网络空间安全防御与态势感知

图书标准信息

• 作者 [美]亚历山大·科特（Alexander Kott） 著；黄晟 安天研究院 译
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2019-01
• 版次 1
• ISBN 9787111610533
• 定价 99.00元
• 装帧 平装
• 开本 16
• 纸张 胶版纸
• 页数 364页
• 字数 1000千字

【内容简介】

本书是一部关于网络空间安全防御与态势感知的专题学术文章合集，全面覆盖网络空间安全态势感知研究的理论要点，并包括丰富的面向实践的实验数据和经验教训资料，对从事网络空间安全态势感知研究与开发工作的读者极具指导作用，对广大网络安全从业人员也有较大的参考价值。
    为深入解读本书内容，本书第*译者黄晟和安天首席架构师肖新光倾力作序。黄晟老师在序中系统回答了网络空间防御为什么需要态势感知、网络空间安全态势感知是什么、如何实现网络空间安全态势感知、如何围绕网空防御人员实现态势感知，以及支持实现态势感知的系统形态是什么五个问题。肖新光老师的序则从对手的变化、视角的变化、思路的变化、效果的变化四个维度，以安天为例梳理了网络安全企业在态势感知技术解决方案研发和推广实践过程中的经验和教训。

 

【作者简介】

译者简介

 

 

黄晟   网络安全领域资深专家，具有国际咨询公司和大型国有企业工作经验，在以能源行业为代表的大型企业网络安全体系规划设计、建设实施和运行管控方面有丰富的一线工作经验，并在应用安全、密码技术、安全协议、认证技术、威胁情报分析等网络安全技术领域有深厚的功底，熟悉金融机构操作风险、欺诈风险管理等安全与业务结合领域，并在云计算安全防护和大数据安全分析等前沿领域具有探索实践。
 他较早地提出并完善了以“塔防模式”实践网络安全纵深防御的工作思路，长期与业界专家共同致力于倡导能力导向的网络安全规划与建设实践，并以复杂组织体体系架构（Enterprise　Architecture，也称“企业架构”）方法论为基础，开创性地提出了将信息化环境层次与叠加演进安全能力进行深度结合以实现防御机制全面覆盖的网络安全防御体系设计工作方法。
      他也致力于推动在网安防御工作实践中引入国际上的网空态势感知研究成果和先进理念，并着重研究在我国网络安全基础条件和工作现状基础上的结合应用解决方法，从而在日益严峻的网络空间威胁环境中为网络强国建设提供安全保障。为此，他使用业余时间与安天研究院共同完成了本书的翻译工作，并从网安防御体系规划与设计实践者的视角撰写序言，尝试展望一种以网空态势感知为指控中枢的网络安全动态综合防御体系。

 

 

安天研究院   是安天集团的下属研究机构，专注于网络安全威胁检测和知识工程方向的前沿探索，研发下一代威胁检测引擎，完善配套的知识工程体系；对认知能力、推理和本体模型、威胁知识图谱等领域进行研究探索；对智能终端、IoT、工业控制系统和各种新兴场景下的安全威胁进行分析和预判；对各种高级网空威胁行为体的工程体系、装备体系、作业框架等进行分析梳理。
 安天研究院下设多个专家工作室。同时与多所高校进行合作，按照“优势互补、窄带聚焦、实战导向、追求领先”的原则，选择安天有工程能力和数据基础，高校有学术积累的窄带专业方向展开深入研究，助力高校形成具有前瞻性和实用前景的高水平学术成果，推动科研成果向有效的安全价值转化。
 安天研究院积极跟进国际网络安全领域的前沿成果，发起成立了安天技术公益翻译组，累计翻译了超过1600万字的文献资料。

 

【目录】

译者序

 

推荐序

 

前言

 

致谢和免责声明

 

关于作者

 

第1章　理论基础与当前挑战  1

 

1.1　引言  1

 

1.2　网空态势感知  3

 

1.2.1　态势感知的定义  3

 

1.2.2　网空行动的态势感知需求  4

 

1.2.3　态势感知的认知机制  5

 

1.3　网空行动中态势感知所面临的挑战  11

 

1.3.1　复杂和多变的系统拓扑结构  11

 

1.3.2　快速变化的技术  12

 

1.3.3　高噪信比  12

 

1.3.4　定时炸弹和潜伏攻击  12

 

1.3.5　快速演化的多面威胁  13

 

1.3.6　事件发展的速度  13

 

1.3.7　非整合的工具  13

 

1.3.8　数据过载和含义欠载  14

 

1.3.9　自动化导致的态势感知损失  14

 

1.3.10　对网空态势感知挑战的总结  14

 

1.4　网空态势感知的研发需求  15

 

1.4.1　网络空间的通用作战态势图  15

 

1.4.2　动态变化大规模复杂网络的可视化  17

 

1.4.3　对态势感知决策者的支持  17

 

1.4.4　协同的人员与自主系统结合团队  17

 

1.4.5　组件和代码的检验和确认  18

 

1.4.6　积极控制  19

 

1.5　小结  19

 

参考文献  20

 

第2章　传统战与网空战  21

 

2.1　引言  21

 

2.1.1　从传统战场到虚拟战场的过渡  22

 

2.1.2　态势感知的重要性  24

 

2.1.3　传统态势感知  25

 

2.1.4　网空态势感知  25

 

2.2　传统态势感知研究示例  25

 

2.2.1　DARPA的MDC2计划  26

 

2.2.2　RAID计划  27

 

2.3　传统态势感知与网空态势感知之间具有指导意义的相似点与巨大差异  28

 

2.3.1　传统态势感知与网空态势感知有力地影响任务结果  29

 

2.3.2　认知偏差会限制对可用信息的理解  30

 

2.3.3　信息的收集、组织与共享难以管理  32

 

2.3.4　协作具有挑战性  33

 

2.3.5　共享的图景无法保证共享的态势感知  34

 

2.4　小结  34

 

参考文献  35

 

第3章　形成感知  37

 

3.1　引言  37

 

3.2　网空防御过程  38

 

3.2.1　当前的网空环境  38

 

3.2.2　网空防御过程概览  38

 

3.2.3　网空防御角色  40

 

3.3　态势感知的多面性  41

 

3.4　相关领域的发展现状  44

 

3.5　态势感知框架  46

 

3.6　小结  49

 

参考文献  50

 

第4章　全网感知  51

 

4.1　引言  51

 

4.1.1　网空态势感知形成的过程  51

 

4.1.2　网空态势感知的输入和输出  53

 

4.1.3　态势感知理论模型  53

 

4.1.4　当前网空态势感知存在的差距  54

 

4.2　在网络上下文中的网空态势感知  55

 

4.3　网络运营及网空安全的态势感知解决方案  55

 

4.4　态势感知的生命周期  56

 

4.4.1　网络感知  56

 

4.4.2　威胁/攻击感知  57

 

4.4.3　运营/任务感知  57

 

4.5　对有效网空态势感知的需求  58

 

4.6　对有效网空态势感知的概述  59

 

4.6.1　对网络进行计量以获得有效网空态势感知所需的数据  60

 

4.6.2　根据当前态势感知预测将来  61

 

4.6.3　实现有效网空态势感知的可能途径  61

 

4.7　实现有效网空态势感知  62

 

4.7.1　用例：有效网空态势感知  63

 

4.7.2　实现全网感知  64

 

4.7.3　实现威胁/攻击感知  69

 

4.7.4　实现任务/运营感知  72

 

4.8　未来方向  76

 

4.9　小结  77

 

参考文献  78

 

第5章　认知能力与相关技术  79

 

5.1　引言  79

 

5.2　网空世界的挑战及其对人类认知能力的影响  82

 

5.3　支持分析师检测入侵行为的技术  84

 

5.4　ACT-R认知架构  85

 

5.5　基于实例的学习理论和认知模型  88

 

5.6　在理解网空认知需求方面的研究差距  90

 

5.6.1　认知差距：将认知架构机制映射至网空态势感知  90

 

5.6.2　语义差距：整合认知架构与网空安全本体模型  91

 

5.6.3　决策差距：体现在网空世界中的学习、经验累积和动态决策制定方面  93

 

5.6.4　对抗差距：体现在对抗性的网空态势感知和决策制定方面  94

 

5.6.5　网络差距：处理复杂网络和网空战  95

 

5.7　小结  97

 

参考文献  98

 

第6章　认知过程  103

 

6.1　引言  103

 

6.2　文献综述  108

 

6.2.1　认知任务分析  108

 

6.2.2　基于案例推理  108

 

6.3　对认知推理过程进行信息采集和分析的系统化框架  111

 

6.3.1　分析推理过程的AOH概念模型  111

 

6.3.2　AOH对象及其彼此间关系可表达分析推理过程  112

 

6.3.3　对分析推理过程的信息采集  112

 

6.3.4　可从认知轨迹中提取出以AOH模型表达的推理过程  114

 

6.4　专业网络分析师案例研究  115

 

6.4.1　采集认知轨迹的工具  115

 

6.4.2　为收集专业网络分析师认知轨迹而展开的人员实验  115

 

6.4.3　认知轨迹  118

 

6.4.4　不同水平分析师的认知轨迹有什么特点  122

 

6.5　小结  125

 

参考文献  126

 

第7章　适应分析师的可视化技术  129

 

7.1　引言  129

 

7.2　可视化设计的形式化方法  131

 

7.3　网空态势感知的可视化  132

 

7.3.1　对安全可视化的调研  133

 

7.3.2　图表和地图  134

 

7.3.3　点边图  134

 

7.3.4　时间轴  135

 

7.3.5　平行坐标系  135

 

7.3.6　树形图  137

 

7.3.7　层次可视化  138

 

7.4　可视化的设计理念  139

 

7.5　案例研究：对网络告警的管理  140

 

7.5.1　基于Web的可视化  141

 

7.5.2　交互的可视化  141

 

7.5.3　分析师驱动的图表  141

 

7.5.4　概览+细节  143

 

7.5.5　关联的视图  144

 

7.5.6　分析过程示例  145

 

7.6　小结  148

 

参考文献  148

 

第8章　推理与本体模型  150

 

8.1　引言  150

 

8.2　场景  151

 

8.3　场景中人员展开的分析  152

 

8.4　网空安全本体模型的使用概要  153

 

8.4.1　本体模型  153

 

8.4.2　基于本体模型的推导  155

 

8.4.3　规则  156

 

8.5　案例研究  157

 

8.5.1　网空安全本体模型  157

 

8.5.2　概述基于XML的标准  160

 

8.5.3　将网空安全XML提升为OWL  161

 

8.5.4　STIX本体模型  163

 

8.5.5　其他本体模型  166

 

8.6　APT测试用例  170

 

8.6.1　测试网络  171

 

8.6.2　规则  173

 

8.6.3　基于推导的威胁检测  174

 

8.7　网空安全领域中其他与本体模型相关的研究工作  174

 

8.8　经验教训和未来工作  176

 

8.9　小结  178

 

参考文献  178

 

第9章　学习与语义  183

 

9.1　引言  183

 

9.2　NIDS机器学习工具的分类  185

 

9.3　机器学习中的输出与内部语义  187

 

9.4　案例研究：ELIDe和汉明聚合  189

 

9.4.1　ELIDe  190

 

9.4.2　汉明距离聚合  192

 

9.5　小结  196

 

参考文献  197

 

第10章　影响评估  200

 

10.1　引言  200

 

10.1.1　高级威胁与影响评估的动机  201

 

10.1.2　已有的告警关联研究  202

 

10.1.3　工作任务影响评估方面的已有研究成果  206

 

10.1.4　计算机网络建模  208

 

10.2　自上而下的设计  209

 

10.2.1　模型设计——工作任务定义  211

 

10.2.2　模型设计——环境建模  213

 

10.2.3　可观察对象设计  215

 

10.3　小结  216

 

参考文献  218

 

第11章　攻击预测  219

 

11.1　引言  219

 

11.2　用于威胁预测的网络攻击建模  222

 

11.2.1　基于攻击图和攻击计划的方法  222

 

11.2.2　通过预估攻击者的能力、机会和意图进行攻击预测  223

 

11.2.3　通过学习攻击行为/模式进行预测  225

 

11.3　待解决问题和初步研究  228

 

11.3.1　攻击建模中混淆的影响  228

 

11.3.2　以资产为中心的攻击模型生成  231

 

11.3.3　评价网络攻击预测系统的数据需求  236

 

11.4　小结  237

 

参考文献  238

 

第12章　安全度量指标  241

 

12.1　引言  241

 

12.2　网空态势感知的安全度量指标  242

 

12.2.1　安全度量指标：是什么、为何需要、如何度量  242

 

12.2.2　网络空间中态势感知的安全度量  245

 

12.3　网络漏洞和攻击风险评估  251

 

12.3.1　漏洞评估的安全度量指标  251

 

12.3.2　攻击风险的建模与度量  254

 

12.4　网空影响与工作任务的相关性分析  255

 

12.4.1　从工作任务到资产的映射与建模  256

 

12.4.2　对工作任务的网空影响分析  259

 

12.5　资产的关键性分析与优先级排序  262

 

12.5.1　基于AHP的关键性分析  262

 

12.5.2　基于优先级的网格分析  263

 

12.6　未来工作  265

 

12.7　小结  266

 

参考文献  266

 

第13章　工作任务的弹性恢复能力  269

 

13.1　引言  269

 

13.2　概览：可弹性恢复网空防御  271

 

13.2.1　复杂系统中的弹性恢复行为  271

 

13.2.2　对以工作任务为中心和可弹性恢复网空防御的理解  271

 

13.2.3　相关研究成果回顾  272

 

13.3　基于网空态势感知的可弹性恢复网空防御方法  273

 

13.3.1　通用的态势感知与决策支持模型  273

 

13.3.2　整合的网空-物理态势管理架构  275

 

13.4　对工作任务、网空基础设施和网空攻击的建模  276

 

13.4.1　工作任务建模  276

 

13.4.2　网空地形  278

 

13.4.3　面向影响的网空攻击建模  279

 

13.5　网空态势感知和可弹性恢复网空防御  280

 

13.5.1　网空态势感知过程  280

 

13.5.2　对目标软件的影响评估  281

 

13.5.3　工作任务影响评估  282

 

13.6　合理可能的未来任务影响评估  284

 

13.6.1　合理可能未来网空态势的原理  284

 

13.6.2　合理可能的未来任务影响评估过程  286

 

13.7　通过适应调整取得工作任务的弹性恢复能力  287

 

13.7.1　联邦式多代理系统的适应调整  287

 

13.7.2　保持适应调整策略的工作任务弹性恢复能力  288

 

13.8　小结  289

 

参考文献  290

 

第14章　结束寄语  293

 

14.1　挑战  293

 

14.1.1　网络空间中的人类执行者  294

 

14.1.2　网空攻击的高度不对称性  294

 

14.1.3　人类认知与网空世界之间的复杂性失配  295

 

14.1.4　网空行动与工作任务之间的分离  296

 

14.2　未来的研究  296