胡 波 李俊菊

（1.國網(wǎng)甘肅省電力公司信息通信公司 甘肅 730000；2.國網(wǎng)西藏電力有限公司信息通信公司 西藏 850000）

0 引言

網(wǎng)絡(luò)科技的快速發(fā)展為人們的生活帶來了翻天覆地的變化。網(wǎng)絡(luò)在便利人們生活的同時，所帶來的安全隱患也是不容忽視的。近幾年來，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高科技犯罪的案例逐漸增多。為了對隱藏的危險進(jìn)行防范，我們逐漸建立了網(wǎng)絡(luò)安全評價體系對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的安全情況進(jìn)行評估、分析。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系更加完善，對網(wǎng)絡(luò)安全的評價更加準(zhǔn)確、可靠。

1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價概述

1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的起源與發(fā)展

隨著科研事業(yè)的快速發(fā)展，人們對各個領(lǐng)域的研究不斷深入，對各個學(xué)科之間的融合也有了更深層次的理解。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這個概念就是由數(shù)學(xué)家與生物學(xué)家聯(lián)合兩個學(xué)科的知識共同構(gòu)成的。我們知道，人體大腦對外界信息的處理是通過神經(jīng)來完成的，而網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)就是通過數(shù)學(xué)模型對神經(jīng)元處理、傳遞信息的過程進(jìn)行模仿、描述。這一概念被提出以后，受到了各個領(lǐng)域研究者的重視，對這一概念不斷進(jìn)行發(fā)展和完善，并取得了不錯的成果。例如計算機(jī)領(lǐng)域的感知器神經(jīng)模型就是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上提出來的。直到今天，人們對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究更加深入，并將其逐漸應(yīng)用到各個領(lǐng)域。

1.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系概述

為了保證計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運行安全，人們利用先進(jìn)的技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)中存在的危險因素進(jìn)行分析和評估、并采取相應(yīng)的控制措施，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全運行。這些評估的方法逐漸豐富，逐漸形成了一套完整的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系。這一體系的建立需要遵循以下要點：首先是準(zhǔn)確性。建立這一體系的目的就是為了識別網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的危險因素，網(wǎng)絡(luò)運行的安全狀況進(jìn)行準(zhǔn)確反映；其次是獨立性。在對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行評價前，要先選擇不同的評價指標(biāo)。選擇的過程中一定要注意各個指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性，盡量保證獨立性，降低各個指標(biāo)之間的相互干擾。第三是簡潔性，即在保證評價質(zhì)量的前提下，盡量保證過程的簡潔。第四是完備性，就是要保證所選取的指標(biāo)能夠全面、完整的反映出整個計算機(jī)系統(tǒng)的安全狀況。最后一點是可行性，即對各個指標(biāo)進(jìn)行選擇時，要聯(lián)系實際測評工作，保證可操作性。

2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價中的應(yīng)用

從當(dāng)前的形式來看，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價中的應(yīng)用較為廣泛，并取得了不錯的效果。具體應(yīng)用過程如下。

2.1 建立評價指標(biāo)集

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的體系非常復(fù)雜，能夠影響網(wǎng)絡(luò)安全的因素也非常多。這就要求在建立評價指標(biāo)的過程中能夠考慮綜合因素，保證各個評價指標(biāo)能夠全面對這些因素進(jìn)行反應(yīng)，使整個評價模型能夠發(fā)揮實際評價功能。在對那些定量指標(biāo)進(jìn)行評價時，要依據(jù)具體系統(tǒng)的情況進(jìn)行取值。在對那些定性指標(biāo)進(jìn)行評價時，往往使用專家評級的方法，依據(jù)具體系統(tǒng)的實際情況進(jìn)行等級評定。因為指標(biāo)的取值是用來反映被評價網(wǎng)絡(luò)的安全狀況的，因此這些取值不能夠進(jìn)行直接比較，所以往往需要對各個指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2.2 建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價模型

建立這個模型要分三個部分進(jìn)行。第一部分是對輸入層進(jìn)行設(shè)計，要求所設(shè)計的神經(jīng)元節(jié)點的數(shù)量與所選擇的評價指標(biāo)的數(shù)量一致。也就是說，在一級指標(biāo)的體系中選擇了幾個二級指標(biāo)，就要設(shè)計多少個輸入層神經(jīng)元節(jié)點，保證二者之間相適應(yīng)。第二部分是對隱含層的設(shè)計。一般對 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計時都使用單隱含層，其中，具體隱節(jié)點的數(shù)量非常重要。如果節(jié)點數(shù)過多，就會導(dǎo)致學(xué)習(xí)的時間過長，出現(xiàn)誤差的概率增大，降低學(xué)習(xí)效率。如果節(jié)點數(shù)太少，會對網(wǎng)絡(luò)非線性映射以及容錯性產(chǎn)生不良影響。因此，在對節(jié)點進(jìn)行選擇時，要把握好度。第三部分是對輸出層進(jìn)行設(shè)計，實際上就是對評價的結(jié)果進(jìn)行描述。我們假設(shè)輸出層有兩個節(jié)點，那么就可以用以下方式表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的安全性：非常安全用（1，1）表示，比較安全用（1，0）表示，不安全用（0，1）表示，非常不安全用（0，0）表示。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的輸入層、隱含層、輸出層要包含所有的初始連接權(quán)值，這就要求神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)件模型之前進(jìn)行學(xué)習(xí)，盡量減小偏差。首先，要收集相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)最好能夠涉到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評級的各個規(guī)模，建立期望結(jié)果后，對網(wǎng)絡(luò)模型展開訓(xùn)練。當(dāng)然，學(xué)習(xí)時間的長短與效果的好壞和輸入層設(shè)計節(jié)點的個數(shù)有直接聯(lián)系。合理設(shè)計節(jié)點個數(shù)，提高學(xué)習(xí)效率，使BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行評價的結(jié)果接近客戶的期望。

2.4 應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對計算機(jī)評價模型進(jìn)行驗證

BP神經(jīng)模型不僅要對網(wǎng)絡(luò)安全評價模型進(jìn)行設(shè)計和學(xué)習(xí)，還要對其進(jìn)行驗證，保證該模型能夠有效應(yīng)用。驗證的時候可以選擇其中一組數(shù)據(jù)作為樣本進(jìn)行模擬，對網(wǎng)絡(luò)安全評價模型的功能進(jìn)行驗證。如果對樣本的評價結(jié)果和期望值保持一致，就證明先前建立的模型能夠?qū)τ嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行準(zhǔn)確評價，那么這個模型就可以投入使用。如果評價結(jié)果與期望值反差較大，就證明這個評價模型存在問題，需要對每一步進(jìn)行重新檢查，重新進(jìn)行設(shè)計、學(xué)習(xí)、驗證，直到與期望值符合。

3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價中的重要意義

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價中的應(yīng)用，能夠使網(wǎng)絡(luò)安全評價的可靠性更高、準(zhǔn)確性更強(qiáng)。這一技術(shù)使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系更加完善，具備更強(qiáng)的科學(xué)性，對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價的發(fā)展具有重要意義。

3.1 使整個評價體系具備更強(qiáng)的適應(yīng)性

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠以最快速度適應(yīng)各種規(guī)模的運行環(huán)境，適應(yīng)性非常強(qiáng)。另外，它的學(xué)習(xí)能力也非常強(qiáng)，在所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、輸出計算的時候，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對自身進(jìn)行調(diào)節(jié)，不斷減小誤差。同時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在整個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運行的過程中，能夠?qū)\行的規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，這種總結(jié)的功能在整個評價過程中發(fā)揮著重要作用。

3.2 使整個評價體系的容錯性更高

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在對網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行評價的過程中比傳統(tǒng)的評價方法具備更高的容錯性。計算機(jī)系統(tǒng)在運行的過程中會產(chǎn)生很多不完整信息，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對這些不完整信息沒有那么高的敏感性，這就使評價的結(jié)果能夠更接近期望值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之所以對那些不完整信息不敏感，是因為最初對節(jié)點的設(shè)計是一一對應(yīng)的，一旦節(jié)點信息與特征不對應(yīng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就不會做出反應(yīng)，也就是說不會受到無關(guān)信息的干擾。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)在線應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部規(guī)模的擴(kuò)大對系統(tǒng)的運行速度提出了更高的要求。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在對網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境進(jìn)行評價過程中，通過反復(fù)訓(xùn)練，使評價的速度更快，往往在輸入數(shù)據(jù)以后，就能夠迅速產(chǎn)生評價結(jié)果。這種高效的評價過程實現(xiàn)了人們對這一系統(tǒng)的可在線應(yīng)用，提高了使用效率，能夠完全適應(yīng)信息化的快速發(fā)展。

4 總結(jié)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將生物學(xué)與數(shù)學(xué)模型進(jìn)行完美結(jié)合，利用數(shù)學(xué)模型對神經(jīng)元處理、傳遞消息的方式進(jìn)行模擬，逐漸應(yīng)用到各個領(lǐng)域中。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價系統(tǒng)在應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時，首先要建立評價指標(biāo)集，使各個評價指標(biāo)能夠完整反應(yīng)計算機(jī)運行環(huán)境，其次是建立網(wǎng)絡(luò)安全評價模型，對輸入層、輸出層、隱含層進(jìn)行設(shè)計。然后是對模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，減小評價過程中的偏差。最后，要對模型進(jìn)行驗證，如果評價結(jié)果與期望值保持一致，就可以投入使用。

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