李 濤， 丁 勇

(濰坊科技學(xué)院 教務(wù)處， 山東 濰坊 262700)

基于高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)

李 濤， 丁 勇

(濰坊科技學(xué)院 教務(wù)處， 山東 濰坊 262700)

計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的發(fā)展帶動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，高校網(wǎng)絡(luò)安全已成為社會(huì)普遍關(guān)注的問題。先確定了高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，最后建立高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型，將高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)分為5個(gè)等級(jí)，根據(jù)專家組的評(píng)判可確定高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)，推動(dòng)高校網(wǎng)絡(luò)安全的管理.

高校； 網(wǎng)絡(luò)安全； 模糊數(shù)學(xué)； 評(píng)價(jià)

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也不斷發(fā)展，特別是在高知識(shí)、高技術(shù)的高校中，無線網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋，校園實(shí)現(xiàn)了無線快速上網(wǎng)，使得學(xué)校對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性增強(qiáng).校園網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)安全問題，對(duì)高校的影響將是巨大的[1].

近兩年校園網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估漸漸為人們所重視,不少高校聘請(qǐng)了專業(yè)人員對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全評(píng)估，以期避免因校園網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)問題而產(chǎn)生不必要的損失.建立校園網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，有利于保證高校各部門工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高高校各部門的管理水平以及工作效率，有利于提升學(xué)校形象，有利于提高學(xué)校競爭力，為校園網(wǎng)絡(luò)安全提供預(yù)警和保障[2].

本文針對(duì)影響高校網(wǎng)絡(luò)安全的四個(gè)主要因素(物理因素、用戶因素、外界因素和管理因素)，將高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)分為五個(gè)等級(jí)，通過其各指標(biāo)對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的影響進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià).

1 高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

通過查閱文獻(xiàn)資料，結(jié)合山東地區(qū)部分高校的實(shí)際情況，確定高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如下，具體見表1.

表1 高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)P的評(píng)價(jià)指標(biāo)[3]

2 利用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重[4]

首先，構(gòu)造比較矩陣.采用1～9標(biāo)度值(見表2)，比較同一層次上的各因素對(duì)上一層對(duì)應(yīng)因素的影響作用確定比較矩陣.

表2 1～9標(biāo)度值

指標(biāo)P1、P2、P3、P4對(duì)P影響的比較矩陣為

指標(biāo)P11、P12、P13對(duì)P1影響的比較矩陣為

指標(biāo)P21、P22、P23對(duì)P2影響的比較矩陣為

指標(biāo)P31、P32、P33對(duì)P3影響的比較矩陣為

指標(biāo)P41、P42、P43、P44對(duì)P4影響的比較矩陣為

其次，利用幾何平均值法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重的大小，具體過程如下：

(a)求比較矩陣中每一行元素的乘積，得到向量α；

(b)對(duì)向量α的每一個(gè)分量進(jìn)行開方，得到向量β；

(c)對(duì)向量β進(jìn)行歸一化，得其對(duì)應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重向量γ.

指標(biāo)P1、P2、P3、P4權(quán)重的計(jì)算過程如下：

(II) 對(duì)向量α的每一個(gè)分量進(jìn)行開方，得到向量β=(0.287 0.841 2.3 1.8)T；

(III) 對(duì)向量β進(jìn)行歸一化，得其對(duì)應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重向量γ=(0.055 0.161 0.44 0.344)T.

同理可得指標(biāo)P11、P12、P13的權(quán)重向量為γ1=(0.105 0.637 0.258)T；

指標(biāo)P21、P22、P23的權(quán)重向量為γ2=(0.648 0.122 0.23)T；

指標(biāo)P31、P32、P33的權(quán)重向量為γ3=(0.467 0.467 0.066)T；

指標(biāo)P41、P42、P43、P44的權(quán)重向量為γ4=(0.241 0.049 0.469 0.241)T；

最后，對(duì)比較矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn).

由于比較矩陣影響大小的確定人為因素較多，因此需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，具體方法如下：

表3 隨機(jī)一致性指標(biāo)

一般地，CR<0.10時(shí)比較矩陣通過一致性檢驗(yàn).

對(duì)P、P1、P2、P3、P4進(jìn)行一致性檢驗(yàn)的結(jié)果見表4.

表4 各比較矩陣的一致性檢驗(yàn)結(jié)果

由于CR均小于0.10，所以P、P1、P2、P3、P4均通過了一致性檢驗(yàn).

總結(jié)高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)權(quán)重如表5所示.

表5 高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)權(quán)重

3 建立高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型

結(jié)合山東地區(qū)高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的情況，對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的二級(jí)指標(biāo)設(shè)定五級(jí)評(píng)判集，通過專家評(píng)判，建立模糊評(píng)判矩陣，根據(jù)前面計(jì)算出的權(quán)重，計(jì)算出一級(jí)指標(biāo)的等級(jí)隸屬度，進(jìn)而求出高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)評(píng)價(jià)向量，根據(jù)最大化原則確定高校網(wǎng)絡(luò)安全的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)[4-6].具體過程如下：

1) 建立二級(jí)指標(biāo)的五級(jí)評(píng)判集，具體見表6.

表6 高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)二級(jí)指標(biāo)評(píng)判集>

2)確定模糊評(píng)價(jià)矩陣

設(shè)一級(jí)指標(biāo)P1中第i個(gè)二級(jí)指標(biāo)的評(píng)判結(jié)果為(ri1(1)ri2(1)ri3(1)ri4(1)ri5(1)) ，其中i=1,2,3，則相應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)的模糊評(píng)判矩陣為

同理可得

依據(jù)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算一級(jí)指標(biāo)的模糊評(píng)判矩陣為R=[r1TR1r2TR2r3TR3r4TR4]，

再依據(jù)一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，確定校園網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)向量為w=rTR.根據(jù)最大化原則，可確定該高校的校園網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，其中校園網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也分為五級(jí)，分別為：等級(jí)一(非常安全)、等級(jí)二(比較安全)、等級(jí)三(風(fēng)險(xiǎn)一般)、等級(jí)四(比較危險(xiǎn))、等級(jí)五(非常危險(xiǎn)).

4 模型分析與應(yīng)用

該模型能夠合理、全面、快速、簡捷地對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)作出準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)，具有可行性.但二級(jí)指標(biāo)的等級(jí)的評(píng)判是由專家組評(píng)判給出的結(jié)果，不同的專家組給出的結(jié)果是不一樣的，這取決于專家們對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知.

根據(jù)以上模型，借助10個(gè)專家組成的專家組對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，其結(jié)果見表7.

計(jì)算可得

求得

故計(jì)算可得校園網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)向量為：

w=[0.056 0.206 0.343 0.313 0.071].

根據(jù)最大化原則可知網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為等級(jí)三，即風(fēng)險(xiǎn)一般.

5 結(jié)束語

當(dāng)前很多高校對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)安全不夠重視，建議學(xué)校采取積極防護(hù)措施，針對(duì)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，制定不同的應(yīng)對(duì)策略，保證校園網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn).

[1]韋杰.關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的分析[J].廣西輕工業(yè)，2011(2)：64-65.

[2]徐喆.高校網(wǎng)絡(luò)安全存在的問題與對(duì)策研究[D].秦皇島:燕山大學(xué),2012.

[3]劉炳奇.影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的因素及應(yīng)對(duì)措施[J].軟件，2014(3)：152-154.

[4]韓中庚.數(shù)學(xué)建模方法及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2005.

[5]沈靜薇，王新宜.模糊數(shù)學(xué)在理化實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量綜合評(píng)判中的應(yīng)用[J].上海預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2002(14)：265-266.

[6]章麗娟，王清賢.模糊層次分析法在網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢評(píng)估中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)仿真，2011(12)：138-140.

[責(zé)任編輯：李 強(qiáng)]

2014-12-31

李濤(1982-)，山東壽光人，講師，碩士，主要從事應(yīng)用數(shù)學(xué)研究.E-mail： 121585032@qq.com

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