动态非相似余度拟态防御有效性分析和评估

The project will first analyze the the framework of the dynamic dissimilar redundant Cyberspace Mimic Defense, establish the mathematical model for it and evaluate its effectiveness quantitatively and theoretically. Then, the optimal redundant body scheduling strategy is determined based on the dynamic Game theory. Finally, the effectiveness of the Mimic Defense system is verified through experiment..First, as the foundation theory study of the Mimic Defense is relatively weak, the project studies the theoretical foundation of the Mimic Defense, describes the Mimic Defense system and its operating principles using the mathematical model, establishes a set of evaluation theory and method to quantitatively evaluate the effectiveness of the Mimic Defense, and compares the Mimic Defense system with other defense systems in theory. Second, the opposite parties of the Mimic Defense, none of which can fully grasp information on the other side, can be described by the dynamic Game theory. The best redundant body scheduling and management strategy is sought at a minimum cost based on the Game theory. Then, to enhance the performance of the Mimic Defense, the project proposes an enhanced Mimic Defense framework based on abnormal outputs, which can analyze and respond to attack. Finally, theoretical analysis needs experimental validation. Through an experimental platform, the Mimic Defense system is analyzed and tested. The theoretical study will be further improved based on test results..The project will carry some creative researches on the aspects above to provide support for proving the superiority of the Mimic Defense theoretically and experimentally, to further improve and enrich the theoretical system of Mimic Defense , and to establish the basis for the broad applications of the Mimic Defense.

本课题将在分析典型的基于动态非相似余度的网络空间拟态防御架构基础上，建立其数学模型，从理论上定量分析拟态防御有效性，而后基于动态博弈论确定最佳的余度体调度策略，最后通过实验验证拟态防御有效性。.首先针对拟态防御理论研究薄弱的情况，研究拟态防御的理论基础，用数学模型描述拟态系统及其工作原理，建立一套评估理论与方法以定量分析拟态防御的有效性，并与其它的防御系统进行对比；然后采用动态博弈论对均不能完全掌握对方信息的拟态防御对抗双方进行刻画，并求解最小代价下的余度体调度和管理策略；为进一步增强拟态防御的性能，提出一个基于异常输出的可进行攻击分析及响应的增强型拟态防御架构；理论需要进行验证，通过实验平台对拟态防御系统进行验证测试，根据测试结果进一步完善理论研究。.本项目将在上述方面展开创新研究，为从理论上证明拟态防御的优越性提供支撑，进一完善并丰富拟态防御理论体系，为拟态防御思想的广泛应用奠定基础。

本项目围绕拟态防御的建模与分析、调度算法及验证开展相关工作，在理论研究的同时，通过实验平台验证了拟态防御的有效性。具体而言，项目包括4个方面的研究内容：1）动态非相似余度拟态防御建模及有效性分析；2）基于动态博弈的拟态防御策略研究；3）增强型拟态防御架构及分析；4）新型网络架构平台上的拟态防御系统验证及分析。.项目执行3年期间，已经完成项目计划中的上述研究任务，取得一系列的研究进展，具体包括：1）在建模及有效性分析方面，基于相关性和多样性对拟态防御进行建模及有效性分析，提出一种对多样性系统进行安全度量的方法，研究了表决策略和冗余度对多样性系统攻击失败率的影响，系统梳理了主动防御相关进展并对常用的网络安全评估模型进行了综述，提出了拟态云、拟态邮件服务器等创新思想；2）在基于博弈的拟态防御分析方面，提出了基于博弈论的裁决机制，将裁决的正确率作为攻击者和防御者的收益函数，提升裁决结果的正确率，提出了基于贝叶斯−斯坦科尔伯格博弈模型的控制器动态调度方法，求解最优调度策略，同时基于博弈论模型分析了一种新的动态SDN框架，此外围绕服务链上虚拟网络功能调度，应用斯坦科尔伯格博弈模型求解服务链上各网络功能的动态调度概率；3）在增强型拟态防御架构及分析方面，针对同一零日漏洞反复攻击情形，提出了一种基于拟态防御架构的零日攻击检测、分析和响应系统及其方法，同时针对零日攻击下可能产生的多数一致错误输出情形，提出了多数一致逃逸错误解脱方法，提高拟态防御的稳健性；4）在验证及分析方面，构建了拟态化网络操作系统、拟态云、多维动态跳变系统等实验平台，并在其上验证拟态防御的先进性。.项目实施以来，各项研究任务顺利开展，均已达到研究目标，有效丰富了拟态防御的相关研究，相关成果已发表在国内外期刊和会议上，共发表论文32篇，其中SCI检索10篇，EI检索14篇，出版专著1部，申请专利15项，授权4项，联合培养博士生4名，硕士生5名。