基于网络攻击面自适应转换的移动目标防御技术

作者：雷程; 马多贺; 张红旗; 杨英杰; 王利明

来源：计算机学报, 2018, 41(05): 1109-1131.

• 移动目标防御
• 网络攻击面
• 网络探测面
• 网络欺骗
• 网络视图
• 启发式跳变部署

移动目标防御是一种改变网络空间攻防对抗格局的革命性技术,它通过动态改变攻击面使得目标网络更具弹性.网络跳变作为有效抵御主动扫描的防御方法,是实现移动目标防御的关键技术之一.现有跳变机制由于在空间上采用随机选取方法并在时域采用固定跳变周期,极大降低了跳变防御的不可预测性和时效性;与此同时,由于跳变实施过程缺乏约束且跳变部署复杂度高,因此增加了网络开销,降低了跳变防御的可用性和可扩展性.针对以上问题,文中提出了一种基于网络攻击面自适应转换的移动目标防御技术.为了实现网络跳变收益的最大化,在分层跳变的架构上设计了一种网络自适应跳变算法.它由网络威胁感知和跳变策略生成两部分组成.通过设计基于Sibson熵的威胁感知机制分析扫描攻击策略,以指导网络跳变机制的选择;基于网络攻击面和网络探测面定义了网络视图和视图距离,通过设计基于视图距离的跳变策略生成算法,选取使得视图距离最大的跳变端信息集合,以最大化跳变的不可预测性;此外,通过采用跳变周期自拉伸策略保证跳变的时效性.从而通过基于视图距离的跳变策略选取与可变的跳变周期制定实现网络攻击面时空二维的自适应转换,最大化防御收益.为了解决网络资源有限条件下的跳变实施问题,利用可满足性模理论形式化描述跳变实施的约束条件,以保证跳变实施的可用性;通过设计启发式跳变实施部署算法以提高部署效率,以保证跳变防御的可扩展性.最后,理论与实验分析了该技术抵御扫描攻击的能力和跳变成本,通过以不同类型的扫描攻击为例证明了该技术在保证网络服务质量的同时可有效抵御92.1%以上的主动扫描攻击.

• 单位
  中国科学院信息工程研究所; 信息安全国家重点实验室; 信息工程大学