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面向稳控系统E1通道的网络靶场实验台的设计与实现

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中国电力 2024年第9期57卷 71-79页

作者：童和钦许剑冰梁师哲麦成徐海波国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106

随着智能电网和跨区稳定控制技术的发展,信息通信与电力系统的耦合更加紧密,网络攻击带来的安全风险也越来越高。稳控系统E1通道作为重要的测控通道,其安全性对稳控系统起到重要的作用,因此,开展面向稳控系统E1通道的半实物仿真和攻防演... 详细信息

随着智能电网和跨区稳定控制技术的发展,信息通信与电力系统的耦合更加紧密,网络攻击带来的安全风险也越来越高。稳控系统E1通道作为重要的测控通道,其安全性对稳控系统起到重要的作用,因此,开展面向稳控系统E1通道的半实物仿真和攻防演练,对发现E1通道的安全漏洞有重要意义。首先,基于半实物仿真技术设计了面向稳控系统E1通道的网络靶场实验台,介绍基于该实验台的攻防演练方案;然后,通过该实验台对一个典型的在运稳控系统E1通道开展仿真和攻击模拟实验,测试了稳控系统的安全隐患,并验证了实验台的有效性;最后,提出几种提升E1通道安全性的方法,并展望了实验台的应用前景。

关键词：稳控系统网络安全半实物仿真实验台网络靶场 E1通道

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网络靶场实训平台的规划与实践

火力与指挥控制 2021年第7期46卷 136-141页

作者：王群李馥娟郭向民刘家银江苏警官学院计算机信息与网络安全系南京210031

网络靶场实训平台是以网络空间安全人才培养需要为目的建设的高逼真网络学习、训练和研究平台,是一种特殊类型的网络靶场。介绍了世界各国网络靶场的研究背景和网络靶场的概念,规划了网络靶场实训平台的总体架构,明确了平台的主体功能... 详细信息

网络靶场实训平台是以网络空间安全人才培养需要为目的建设的高逼真网络学习、训练和研究平台,是一种特殊类型的网络靶场。介绍了世界各国网络靶场的研究背景和网络靶场的概念,规划了网络靶场实训平台的总体架构,明确了平台的主体功能、主要模拟对象和具体建设要求。结合实际,细化了网络靶场实训平台的功能,对其具体应用效果进行了分析。网络靶场实训平台在高校人才培养中具有独特的应用优势和不可替代的作用,可在高校实验教学中推广应用。

关键词：网络空间安全人才培养网络靶场实训平台网络仿真

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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

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网络靶场环境下的Web入侵检测技术研究

网络靶场环境下的Web入侵检测技术研究

作者：郭敏重庆邮电大学

学位级别：硕士

随着互联网的迅猛发展,电商平台、社交网站和聊天软件等互联网产品给人们带来便利的同时,网络信息安全问题也日益突出。网络靶场作为一个网络攻防演练的模拟训练场,目的就是在攻防训练的过程中提高参与人员的攻防技能。通过研究和分析... 详细信息

随着互联网的迅猛发展,电商平台、社交网站和聊天软件等互联网产品给人们带来便利的同时,网络信息安全问题也日益突出。网络靶场作为一个网络攻防演练的模拟训练场,目的就是在攻防训练的过程中提高参与人员的攻防技能。通过研究和分析网络靶场训练时产生的攻防数据,可以快速有效的了解训练情况。为了检测和记录这些攻防数据,一般利用入侵检测技术来实现。而Web攻防作为其中重要的模块,研究其攻击和防御的方法,提高Web入侵检测的效率,可以切实提高训练人员的水平。该文以网络靶场环境下的Web入侵检测技术展开研究,分析了Web入侵的特征、方法、防御的手段,以及入侵检测技术的原理、流程以及特点,主要工作如下:1.针对人为提取特征需要大量的安全知识且提取的特征并不能完全表示攻击载荷的特征属性的问题,使用word2vec对SQL注入和XSS攻击的文本特征进行提取。首先通过统计和人工筛选的方法选取黑样本中的部分词作为攻击词表,然后使用word2vec对特征词进行训练,生成攻击语义模型。2.针对传统的特征匹配方法无法识别未知攻击的缺陷,利用机器学习对Web入侵行为进行分类检测。首先,利用训练好的词向量模型对SQL注入和XSS攻击进行向量化,然后使用SVM算法进行分类检测,对比了不同词向量维度和词表数量的检测效果。3.设计Web入侵检测仿真实验和在网络靶场中的应用实验,对比了利用SVM使用人为提取的特征和word2vec特征时,对不同攻击类型的分类效果。实验证明,本文使用的方法对于SQL注入和XSS攻击检测的准确率都能达到96%以上,且误报率较低。

关键词：网络靶场 Web入侵检测 SVM SQL XSS word2vec

网络靶场中动态可配置虚拟网络技术研究与实现

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网络靶场中动态可配置虚拟网络技术研究与实现

作者：安彩虹国防科学技术大学

学位级别：硕士

为了保证国家安全,加快向网络强国迈进的步伐,为了在未来的网络战中占据有利的位置,建立大型的网络靶场项目具有重要的现实意义。网络靶场涉及大规模实验床构建技术(如虚拟化和仿真)、网络流量和用户行为模拟技术、实验建模及网络攻击... 详细信息

为了保证国家安全,加快向网络强国迈进的步伐,为了在未来的网络战中占据有利的位置,建立大型的网络靶场项目具有重要的现实意义。网络靶场涉及大规模实验床构建技术(如虚拟化和仿真)、网络流量和用户行为模拟技术、实验建模及网络攻击武器库、实验管理与控制、数据采集和分析等多项复杂的理论和技术,是一个复杂的综合系统。网络靶场的建立为目前网络安全技术研究和攻防演练提供了真实有效的环境。首先研究了CloudStack平台的基本知识和具体部署,并与OpenStack进行选型比较后,确定CloudStack作为网络靶场的底层平台;同时详细分析了NS2和OPNET两种网络模拟器,用于构建节点模拟模型库,以备虚拟网络动态配置时生成模拟节点。为了在有限资源的情况下完成更多的试验任务,论文提出了使用保真度调整的方法来实现虚拟网络的动态可配置性,保真度调整模型具体选用基于经验模型的调整和基于智能决策的调整两种方式进行实现,其中,基于经验模型的调整方法简单有效,主要适用于初期;基于智能决策的调整采用基于案例推理和基于规则推理相结合的方法来实现,该方法得出的调整方案更加合理,适用于后期积累了大量实验数据的情况。最后,设计实现了虚拟网络构建的界面和数据库,并详细描述了使用方法和虚拟网络构建需要注意的问题。

关键词：网络靶场虚拟网络动态可配置基于案例推理基于规则推理

网络靶场实训平台及场景构建技术的研究与实现

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网络靶场实训平台及场景构建技术的研究与实现

作者：覃江西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,计算机技术高速发展,互联网已经渗透到各行各业中,为我们的工作和生活带来了极大的便利。但与此同时,网络安全问题日益凸显。针对这一问题的紧迫性,国家采取了一系列措施旨在加强网络安全人才的培养。然而在网络安全人才培养方... 详细信息

近年来,计算机技术高速发展,互联网已经渗透到各行各业中,为我们的工作和生活带来了极大的便利。但与此同时,网络安全问题日益凸显。针对这一问题的紧迫性,国家采取了一系列措施旨在加强网络安全人才的培养。然而在网络安全人才培养方面仍存在着诸多问题。目前,在网络安全人才培养的过程中,许多高校采用传统的理论教学模式,而更重要的实践环节往往因为不具备实验条件、课程体系不完善等原因,被简化甚至是被忽略。由此导致学生难以将理论知识转化实际的操作技能,存在着实践能力弱等问题,难以满足社会的需求。为解决上述问题,本文设计并实现了一个基于云计算的网络靶场实训平台。该平台利用虚拟化技术及虚拟网络技术构建真实、多样化的网络攻防场景,能够有效地支撑了高校网络安全实践教学和实战演练,具有一定的应用价值。本文主要完成了以下工作:通过调研网络靶场的国内外研究现状,分析了现有建设方案的不足之处,并对网络靶场的相关理论技术展开研究,确定其技术选型。并比较了几种主流的Iaa S平台的优缺点,根据用户的需求及使用场景选择了轻量级云平台。完成靶场平台整体的功能性和非功能性需求分析。设计并实现网络靶场实训平台。提出了可拓展、易维护的层次化的系统架构。将系统分为业务层、仿真层和基础设施层。在业务层中根据系统的功能性需求,将平台划分成多个功能模块,结合业务流程对其进行具体的实现,使平台能够完成基本的教学业务。研究虚拟环境构建的关键技术。针对仿真层的场景创建提出了基于模块化的部署方法,将仿真场景的创建流程分解成多个子流程,分别对应多个子模块。各子模块负责对场景的虚拟网络或不同类型的仿真节点进行部署与管理。实现了仿真场景的自动化构建。其中在终端节点模块中针对单一使用基于虚拟机的完全虚拟化技术构建虚拟环境存在资源利用率低的问题,引入基于容器的轻量级虚拟化技术,设计了混合虚拟化节点的统一管理方法,能在一定程度上扩大节点规模并提高虚拟环境的构建效率。虚拟网络模块中通过在物理机之间建立VXLAN隧道形成VXLAN网络从而保证了场景之间相互隔离。结合SDN架构,通过Open Daylight控制器控制场景内的流量转发。在Vy OS模块中通过创建Vy OS系统模拟防火墙、路由器等网络设备,并在此基础上提出了基于VXLAN的虚实互联的设计方法,数据包通过VXLAN隧道和虚拟路由设备的转发实现实体网络和虚拟网络之间互相通信。搭建网络靶场平台的基础环境。对平台各个功能模块进行详细的测试,并完成了平台响应时延、链路网络质量和平台兼容性等非功能性指标的测试。测试结果表明系统符合预期的要求,能够较好地满足教学实训的需求。

关键词：云计算网络靶场虚拟化仿真

一种基于行为特征的网络靶场大规模攻击流量生成方法

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高技术通讯 2024年第11期34卷 1153-1163页

作者：王梦雨朱树永张玉军中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

网络靶场是进行网络安全研究和攻防对抗演练的重要基础设施,生成攻击流量是网络靶场复杂行为模拟的主要组成内容。现有的攻击流量生成方法存在攻击类型有限、生成速率低下、流量内容单一等问题,难以满足网络靶场的应用需求。针对上述问... 详细信息

网络靶场是进行网络安全研究和攻防对抗演练的重要基础设施,生成攻击流量是网络靶场复杂行为模拟的主要组成内容。现有的攻击流量生成方法存在攻击类型有限、生成速率低下、流量内容单一等问题,难以满足网络靶场的应用需求。针对上述问题,本文提出了一种基于行为特征的网络靶场大规模攻击流量生成方法,根据攻击的动作序列和关键载荷等行为特征构建攻击模型,通过动态填充数据包模板的方式高速生成内容可变的大规模攻击流量。在此基础上,本文实现了攻击流量生成系统FATG。实验结果表明,与现有工具相比,FATG在攻击类型、可扩展性、流量内容灵活性以及生成速率等方面均存在优势,能够有效地模拟漏洞利用、拒绝服务等攻击行为支撑对网络靶场各类靶标设备的安全测试。

关键词：网络靶场攻击模拟行为特征流量生成

一种面向网络靶场实验床资源调度策略的设计与实现

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一种面向网络靶场实验床资源调度策略的设计与实现

作者：孙圣智国防科学技术大学

学位级别：硕士

近年来,网络空间已经被认为是陆、海、空、天以外的第五疆域,网络空间的安全关系到一个国家的主权和领土完整。特别是近年来,由于互联网技术的迅速发展,网络攻击手段也变得多样化复杂化,网络空间安全受到了严重的威胁。为此,世界各国通... 详细信息

近年来,网络空间已经被认为是陆、海、空、天以外的第五疆域,网络空间的安全关系到一个国家的主权和领土完整。特别是近年来,由于互联网技术的迅速发展,网络攻击手段也变得多样化复杂化,网络空间安全受到了严重的威胁。为此,世界各国通过构建网络靶场来进行信息安全方面的研究。网络靶场可以构建一个仿真的网络环境,在这个虚拟的环境中可以模拟网络攻击实验。现有网络靶场,如Emulab,通过合理的资源调度将实验床资源分配给多个网络研究者进行相关实验,但其并没有对节点的状态做充足的评估,这对于平台使用者来说是存在一定风险的,因此需要一种更加安全的调度策略。本文针对Emulab调度算法存在的问题,提出了新的面向网络靶场的资源调度策略。首先本文说明了研究实验床资源调度算法的意义,并简要说明它们存在一些问题:对节点状态评估不足和调度过多依赖人力参与。接着详细说明了目前存在几种实验床以及相关的实验床资源管理技术。之后重点分析了Emulab的资源管理技术和当前资源调度算法的具体实现,同时也说明了完整性度量技术,这是本文所提资源调度策略的一个技术要点。接着,对Emulab资源调度算法存在的问题详细地分析并在其基础上进行改进,提出了本文的调度策略并给出了完整的设计方案。文中最后对Emulab实验环境进行了详细的说明,并通过仿真的方式将本文调度策略和Emulab当前调度策略进行对比,结果表明本文调度策略在对节点的选择上更加安全。本文的资源调度策略做的改进如下:1、为了对节点状态做出有效地评估,在资源调度策略加入了资源状态评估机制,资源状态评估机制主要依赖位于节点上的资源状态度量代理完成,可以保证分配给实验者的资源是安全的,这样就能够保障实验不会受到资源的影响而出现意外。2、为了实现调度过程的自动化,本文调度策略加入了反馈机制,反馈机制将调度过程出现的问题直接反馈给调度策略,使得调度策略能够及时根据反馈信息做出合理的反应,在一定程度上不再依赖人力,使得调度过程更加自动化。3、本文设计的资源状态度量代理减少了主服务器和节点之间的通信频率,降低了主服务器的处理负担和控制线路的通信负载。

关键词：信息安全网络靶场实验床 Emulab 资源调度

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装备网络靶场的设计与实现

装备网络靶场的设计与实现

作者：姜山吉林大学

学位级别：硕士

随着信息技术的普及和高速发展,武器装备对计算机和网络技术的依赖程度越来越高,敌方通过网络攻击手段扰乱和破坏我军装备已成为可能。本文立足于海军舰载武器装备网络安全建设需求,针对舰载装备的网络特点,结合云计算和虚拟化技术开展... 详细信息

随着信息技术的普及和高速发展,武器装备对计算机和网络技术的依赖程度越来越高,敌方通过网络攻击手段扰乱和破坏我军装备已成为可能。本文立足于海军舰载武器装备网络安全建设需求,针对舰载装备的网络特点,结合云计算和虚拟化技术开展装备网络靶场的设计与实现工作。通过对虚实结合的舰载武器装备网络的安全性进行试验,检验舰载武器装备的抗网络攻击能力,评估舰载武器装备存在的网络安全风险,对于海军加强舰载武器系统的网络安全性设计、提升网络空间作战能力具有现实意义。针对以上研究背景,本文做了如下工作:(1)研究总结了装备网络靶场建设涉及的关键技术,包括试验平台搭建技术、大规模目标网络环境构建技术、靶场资源管理技术、试验过程控制技术以及装备网络安全评估技术等;在此基础上,重点研究分析虚拟化技术在基础云平台、资源管理、目标网络搭建等方面的作用机理,为完成装备网络靶场总体方案设计奠定技术基础。(2)完成了装备网络靶场的总体方案设计和各分系统功能设计,靶场包括云平台、攻防对抗应用、威胁接入控制、安全评估、态势显示、试验导调6个分系统,为试验环境建设和系统实现提供依据;鉴于舰载装备实际情况,提出了采用虚实结合的方式搭建某型舰载武控系统的新思路,对其网络拓扑结构进行简化为靶场进行评估实验提供合理有效的评估对象。(3)完成了装备网络靶场实验环境建设和链路测试,基本实现了设计方案预定的基本功能。选取ARP攻击、PLC攻击、U盘攻击等三种具有现实代表性的攻击方式作为目标网络安全测试的手段对某型舰载武器目标网络进行攻击测试,评估其安全状态并分析可能产生的后果。

关键词：网络靶场安全评估虚拟化技术云计算技术舰载装备