專利名稱：博弈樹安全自動響應方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機網(wǎng)絡安全技術，特別涉及一種計算機網(wǎng)絡的安全自動決策和響 應的方法及裝置。
背景技術：
隨著信息技術的不斷發(fā)展和普及，信息安全問題日益嚴重。惡意攻擊、非法入侵、 病毒木馬、信息泄漏、突發(fā)故障等等，對計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)構成嚴重威脅，有必要采取有效措 施去防范、監(jiān)控、處理各種安全事件，保障系統(tǒng)的正常運作。目前常見的安全響應技術，包括1、防火墻；2、IDS(入侵檢測系統(tǒng)，Intrusion Detection System) ；3> IPS ( Ajf^fP^^, Intrusion Prevention System)；惡意代碼 (病毒、木馬、蠕蟲)查殺軟件。簡單介紹如下現(xiàn)有技術一防火墻原理防火墻部署在網(wǎng)絡安全區(qū)域的邊界，類似于安全檢查的關卡，對進出網(wǎng)絡安 全區(qū)域的數(shù)據(jù)包進行檢查，只放行合法的數(shù)據(jù)包，不允許非法數(shù)據(jù)包通過。缺點防火墻的安全過濾能力有限，而且主要防御方向是對外不對內。已經(jīng)有針對 防火墻弱點，突破防火墻限制的攻擊技術，例如加密協(xié)議隧道，通過代理轉發(fā)數(shù)據(jù)包等?，F(xiàn)有技術二 入侵檢測系統(tǒng)IDS原理IDS部署在整個網(wǎng)絡安全區(qū)域中，可以對深層的網(wǎng)絡安全狀況進行檢測，一 旦發(fā)現(xiàn)安全問題立即自動告警。缺點功能僅限于自動檢測，發(fā)出告警之后還要依賴人工處理，無法獨立于人的 控制作出安全自動響應。現(xiàn)有技術三入侵防御系統(tǒng)IPS原理IPS也部署在整個網(wǎng)絡安全區(qū)域中，對深層的網(wǎng)絡安全狀況進行自動檢測， 并且能夠自動阻斷發(fā)現(xiàn)了安全問題的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包。缺點這種自動響應技術主要針對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，很少對網(wǎng)絡中的計算機結點進 行自動控制。而且自動響應也僅限于簡單的應激反應水平，不具有較高的人工智能，無法象 人一樣對復雜的安全狀況和攻擊企圖作出自動判斷和決策?，F(xiàn)有技術四惡意代碼(病毒、木馬、蠕蟲)查殺軟件原理這是殺毒軟件的擴展，通過檢查代碼中的特征碼來檢測病毒、木馬、蠕蟲等 惡意代碼，進而清除惡意代碼。缺點這種技術只能查殺已知特征惡意代碼，不能對未知的新攻擊起防御作用，對 于已經(jīng)造成的網(wǎng)絡破壞無法起亡羊補牢的作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明公開了一種用于計算機網(wǎng)絡的博弈樹安全決策和響應方法和其裝置，用以 解決現(xiàn)有技術存在的不能讓計算機完全獨立于人的控制，自主作出網(wǎng)絡安全決策和自動響應的問題。一種計算機網(wǎng)絡的安全自動決策和響應的方法包括由網(wǎng)絡各結點收集和傳送網(wǎng)絡格局信息；由決策結點根據(jù)網(wǎng)絡格局信息，以人工智能的博弈樹方法計算出最佳決策；把決策發(fā)給網(wǎng)絡各結點去自動執(zhí)行；上述過程并行運作，反復進行。一種計算機網(wǎng)絡的安全自動決策和響應的裝置包括支撐層，由真實計算機集群組成，用于運行一個由多個虛擬機結點組成的虛擬計 算機網(wǎng)絡；業(yè)務層，由虛擬的計算機網(wǎng)絡組成，用于承擔各種計算任務，提供計算機網(wǎng)絡應有 的服務；這個網(wǎng)絡中的計算機結點、網(wǎng)絡設備及線路，都是由支撐層的系統(tǒng)采用虛擬機軟件 模擬出來的，可以動態(tài)改變。本發(fā)明實施例由網(wǎng)絡各結點收集和傳送網(wǎng)絡格局信息；由決策結點根據(jù)網(wǎng)絡格局 信息，以人工智能的博弈樹方法計算出最佳決策；把決策發(fā)給網(wǎng)絡各結點去自動執(zhí)行；上 述過程并行運作，反復進行，從而能夠讓計算機完全獨立于人的控制，自主作出網(wǎng)絡安全決 策和自動響應，而且對網(wǎng)絡線路和結點都實施了自動控制，在未知攻擊造成網(wǎng)絡破壞的時 候仍然可以起亡羊補牢的作用。


圖1為本發(fā)明實施例中，一部分網(wǎng)絡格局的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中，虛擬矩陣網(wǎng)絡的示意圖，圖中是2維矩陣網(wǎng)絡；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種博弈樹安全決策和響應裝置示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的一種博弈樹安全決策和響應方法流程圖。
具體實施例方式針對現(xiàn)有技術不能讓計算機完全獨立于人的控制，自主作出網(wǎng)絡安全決策和自動 響應的問題，本發(fā)明實施例由網(wǎng)絡各結點收集和傳送網(wǎng)絡格局信息；由決策結點根據(jù)網(wǎng)絡 格局信息，以人工智能的博弈樹方法計算出最佳決策；把決策發(fā)給網(wǎng)絡各結點去自動執(zhí)行； 上述過程并行運作，反復進行，從而解決了上述問題。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的網(wǎng)絡格局包括狀態(tài)一，結點正常運行，用白點 表示；狀態(tài)二，結點被入侵，用黑點表示；狀態(tài)三，結點處于關閉、還原或正在開啟狀態(tài)，用 無點表示。另外，網(wǎng)絡格局也包括每條路由的通斷情況。局部的網(wǎng)絡格局可以是(A) —個結點被圍，無法與外界通信；(B)大量結點被 圍，失去通信及計算能力。整個網(wǎng)絡格局可以是矩陣網(wǎng)絡中，大量白點、黑點、無點互相交錯，呈現(xiàn)攻防雙方 互相博弈的狀態(tài)。如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的虛擬矩陣網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡線路構成的2維矩陣；矩陣中的每個結點，即圖中的黑點，是由一個虛擬機和一個虛擬路由器組成的；
虛擬機有完整的軟硬件系統(tǒng)，能夠承擔包括Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務 器、決策結點、蜜罐結點在內的各種計算任務；虛擬路由器能夠承擔轉發(fā)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包、控制路由通斷的任務。如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的一種計算機網(wǎng)絡的安全自動決策和響應的裝置 包括支撐層，由真實計算機集群組成，用于運行一個由多個虛擬機結點組成的虛擬計 算機網(wǎng)絡；業(yè)務層，由虛擬的計算機網(wǎng)絡組成，用于承擔各種計算任務，提供計算機網(wǎng)絡應有 的服務；這個網(wǎng)絡中的計算機結點、網(wǎng)絡設備及線路，都是由支撐層的系統(tǒng)采用虛擬機軟 件模擬出來的，可以動態(tài)改變。如圖4所示，本發(fā)明實施例提供的一種計算機網(wǎng)絡的安全自動決策和響應方法包 括下列步驟步驟401、402、403 由網(wǎng)絡各結點收集和傳送網(wǎng)絡格局信息；步驟404、405 由決策結點根據(jù)網(wǎng)絡格局信息，以人工智能的博弈樹方法計算出 最佳決策；步驟406、407 把決策發(fā)給網(wǎng)絡各結點去自動執(zhí)行；從步驟407返回步驟401 上述過程并行運作，反復進行。通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借 助軟件加必需的硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當然也可以全部通過硬件來實施，但很多情況下 前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案對背景技術做出貢獻的全部 或者部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質中，如 ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務 器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種博弈樹安全決策和響應方法，其特征在于，該方法包括 由網(wǎng)絡各結點收集和傳送網(wǎng)絡格局信息；由決策結點根據(jù)網(wǎng)絡格局信息，以人工智能的博弈樹方法計算出最佳決策； 把決策發(fā)給網(wǎng)絡各結點去自動執(zhí)行； 上述過程并行運作，反復進行；如上所述由網(wǎng)絡各結點收集和傳送網(wǎng)絡格局信息的方法具體包括 把網(wǎng)絡中每個結點、每條路由的狀態(tài)用一串狀態(tài)編碼來表示，編碼格式自定； 通過結點自檢和互相檢測，得到狀態(tài)編碼的當前值X，X是個向量； 把狀態(tài)編碼當前值X通過網(wǎng)絡傳送給決策結點；如上所述由決策結點根據(jù)網(wǎng)絡格局信息，以人工智能的博弈樹方法計算出最佳決策的 方法具體包括構造一個估值函數(shù)f (X)，其中X是狀態(tài)編碼當前值，f (X)的構造方式可自定，只需要滿 足要求f (X)值越大，表示網(wǎng)絡格局對安全防御越有利； 把改變網(wǎng)絡格局的各種操作，定義成一個集合S ；決策結點根據(jù)估值函數(shù)f (X)，采用現(xiàn)有博弈樹算法的最大、最小過程，計算出操作集合 S中最優(yōu)的操作，作為當前決策S ；如上所述把決策發(fā)給網(wǎng)絡各結點去自動執(zhí)行的方法具體包括 決策結點把當前決策S，以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的形式傳送給相關的結點； 相關結點執(zhí)行S所表示的操作，改變網(wǎng)絡格局。
2.博弈樹安全決策和響應裝置，其特征在于，該裝置包括支撐層，由真實計算機集群組成，用于運行一個由多個虛擬機結點組成的虛擬計算機 網(wǎng)絡；業(yè)務層，由虛擬的計算機網(wǎng)絡組成，用于承擔各種計算任務，提供計算機網(wǎng)絡應有的服務；這個網(wǎng)絡中的計算機結點、網(wǎng)絡設備及線路，都是由支撐層的系統(tǒng)采用虛擬機軟件模 擬出來的，可以動態(tài)改變；如上所述虛擬的計算機網(wǎng)絡的裝置具體包括 網(wǎng)絡線路構成的N維矩陣，其中N是大于等于2的整數(shù)； 矩陣中的每個結點，是由一個虛擬機和一個虛擬路由器組成的； 虛擬機有完整的軟硬件系統(tǒng)，能夠承擔包括Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、 決策結點、蜜罐結點在內的各種計算任務；虛擬路由器能夠承擔轉發(fā)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包、控制路由通斷的任務。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種博弈樹安全自動響應方法，該方法包括由網(wǎng)絡各結點收集和傳送網(wǎng)絡格局信息；由決策結點根據(jù)網(wǎng)絡格局信息，以人工智能的博弈樹方法計算出最佳決策；把決策發(fā)給網(wǎng)絡各結點去自動執(zhí)行；上述過程并行運作，反復進行。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術不能讓計算機完全獨立于人的控制，自主作出網(wǎng)絡安全決策和自動響應的問題。本發(fā)明同時公開了一種安全自動決策和響應的裝置。
文檔編號H04L29/06GK102111384SQ20091024426
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權日2009年12月28日
發(fā)明者包一兵, 羅守山, 覃健誠, 辛陽 申請人:北京安碼科技有限公司