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《計算機工程與科學雜志》2014年第六期

1網絡系統生存能力量化評估指標體系

針對以往系統生存性量化評估指標體系的不足，本文提出一種自上而下的層次化評估指標體系，從網絡系統生存性四大屬性出發，在影響系統生存能力的軟件、硬件以及運行環境中提出一套可觀測、可操控的指標體系，并采用適當算法進行量化評估。

1.1評估模型構建本文提出的評估指標體系，建立在層次化分析的基礎上，首先對網絡系統進行分層，提取特定指標，包括一級指標和二級指標；然后將二級指標映射到網絡生存能力的四大屬性上，通過適當的量化算法，以一級和二級指標為輸入，計算輸出網絡統在抗攻擊、攻擊識別、系統恢復、自適應方面的得分，最后對結果進行評估分級，給出量化評估分析結果。具體流程如圖1所示。

1.2分層及指標提取根據網絡系統生存性定義，將系統模型進行簡化，定義網絡系統生存能力為目標層，將影響網絡系統生存能力的因素定義為分類層，自上而下地劃分為軟件因素、硬件因素及運行環境因素三個層次，在分類層下抽象出12個一級指標，每個一級指標下又包括了多個二級指標，即具體的安全措施，如圖2所示為評估模型層次化的結構圖。

1.3指標映射在對網絡系統完成層次化的抽象和細化的基礎上，還需要將二級指標與目標層的網絡生存能力做一個映射，使每一個二級指標所對應的具體安全措施都對應一項或多項網絡生存能力屬性，從而達到本評估模型可提取可操作的目標。首先將分類層中軟件因素所包含的二級指標映射到網絡系統生存性四大屬性上，得表1。將分類層中硬件因素所包含的二級指標映射到網絡系統生存性四大屬性上，得表2。將分類層中運行環境因素所對應的二級指標映射到網絡系統生存性四大屬性上，得表3。在完成分類層各因素所包含二級指標與網絡系統生存性屬性關系映射后，分類層各因素、一級指標和網絡系統生存性四大屬性形成如圖3所示的關系。

1.4評估算法網絡可生存能力量化評估模型的算法分為下步驟。

2案例分析驗證

為驗證所提量化評估指標體系的可行性，本節構建網絡環境案例，并用所提方法對其進行分析評估，最終證明其可行性與易操作性。根據步驟2，對某網絡仿真重點實驗室的網絡環境狀況進行指標提取，得出的二級指標情況如表5所示。根據表4對量化結果進行分析評估，評為第3級，中等，防護措施起到作用，有攻擊識別能力，具備初步系統恢復能力。由于所提指標體系的量化算法有大量矩陣計算，手工計算效率低下，借助編程計算可以有效提高計算效率，增強可行性。通過手動勾選當前網絡系統所具有的二級指標，由程序進行后臺計算，可操作性強。程序運行如圖4所示，結果分析評估示例如圖5所示。

3結束語

本文從影響系統生存性的因素出發，采用層次化分析方法，從硬件、軟件和系統運行環境三個方面提取指標，提出了一套網絡系統可生存能力評估指標體系，并設計算法定量計算，通過案例分析，驗證了其可行性，通過編程實現，提高了可操作性。本文的研究突破了系統生存性定量評估研究的純理論性，使評估不再只建立在理論模型上，從而使對實際網絡系統的可生存能力定量評估成為可能，并能在評估結果中反映網絡可生存屬性，能對規劃中的網絡系統提供參考標準，具有較高的工程指導意義。下一步工作的重點在于豐富各個二級指標代表的防護措施，并增加二級指標加權定值方法，優化一級指標權值的選取方法，以及完善對量化結果的分級評估分析。

作者：王鵬飛 趙文濤張帆鄒榮念單位：國防科學技術大學計算機學院