林薇

摘 要： 網(wǎng)絡(luò)受到攻擊入侵后容易出現(xiàn)信道失穩(wěn)和鏈路輸出失真，導致網(wǎng)絡(luò)的可靠性下降，因此提出一種基于自適應(yīng)均衡的受攻擊后的網(wǎng)絡(luò)可靠性估計模型。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)受攻擊后的傳輸鏈路模型，采用鏈路衰落調(diào)制方法減少網(wǎng)絡(luò)攻擊對傳輸信道的損害，對網(wǎng)絡(luò)傳輸信道進行分段均衡處理，采用自適應(yīng)加權(quán)算法進行鏈路失真補償，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈路自適應(yīng)均衡。仿真試驗結(jié)果表明，采用該方法進行受攻擊后的網(wǎng)絡(luò)可靠性估計提高了對網(wǎng)絡(luò)入侵的檢測能力，抑制了攻擊對網(wǎng)絡(luò)的信道損害，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)攻擊； 自適應(yīng)均衡； 信道失穩(wěn)； 可靠性估計； 鏈路輸出失真

中圖分類號： TN711?34； TP393 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）22?0063?03

Abstract： It is easy to occur channel instability， link output distortion， and network reliability reduction after network attack and intrusion. Therefore， an adaptive equalization based reliability estimation model of network after attack is proposed. The transmission link model after network attack is constructed. The link fading modulation method is adopted to reduce transmission channel damage from network intrusion. The segment equalization is performed for network transmission channels. The adaptive weighted algorithm is used to compensate link distortion and realize network link adaptive equalization. The simulation results show that the method for the reliability estimation of network after attack can enhance the capability of detecting network intrusion， suppress channel damage from network attack， and improve network security.

Keywords： network intrusion； adaptive equalization； channel instability； reliability estimation； link output distortion

0 引 言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的安全受到人們的關(guān)注，網(wǎng)絡(luò)攻擊會對網(wǎng)絡(luò)安全和可靠性帶來嚴重威脅，網(wǎng)絡(luò)攻擊是通過病毒、非法存取、拒絕服務(wù)等方式執(zhí)行入侵和非法控制，從而抑制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接能力和信息處理能力，達到數(shù)據(jù)竊取和非法攻擊的目的[1]。網(wǎng)絡(luò)攻擊對網(wǎng)絡(luò)用戶的個人信息安全帶來嚴重的危害，對社會和國家造成巨大損失。為了提高網(wǎng)絡(luò)遭受到攻擊后的可靠性，需要進行網(wǎng)絡(luò)可靠性估計，進行網(wǎng)絡(luò)攻擊攔截和檢測，改善網(wǎng)絡(luò)性能。本文研究受攻擊后的網(wǎng)絡(luò)可靠性估計模型設(shè)計方法，首先構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)受到攻擊后的鏈路結(jié)構(gòu)模型，然后進行網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測設(shè)計和自適應(yīng)均衡設(shè)計，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可靠性估計和攻擊檢測，最后進行仿真試驗分析，展示了本文方法在提高網(wǎng)絡(luò)抗攻擊能力方面的優(yōu)越性。

1 網(wǎng)絡(luò)鏈路模型分析

1.1 受攻擊后的傳輸鏈路模型

為了實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)攻擊后的可靠性估計模型，提高對網(wǎng)絡(luò)攻擊的檢測能力，需要首先構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)受攻擊后的傳輸鏈路模型，對攻擊節(jié)點進行信源估計，采用鏈路衰落調(diào)制方法減少網(wǎng)絡(luò)攻擊對傳輸信道的損害，對網(wǎng)絡(luò)傳輸信道進行分段均衡處理。在主信道和竊聽信道中，通過傳輸信息編碼和解碼設(shè)計，實現(xiàn)對攻擊后的網(wǎng)絡(luò)可靠性估計[2]。綜上分析，得到本文設(shè)計的受攻擊后的網(wǎng)絡(luò)可靠性估計模型的總體設(shè)計構(gòu)架如圖1所示。

根據(jù)圖1所示的總體結(jié)構(gòu)模型，進行網(wǎng)絡(luò)攻擊下的傳輸鏈路模型設(shè)計和入侵特征提取[3]。假設(shè)[s=1nωsys]為網(wǎng)絡(luò)攻擊信號的時間序列采樣樣本， 用[ε1t]表示網(wǎng)絡(luò)攻擊的先驗判別函數(shù)，網(wǎng)絡(luò)攻擊后的傳輸鏈路檢測的干擾方差為[σ12]的高斯白噪聲，通過對網(wǎng)絡(luò)攻擊行為的先驗判斷的自適應(yīng)評估，得到網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測的經(jīng)驗模態(tài)函數(shù)為：

1.2 鏈路衰落調(diào)制

在進行網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，采用鏈路衰落調(diào)制方法減少網(wǎng)絡(luò)攻擊對傳輸信道的損害，計算網(wǎng)絡(luò)受到攻擊后的頻率點落在調(diào)制脈沖區(qū)間的概率密度為：

2 網(wǎng)絡(luò)可靠性估計

在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)受攻擊后的傳輸鏈路模型的基礎(chǔ)上，進行網(wǎng)絡(luò)可靠性估計模型設(shè)計，本文提出一種基于自適應(yīng)均衡的受攻擊后的網(wǎng)絡(luò)可靠性估計模型。在網(wǎng)絡(luò)攻擊下，碼元間隔具有等間距性[6]，通過分段間隔均衡，補償信道畸變，得到畸變補償?shù)呐袆e函數(shù)滿足：

3 仿真試驗分析

在對網(wǎng)絡(luò)攻擊后的可靠性估計仿真試驗中，采用Matlab 2010b仿真軟件進行算法設(shè)計和模型構(gòu)建分析。攻擊信道的采樣點為12個，攻擊強度的信噪比為-10～10 dB，網(wǎng)絡(luò)攻擊鏈路的采樣點設(shè)定為2 000，網(wǎng)絡(luò)傳輸信道的容量為1 000 Mb，采用1 000次Monte Carlo試驗進行網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測性能分析，得到在不同的鏈路窗口下的網(wǎng)絡(luò)可靠性估計信息熵統(tǒng)計結(jié)果見表1。endprint