摘 要：網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全性受其生存環(huán)境的影響有著很大的不確定性，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)進(jìn)行分析與評(píng)估，傳統(tǒng)的FCM模型存在很多缺陷，利用WOWA-FAHP模糊層次法對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性能進(jìn)行評(píng)估，能兼容多屬性的客觀、主觀上的聯(lián)系，適應(yīng)各種安全評(píng)估偏好的需要，并提供多種評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)獲取可靠的評(píng)價(jià)結(jié)果，在實(shí)際應(yīng)用中具有極高的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞：模糊層次；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；網(wǎng)絡(luò)安全；關(guān)聯(lián)融合

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.08

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)極大的提升了人類(lèi)社會(huì)信息傳輸、科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、文化教育、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水平，人類(lèi)生活、工作正全面進(jìn)入信息時(shí)代，但計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)存在的安全問(wèn)題同樣突出，黑客、惡意代碼、不軌行為等給國(guó)家、個(gè)人、社會(huì)信息安全帶來(lái)巨大的威脅。歷年來(lái)，病毒、黑客等的影響，給全球經(jīng)濟(jì)和公眾生活都帶來(lái)巨大的干擾，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至直接影響國(guó)家和社會(huì)安全。為了提高網(wǎng)絡(luò)安全水平，業(yè)界一直不遺余力的進(jìn)行相關(guān)安全技術(shù)和機(jī)制的研究，包括如虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)、防火墻技術(shù)、加密技術(shù)、身份驗(yàn)證技術(shù)、訪問(wèn)控制技術(shù)等等，有效的提升了網(wǎng)絡(luò)安全水平，但也不同程度的存在一些顯性或隱性的不足。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)這一開(kāi)放的、復(fù)雜的巨系統(tǒng)，任何一種安全工具都不可能滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)安全的所有需求，只有充分利用多種網(wǎng)絡(luò)安全工具才能進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)安全水平，但究竟達(dá)到了什么樣的安全水平還需要進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。下面，本文就WOWA-FAHP在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用進(jìn)行淺要的探討。

1 WOWA-FAHP基本理論

1.1 模糊集合理論

在經(jīng)典集合理論中，元素集合隸屬度只能取0和1，針對(duì)這一局限性，Zadeh創(chuàng)立了模糊集合理論，使元素隸屬度可以取[0，1]區(qū)間中的任意數(shù)值，使元素隸屬度能充分描述元素隸屬關(guān)系。模糊集合理論不是絕對(duì)的區(qū)別屬于或不屬于，而是建立元素的模糊集合來(lái)描述模糊事物。在確定元素隸屬函數(shù)時(shí)，有主觀經(jīng)驗(yàn)法、分析推理法、調(diào)查統(tǒng)計(jì)法等方法，構(gòu)建出模糊子集的經(jīng)典子集。在模糊集合理念論中，有包含和相等、并、交、補(bǔ)以及代數(shù)運(yùn)算。由于網(wǎng)絡(luò)安全中各元素存在著不同的相互聯(lián)系，因此在數(shù)學(xué)上往往用關(guān)系來(lái)描述網(wǎng)絡(luò)安全各元素之間的聯(lián)系，大量復(fù)雜的關(guān)系使得元素間的關(guān)系很難以用有或沒(méi)有來(lái)衡量，需要更多的考慮元素之間的關(guān)系度，因此運(yùn)用模糊關(guān)系來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò)安全中各元素的關(guān)系具有可行性。

1.2 模糊推理和模糊測(cè)度

在二值邏輯中只有真和假兩個(gè)真值，多值邏輯中雖然通過(guò)窮舉中介來(lái)表現(xiàn)兩極過(guò)度性，但將窮舉中介做為完全分立離散的對(duì)象處理，沒(méi)有考慮到中介間的相互滲透和交叉重疊，在邏輯推理上并不精確。模糊邏輯采用帶有模糊限定算子的語(yǔ)言真值或模糊數(shù)帶代替確切的數(shù)字真值，構(gòu)成模糊邏輯。模糊推理則是利用模糊判斷和模糊語(yǔ)言規(guī)則，來(lái)推導(dǎo)出模糊判斷結(jié)論，其推理的過(guò)程是一個(gè)對(duì)隸屬度合成和演算的過(guò)程，含有自身隱含的推理執(zhí)行機(jī)制。

模糊測(cè)度是一種用來(lái)度量模糊程度的方法，這種方法利用單調(diào)性替換了傳統(tǒng)測(cè)度方法中的可加性，利用模糊測(cè)度方法，兩個(gè)不相交子集的模糊度通常不等于兩個(gè)子集模糊測(cè)度的和，使得模糊度滿(mǎn)足了超可加性或次可加性。而這一方法對(duì)兩個(gè)不相交子集的并集的測(cè)度，并非直接從兩個(gè)子集中計(jì)算得出，而是直接從其組成成分的測(cè)度中計(jì)算得出。

1.3 信息融合理論

信息融合理論最早在上世紀(jì)七十年代提出，被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，隨后迅速被眾多應(yīng)用領(lǐng)域采用，信息融合是一個(gè)處理從多相互關(guān)聯(lián)的多源信息和數(shù)據(jù)的過(guò)程，用以獲得準(zhǔn)確的狀態(tài)與評(píng)價(jià)，是一個(gè)在多層次上對(duì)多源信息進(jìn)行處理，包含了探測(cè)、互聯(lián)、估計(jì)相關(guān)等信息組合，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)不同源、不同模式、不同媒質(zhì)、不同時(shí)間、不同表示方式的信息的綜合分析，獲得更為精確的評(píng)價(jià)結(jié)果，需要對(duì)大量的不確定的多類(lèi)信息進(jìn)行處理。一個(gè)信息融合系統(tǒng)包括信息源、信息預(yù)處理、信息綜合處理、輸出融合處理結(jié)果四個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)層次化的結(jié)構(gòu)，常用的方法有隨機(jī)模型融合、基于最小二乘法融合、智能型融合三大類(lèi)。

2 基于WOWA-FAHP的網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估

2.1 網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估的基本內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)安全是網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件、數(shù)據(jù)等受到保護(hù)的程度，網(wǎng)絡(luò)安全沒(méi)有絕對(duì)的數(shù)值，具有明顯的相對(duì)性。網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生危險(xiǎn)的可能性，同樣具有不確定性。在網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)管理中，包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估、評(píng)估、控制等過(guò)程，以減少網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)的負(fù)面影響。要做好網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)管理，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行度量和控制，使網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)保持在可接受的水平，并不可能做到絕對(duì)的沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)。在網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，需要充分對(duì)需要保護(hù)的內(nèi)容、可能存在的威脅、容易產(chǎn)生危險(xiǎn)的脆弱點(diǎn)進(jìn)行分析，最終得出風(fēng)險(xiǎn)的可能性和破壞性。目前，在網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，常用的方法有定量評(píng)估法、定性評(píng)估法、定量與定性結(jié)合評(píng)估法、模型評(píng)估法四大類(lèi)。

2.2 模糊層次分析法

在上世紀(jì)中期，美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家Satty提出了層次分析法，這是一種目前依然被廣泛采用的確定權(quán)重的方法，用以解決非數(shù)學(xué)模型決策問(wèn)題，從系統(tǒng)上將復(fù)雜問(wèn)題分解成若干因素，按一定關(guān)系分組形成遞階層次結(jié)構(gòu)，在兩兩比較確定同一層次各因素的相對(duì)重要性后得出決定因素的重要性分值。模糊層次分析法則是在層次分析法的基礎(chǔ)上，結(jié)合模糊綜合評(píng)判方法，引入模糊一致判斷矩陣構(gòu)建權(quán)重集，是一種定性與定量結(jié)合的分析法?；赪OWA-FAHP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估，需要同時(shí)采用兩組權(quán)重，一組反應(yīng)元素客觀屬性重要性的權(quán)重向量，另一組反應(yīng)元素主觀屬性的關(guān)聯(lián)性權(quán)重向量。

2.3 WOWA-FAHP應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估的基本步驟

運(yùn)用WOWA-FAHP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估，首先需要將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題進(jìn)行概念化處理，找出網(wǎng)絡(luò)安全所涉及的主要因素，分析各因素的關(guān)聯(lián)、隸屬關(guān)系，構(gòu)建出層次化的網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。然后確定各層的因素集和評(píng)判集，將網(wǎng)絡(luò)安全看成是多因素的模糊集合，設(shè)定出各因素的評(píng)審等級(jí)構(gòu)成模糊評(píng)判集合。再建立起模糊關(guān)系矩陣和模糊判斷矩陣，確定元素的重要性權(quán)重向量，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全偏好確定WOWA的權(quán)重向量。最后按自下而上的順序，分層對(duì)WOW合成算子進(jìn)行逐級(jí)綜合評(píng)判。

2.4 評(píng)估實(shí)踐

在應(yīng)用WOWA-FAHP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估時(shí)，恰當(dāng)?shù)脑u(píng)估底層安全是整個(gè)評(píng)估結(jié)果是否精確的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)底層應(yīng)用服務(wù)安全涉及眾多因素，極為復(fù)雜并具有明顯的不確定性。在進(jìn)行評(píng)估時(shí)，可以將網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估分解為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層三層。最底層應(yīng)用服務(wù)的評(píng)估因子，分解為服務(wù)開(kāi)放度、攻擊容易度、攻擊隱蔽性、用戶(hù)異常度、服務(wù)異常度、系統(tǒng)異常度、因子相關(guān)度、風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度、安全置信度、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、風(fēng)險(xiǎn)種類(lèi)、數(shù)據(jù)機(jī)密性、數(shù)據(jù)可靠性、數(shù)據(jù)完整性等。在確定評(píng)判集時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全可以分為警報(bào)類(lèi)、脆弱類(lèi)、異常類(lèi)、后果類(lèi)四大類(lèi)，構(gòu)建出評(píng)判矩陣，再根據(jù)評(píng)判矩陣建立模糊判斷矩陣，確定權(quán)重向量，最后根據(jù)WOWA逐級(jí)綜合評(píng)判，獲取網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估結(jié)果。

3 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)安全涉及因素眾多，各因素之間的關(guān)系復(fù)雜，利用WOWA-FAHP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估有較高的實(shí)用價(jià)值。在實(shí)踐應(yīng)用中，可以根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境條件和網(wǎng)絡(luò)安全需求，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，通過(guò)改變重要性因子與關(guān)聯(lián)性因素，能很好的評(píng)價(jià)出網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的完整性、有效性、精確性和實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全的動(dòng)態(tài)評(píng)估和動(dòng)態(tài)管理。

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作者單位：長(zhǎng)慶鉆井總公司，西安 710018