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基于网络流的攻击图分析方法
  • ISSN号:1000-1239
  • 期刊名称:计算机研究与发展
  • 时间:2011.8.8
  • 页码:1497-1505
  • 分类:TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京邮电大学计算机学院,北京100876, [2]中国科学院计算技术研究所,北京100190, [3]信息工程大学电子技术学院,郑州450004
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61070186);国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目(2009AA012438);国家“九七三”重点基础研究发展计划基金项目(2007CB311100)
  • 相关项目:面向系统确保的安全属性计算模型与评估方法研究
中文摘要:

攻击图是一种基于模型的安全分析技术,将不同的原子攻击关联起来,用图的形式描述所有可能的攻击路径,在网络和系统的安全性分析中得到广泛的应用.研究了攻击图中的最优原子攻击修复集问题和最优初始条件修复集问题.针对这2个问题,定义了原子攻击拆分加权攻击图和初始条件拆分加权攻击图,将最优原子攻击修复集问题和最优初始条件修复集问题分别归结于原子攻击拆分加权攻击图中的最小S-T割集问题和初始条件拆分加权攻击图中的最小S-T割集问题,并证明其等价性.在此基础上提出了基于网络流的具有多项式复杂度的算法.模拟实验表明,与已有成果相比,该算法具有较高的实际运行效率和很好的可扩展性,能应用于大规模攻击图的分析中.

英文摘要:

An intruder often breaks into a network through a chain of exploits. Each exploit in the chain lays the groundwork for subsequent exploits. Such a chain is called attack path. Attack graph, one kind of succinct representation of attack paths, is an important tool for analyzing security vulnerabilities in networks. Security analysts use attack graphs for detection and defense. However, attack graphs do not directly provide a solution to protect key resources from invasion. And finding a solution by hand is error-prone and tedious. Existing automated methods for finding such solutions are less efficient and scale poorly. In this paper, we propose solutions based on network flow method to automate the task of hardening a network against multi-step intrusions. We discuss the optimization critical attack sets problem and the optimization critical initial condition sets problem. Then we define the atomic-attacks split weighted attack graph (ASWAG) and the initial-condition split weighted attack graph (ISWAG), and convert the former two problems into the minimum S-T cut problems in ASWAG and ISWAG. The conversions are proved to be equivalent. Two algorithms with polynomial time complexity are proposed. Simulation results show that the algorithms are more efficient and scale better than the existing methods. We can use them to analyze large-scale attack graphs.

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期刊信息
  • 《计算机研究与发展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院计算技术研究所
  • 主编:徐志伟
  • 地址:北京市科学院南路6号中科院计算所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:crad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620696 62600350
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1239
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1777/TP
  • 邮发代号:2-654
  • 获奖情况:
  • 2001-2007百种中国杰出学术期刊,2008中国精品科...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40349