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面向网络靶场的DDoS攻击缓解方法研究

工业信息安全 2024年第1期 20-31页

作者：田野王丹妮西安电子科技大学杭州研究院浙江杭州311200 哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001

本文提出一种面向不平衡数据的DDoS攻击检测模型,提升对DDoS洪泛攻击的检测效果。以OpenStack为核心技术设计网络靶场,并使用Ceph分布式存储替换OpenStack原生存储系统,提出一种OpenStack与Ceph的超融合网络靶场方案,可以实现对计算、... 详细信息

本文提出一种面向不平衡数据的DDoS攻击检测模型,提升对DDoS洪泛攻击的检测效果。以OpenStack为核心技术设计网络靶场,并使用Ceph分布式存储替换OpenStack原生存储系统,提出一种OpenStack与Ceph的超融合网络靶场方案,可以实现对计算、存储、网络资源的统一管理。首先,针对Ceph集群在存储时的数据分布不均情况对平台存储性能的影响,提出一种基于好感度的数据存储优化算法,利用好感度因子约束数据的存储位置,有效提高集群中所有OSD节点存储数据的均衡性。同时,设计了一种基于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的DDoS洪泛攻击检测与缓解方法,有效降低了对物理设备性能的要求,最后结合Ryu控制器的可编程性,实现DDoS洪泛攻击缓解方法。

关键词：分布式拒绝服务网络靶场软件定义网络

王珩:“下一代”网络靶场助力汽车与数字安全跨界融合

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智能网联汽车 2024年第1期 58-61页

作者：赵子旺《智能网联汽车》编辑部

车联网时代数据安全面临起步晚、成本高、门槛高的三大挑战,解决安全问题的关键不是另起炉灶,而是让安全行业和汽车行业跨界融合,实现资源共享与优势互补,共同提升网联汽车安全的整体水平。近年来,随着智能化、网联化发展提速,汽车成为... 详细信息

车联网时代数据安全面临起步晚、成本高、门槛高的三大挑战,解决安全问题的关键不是另起炉灶,而是让安全行业和汽车行业跨界融合,实现资源共享与优势互补,共同提升网联汽车安全的整体水平。近年来,随着智能化、网联化发展提速,汽车成为下一代移动智能终端的趋势越发凸显。但随之而来的用户数据和隐私泄露、智能系统遭受恶意攻击等汽车安全问题也越来越引人关注。

关键词：数据安全隐私泄露智能系统恶意攻击移动智能终端跨界融合用户数据网络靶场

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网络靶场及其关键技术研究

计算机工程与应用 2022年第5期58卷 12-22页

作者：李馥娟王群江苏警官学院计算机信息与网络安全系南京210031

网络靶场是用于网络空间安全研究,利用计算机仿真技术创建的高度近似于真实网络空间运行机制的可信、可控、可定制的重要基础设施。结合网络空间安全发展态势,归纳分析并重新定义了网络靶场的概念,提出了网络靶场的基本服务能力。立足... 详细信息

网络靶场是用于网络空间安全研究,利用计算机仿真技术创建的高度近似于真实网络空间运行机制的可信、可控、可定制的重要基础设施。结合网络空间安全发展态势,归纳分析并重新定义了网络靶场的概念,提出了网络靶场的基本服务能力。立足体系结构、实现技术和功能需求等属性特征,选择目前具有代表性的典型网络靶场进行了分析。在此基础上,重点从大规模网络仿真、网络流量模拟及用户行为模拟等方面,讨论了网络靶场的关键技术。着重从技术和应用方面讨论了网络靶场的发展过程与趋势,并对我国网络靶场的现状与发展作了必要探讨。

关键词：网络空间安全网络靶场攻防演练网络仿真

面向网络靶场的云计算资源调度系统设计与实现

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面向网络靶场的云计算资源调度系统设计与实现

作者：刘江鹏浙江师范大学

学位级别：硕士

近年来,随着信息技术的不断发展,网络安全问题日益突出,网络安全攻防成为各国网络对抗的主要形式。网络靶场作为人才训练的主要场所,其研发工作是网络安全研究工作的重点。在人才训练过程中,需要提供基于虚拟化技术仿真的场景作为训练... 详细信息

近年来,随着信息技术的不断发展,网络安全问题日益突出,网络安全攻防成为各国网络对抗的主要形式。网络靶场作为人才训练的主要场所,其研发工作是网络安全研究工作的重点。在人才训练过程中,需要提供基于虚拟化技术仿真的场景作为训练场所。靶场中的虚拟机部署请求是以场景为单位的,在大型网络攻防场景的构建过程中,会产生大量的资源请求,给服务器造成压力。因此,设计一种高性能的负载均衡算法是大型攻防场景成功构建的关键。此外,网络靶场的运行也需要云计算资源调度系统平台对系统中的资源进行管理和维护。对此,本文主要进行了如下研究工作:(1)对国内外靶场和云计算资源调度的现状进行了分析和研究,阐明了本文的研究意义。指出了当前研究中存在的缺陷和不足,研究了当前云计算资源调度中存在的问题以及针对这些问题的解决方法。(2)研究了靶场中的虚拟机部署问题。在靶场中,大型攻防网络场景的创建,会产生大量虚拟机部署请求,给服务器造成巨大的压力。本文设计了一种基于改进遗传算法(Improved Gene Algrithm,IGA)的负载均衡算法,目的是降低物理机节点的负载失衡度、平衡服务器中的资源请求、缓解服务器的压力。针对云计算平台的实验需要大量设备的问题,本文采用了Cloud Sim云计算仿真平台进行算法实验。通过具体的算法实验,证明了本算法能够在大型攻防场景构建过程中,提供一种负载失衡度较低的部署方案。此外,还与多种算法进行了实验对比,证明了本算法的优越性。(3)通过对云计算资源调度系统的需求分析,确立了系统的设计目标。对系统进行了整体概要设计和详细的模块设计,实现了面向靶场的云计算资源调度系统。系统设计过程中,本文基于微服务的思想,将模块进行拆分,减小了模块之间的耦合度。通过实际测试,该系统能够满足网络云计算资源调度的功能需求,具有高性能、稳定、兼容性良好的特点。

关键词：网络靶场云计算资源调度负载均衡

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面向网络靶场的DDoS攻击缓解方法研究

面向网络靶场的DDoS攻击缓解方法研究

作者：王丹妮哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

互联网在当今社会发挥着至关重要的作用,但是以分布式拒绝服务(Distributed Denial of Service,DDoS)攻击为代表的网络攻击行为,始终威胁着整个网络环境的安全与稳定。目前网络靶场已经成为网络安全领域研究的重点之一,然而现有的网络... 详细信息

互联网在当今社会发挥着至关重要的作用,但是以分布式拒绝服务(Distributed Denial of Service,DDoS)攻击为代表的网络攻击行为,始终威胁着整个网络环境的安全与稳定。目前网络靶场已经成为网络安全领域研究的重点之一,然而现有的网络靶场平台大都存在架构复杂、使用成本高、负载均衡差等问题,且在具体场景中未提供缓解DDoS攻击的方法。因此,构建一个可扩展、操作简单的网络靶场平台,并基于其研究DDoS攻击缓解方法是十分有必要的。本文以虚拟化技术为基础,从网络靶场的设计与优化及DDoS攻击的检测与缓解方法两个方面开展研究。首先,本文提出一种基于Open Stack与Ceph的超融合网络靶场设计方案,该方案利用Ceph分布式存储技术替换Open Stack原生存储系统,从而实现对计算、存储、网络资源的统一管理。同时,针对Ceph集群原生存储策略所存在的数据分布均匀性差的问题,本文提出好感度的概念,并基于其设计一种数据存储优化算法,算法利用好感度因子约束数据的存储位置,有效提高集群中所有OSD节点存储数据的均衡性。从实验结果可知,本文提出的网络靶场平台构建方案具有操作简单、易用性高、存储性能强等优点。其次,本文针对DDoS洪泛攻击提出一种基于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的检测与缓解方法。该方法将网络靶场平台模拟的DDoS攻击场景,转化为SDN下针对基础设施层的攻击,从而有效降低了对物理设备性能的要求。针对实际网络通信场景中,良性流量数据包与恶意流量数据包数量差距较大,而传统的机器学习模型对于此类数据的检测性能较低的问题,本文提出一种面向不平衡数据的DDoS攻击检测模型。该模型首先对良性流量数据包执行欠采样,其次采用堆叠稀疏自编码器(Stacked Sparse Autoencoders,SSAE)对流量特征进行抽象表示,从而有效降低原始数据的维度。同时在集成学习(Ensemble Learning,EL)阶段,将样本权重调节因子和错误分类敏感因子引入Adaboost算法,构造出一种错误分类的代价敏感方法,以提升对DDoS洪泛攻击检测的效果。实验结果表明,本文所提出的检测模型的平衡F分数(F1-Score)为99.74%,缓解方法的阻塞率为99.55%,证明本文所提出的方法能够有效降低DDoS攻击对网络的破坏,提高网络的健壮性。

关键词：分布式拒绝服务网络靶场 Ceph 软件定义网络集成学习

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面向网络靶场的虚拟化资源安全管理研究

面向网络靶场的虚拟化资源安全管理研究

作者：王伟豪华中科技大学

学位级别：硕士

网络空间靶场是通过虚拟化技术还原的真实网络作战环境,可以用于网络安全技术验证、攻防武器试验、攻防对抗演练,网络空间靶场已成为了培养网络安全人才、决胜网络空间领域的重要设施。然而由于虚拟化环境的资源共享性和网络靶场任务场... 详细信息

网络空间靶场是通过虚拟化技术还原的真实网络作战环境,可以用于网络安全技术验证、攻防武器试验、攻防对抗演练,网络空间靶场已成为了培养网络安全人才、决胜网络空间领域的重要设施。然而由于虚拟化环境的资源共享性和网络靶场任务场景的特殊性,其中包含了各类攻防武器的应用和未知安全技术的验证,使得网络靶场自身平台的安全面临严峻的挑战。为了并行开展不同安全等级的仿真试验而不影响各试验的数据安全,提升网络靶场虚拟化环境的安全性和可靠性,满足资源共享时的安全隔离需求,分析了传统强制访问控制技术,结合网络靶场场景下资源使用的特性,提出了CR-MAC访问控制模型。基于CR-MAC访问控制模型,根据靶场用户、资源和任务场景的安全属性,结合操作系统安全模块,设计了安全访问控制方案。为了进一步提高网络靶场的安全可靠性,实时掌握虚拟化环境中资源情况和运行状态,设计了虚拟机监控方案,创新性地针对网络靶场场景,从宿主机实时采集和监控虚拟机内部进程运行状态。基于CR-MAC安全访问控制方案和虚拟机监控方案,实现了面向网络靶场的虚拟化资源安全管理系统,系统分为CR-MAC策略管理模块、CR-MAC执行模块、虚拟机管理模块、虚拟机监控模块和日志记录模块。根据网络靶场的场景任务对系统进行功能测试和性能测试,验证了系统能满足资源管理的需求,具有实用性和可行性,可以加强网络靶场在并行开展多安全等级试验任务时的数据安全,为网络新技术验证、武器评估等任务提供数据支撑,提升虚拟化网络靶场自身的安全性和可靠性,对网络靶场的建设发展具有积极的作用。

关键词：网络靶场虚拟化安全强制访问控制虚拟机监控

网络靶场中基于知识图谱的安全自动检测技术的研究与应用

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工业信息安全 2022年第8期 22-27页

作者：罗秀春陈睿智北京天融信网络安全技术有限公司北京100085

网络靶场是针对网络攻防演练和网络新技术评测的重要基础设施,可用来提高网络和信息系统的稳定性、安全性和性能。网络靶场的主要作用之一是对新研制产品进行测试验证,包括产品的功能、性能以及安全性评估等。现有的安全产品检测体系存... 详细信息

网络靶场是针对网络攻防演练和网络新技术评测的重要基础设施,可用来提高网络和信息系统的稳定性、安全性和性能。网络靶场的主要作用之一是对新研制产品进行测试验证,包括产品的功能、性能以及安全性评估等。现有的安全产品检测体系存在检测库不完整、更新不及时、产品检测过程自动化程度不足的问题,在产品对安全检测要求比较高的情况下会稍显不足。基于知识图谱的产品安全检测系统,可以实现多品类检测库的自动构建,并通过知识学习优化知识库,结合自动化流程的多任务支持,可以提高产品安全检测的效率、准确性和全面性。

关键词：知识图谱安全检测知识学习检测库网络靶场

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网络靶场中靶标自动化构建技术研究

中国科技论文在线精品论文 2022年第2期15卷 229-240页

作者：徐亚民巩微黄玮范文庆中国传媒大学计算机与网络空间安全学院北京100024

网络靶场可以通过对现实世界中的网络安全事件再现来提升网络攻防演练的有效性,但是目前网络靶场中靶标的开发工作主要依赖于经验丰富的网络安全研究人员投入大量时间去完成,使得靶标构建过程中试错和排错成本进一步提升。在对手工构建... 详细信息

网络靶场可以通过对现实世界中的网络安全事件再现来提升网络攻防演练的有效性,但是目前网络靶场中靶标的开发工作主要依赖于经验丰富的网络安全研究人员投入大量时间去完成,使得靶标构建过程中试错和排错成本进一步提升。在对手工构建靶标过程进行分析总结后,提出一种靶标标准化构建方法,基于开发运维一体化思想设计了靶标自动化构建流水线,将靶标构建流程分解为多个子流程,通过对各个子流程进行自动化实现达到靶标自动化构建的目的。设计实验对提出方法的可行性及有效性进行验证,使用该方法构建靶标的成功率为96.7%。本研究意义在于提出一种针对网络靶场中靶标的标准化构建方法,实现了对靶标的自动化构建。

关键词：计算机科学技术基础学科信息安全网络靶场容器化技术自动化构建

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网络靶场数据采集方法探索与设计

数字技术与应用 2022年第11期40卷 185-188页

作者：林琦力尚旭金鑫王瑞张家琦中国电子科技集团第三十研究所

网络靶场是针对网络攻防演练、支撑网络空间技术验证和网络风险评估的重要基础设施,对网络安全人才的培养、网络空间对抗的学习和研究有着极为重要的价值。本文首先介绍了数据采集在靶场中的关键作用,阐述了主流的数据采集技术及其存在... 详细信息

网络靶场是针对网络攻防演练、支撑网络空间技术验证和网络风险评估的重要基础设施,对网络安全人才的培养、网络空间对抗的学习和研究有着极为重要的价值。本文首先介绍了数据采集在靶场中的关键作用,阐述了主流的数据采集技术及其存在的问题。然后提出了全维数据采集方案,阐述了全维数据采集方案的总体架构和具体的采集技术,实现了低侵入、实时、准确、全面的采集靶场数据。

关键词：网络安全数据采集网络靶场攻防演练网络风险评估采集技术支撑网络空间对抗

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