受攻击后的网络可靠性估计模型设计
林薇
摘 要： 网络受到攻击入侵后容易出现信道失稳和链路输出失真，导致网络的可靠性下降，因此提出一种基于自适应均衡的受攻击后的网络可靠性估计模型。构建网络受攻击后的传输链路模型，采用链路衰落调制方法减少网络攻击对传输信道的损害，对网络传输信道进行分段均衡处理，采用自适应加权算法进行链路失真补偿，实现网络链路自适应均衡。仿真试验结果表明，采用该方法进行受攻击后的网络可靠性估计提高了对网络入侵的检测能力，抑制了攻击对网络的信道损害，提高网络安全性。
关键词： 网络攻击； 自适应均衡； 信道失稳； 可靠性估计； 链路输出失真
中图分类号： TN711?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 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
随着网络技术的发展，网络的安全受到人们的关注，网络攻击会对网络安全和可靠性带来严重威胁，网络攻击是通过病毒、非法存取、拒绝服务等方式执行入侵和非法控制，从而抑制网络系统的连接能力和信息处理能力，达到数据窃取和非法攻击的目的[1]。网络攻击对网络用户的个人信息安全带来严重的危害，对社会和国家造成巨大损失。为了提高网络遭受到攻击后的可靠性，需要进行网络可靠性估计，进行网络攻击拦截和检测，改善网络性能。本文研究受攻击后的网络可靠性估计模型设计方法，首先构建网络受到攻击后的链路结构模型，然后进行网络攻击检测设计和自适应均衡设计，实现网络可靠性估计和攻击检测，最后进行仿真试验分析，展示了本文方法在提高网络抗攻击能力方面的优越性。
1 网络链路模型分析
1.1 受攻擊后的传输链路模型
为了实现对网络攻击后的可靠性估计模型，提高对网络攻击的检测能力，需要首先构建网络受攻击后的传输链路模型，对攻击节点进行信源估计，采用链路衰落调制方法减少网络攻击对传输信道的损害，对网络传输信道进行分段均衡处理。在主信道和窃听信道中，通过传输信息编码和解码设计，实现对攻击后的网络可靠性估计[2]。综上分析，得到本文设计的受攻击后的网络可靠性估计模型的总体设计构架如图1所示。
根据图1所示的总体结构模型，进行网络攻击下的传输链路模型设计和入侵特征提取[3]。假设[s=1nωsys]为网络攻击信号的时间序列采样样本， 用[ε1t]表示网络攻击的先验判别函数，网络攻击后的传输链路检测的干扰方差为[σ12]的高斯白噪声，通过对网络攻击行为的先验判断的自适应评估，得到网络攻击检测的经验模态函数为：
1.2 链路衰落调制
在进行网络传输链路模型构建的基础上，采用链路衰落调制方法减少网络攻击对传输信道的损害，计算网络受到攻击后的频率点落在调制脉冲区间的概率密度为：
2 网络可靠性估计
在构建网络受攻击后的传输链路模型的基础上，进行网络可靠性估计模型设计，本文提出一种基于自适应均衡的受攻击后的网络可靠性估计模型。在网络攻击下，码元间隔具有等间距性[6]，通过分段间隔均衡，补偿信道畸变，得到畸变补偿的判别函数满足：
3 仿真试验分析
在对网络攻击后的可靠性估计仿真试验中，采用Matlab 2010b仿真软件进行算法设计和模型构建分析。攻击信道的采样点为12个，攻击强度的信噪比为-10～10 dB，网络攻击链路的采样点设定为2 000，网络传输信道的容量为1 000 Mb，采用1 000次Monte Carlo试验进行网络攻击检测性能分析，得到在不同的链路窗口下的网络可靠性估计信息熵统计结果见表1。
摘 要： 网络受到攻击入侵后容易出现信道失稳和链路输出失真，导致网络的可靠性下降，因此提出一种基于自适应均衡的受攻击后的网络可靠性估计模型。构建网络受攻击后的传输链路模型，采用链路衰落调制方法减少网络攻击对传输信道的损害，对网络传输信道进行分段均衡处理，采用自适应加权算法进行链路失真补偿，实现网络链路自适应均衡。仿真试验结果表明，采用该方法进行受攻击后的网络可靠性估计提高了对网络入侵的检测能力，抑制了攻击对网络的信道损害，提高网络安全性。
关键词： 网络攻击； 自适应均衡； 信道失稳； 可靠性估计； 链路输出失真
中图分类号： TN711?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 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
随着网络技术的发展，网络的安全受到人们的关注，网络攻击会对网络安全和可靠性带来严重威胁，网络攻击是通过病毒、非法存取、拒绝服务等方式执行入侵和非法控制，从而抑制网络系统的连接能力和信息处理能力，达到数据窃取和非法攻击的目的[1]。网络攻击对网络用户的个人信息安全带来严重的危害，对社会和国家造成巨大损失。为了提高网络遭受到攻击后的可靠性，需要进行网络可靠性估计，进行网络攻击拦截和检测，改善网络性能。本文研究受攻击后的网络可靠性估计模型设计方法，首先构建网络受到攻击后的链路结构模型，然后进行网络攻击检测设计和自适应均衡设计，实现网络可靠性估计和攻击检测，最后进行仿真试验分析，展示了本文方法在提高网络抗攻击能力方面的优越性。
1 网络链路模型分析
1.1 受攻擊后的传输链路模型
为了实现对网络攻击后的可靠性估计模型，提高对网络攻击的检测能力，需要首先构建网络受攻击后的传输链路模型，对攻击节点进行信源估计，采用链路衰落调制方法减少网络攻击对传输信道的损害，对网络传输信道进行分段均衡处理。在主信道和窃听信道中，通过传输信息编码和解码设计，实现对攻击后的网络可靠性估计[2]。综上分析，得到本文设计的受攻击后的网络可靠性估计模型的总体设计构架如图1所示。
根据图1所示的总体结构模型，进行网络攻击下的传输链路模型设计和入侵特征提取[3]。假设[s=1nωsys]为网络攻击信号的时间序列采样样本， 用[ε1t]表示网络攻击的先验判别函数，网络攻击后的传输链路检测的干扰方差为[σ12]的高斯白噪声，通过对网络攻击行为的先验判断的自适应评估，得到网络攻击检测的经验模态函数为：
1.2 链路衰落调制
在进行网络传输链路模型构建的基础上，采用链路衰落调制方法减少网络攻击对传输信道的损害，计算网络受到攻击后的频率点落在调制脉冲区间的概率密度为：
2 网络可靠性估计
在构建网络受攻击后的传输链路模型的基础上，进行网络可靠性估计模型设计，本文提出一种基于自适应均衡的受攻击后的网络可靠性估计模型。在网络攻击下，码元间隔具有等间距性[6]，通过分段间隔均衡，补偿信道畸变，得到畸变补偿的判别函数满足：
3 仿真试验分析
在对网络攻击后的可靠性估计仿真试验中，采用Matlab 2010b仿真软件进行算法设计和模型构建分析。攻击信道的采样点为12个，攻击强度的信噪比为-10～10 dB，网络攻击链路的采样点设定为2 000，网络传输信道的容量为1 000 Mb，采用1 000次Monte Carlo试验进行网络攻击检测性能分析，得到在不同的链路窗口下的网络可靠性估计信息熵统计结果见表1。
