表达式的服务输入输出关系,融合Google语义距离和Levenshtein编辑距离计算服务相似度,并在此基础上定义服务输入输出匹配等级.实验结果表明,通过对服务输入输出关系的语义扩展,能有效地提高传感网服务的检索和选取效率.