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摘要：化工企業(yè)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全上缺乏足夠的重視，而且隨著網(wǎng)絡(luò)入侵技術(shù)的不斷提升，導(dǎo)致化工企業(yè)計算機(jī)容易受到攻擊，給企業(yè)造成不同程度的損失。因此，文章設(shè)計一種基于人工智能技術(shù)的化工企業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過利用人工智能技術(shù)，能夠提高系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)攻擊的防御效果，并且還能夠追蹤到攻擊源，從而方便企業(yè)做成相應(yīng)的處理措施，且能夠降低化工企業(yè)計算機(jī)遭到攻擊的次數(shù)。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；化工企業(yè)；網(wǎng)絡(luò)安全；防御系統(tǒng)

化工企業(yè)作為我國重點(diǎn)關(guān)注對象，對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步起到一定程度影響。由于在化工行業(yè)中計算機(jī)不可或缺，其中存在各種非常重要的研究和開發(fā)等信息數(shù)據(jù)，有些不法分子為了獲取利益，企圖對化工企業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊[1]。而且隨著化工企業(yè)使用計算機(jī)至今，網(wǎng)絡(luò)安全遭到攻擊的事件不斷發(fā)生，化工企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的重要價值，于是試圖不斷對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行加強(qiáng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全加強(qiáng)方式隨著相關(guān)技術(shù)的增強(qiáng)而不斷增多，比如利用防火墻防止病毒的攻擊、各種網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)等[2-4]。當(dāng)今世界上人工智能技術(shù)蓬勃發(fā)展，因其優(yōu)異性能和作用，各行各業(yè)通過使用人工智能技術(shù)提高自身發(fā)展[5]。為了提高化工企業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性，文章將人工智能技術(shù)應(yīng)用到安全防御系統(tǒng)的設(shè)計中。人工智能技術(shù)具有記憶、學(xué)習(xí)、形式語言、信息處理和啟發(fā)式推理等功能[6]。如果能夠正確應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)中能夠使得系統(tǒng)具有智能化，能夠自動對病毒或者相應(yīng)攻擊作出自動反應(yīng)、處理和分析，從而方便化工企業(yè)對計算機(jī)進(jìn)行安全管理，降低不法分子對化工企業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的攻擊。

1系統(tǒng)需求設(shè)計

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)的設(shè)計主要是應(yīng)用于化工企業(yè)，由于化工企業(yè)對計算機(jī)安全性能要求較高，所以在系統(tǒng)設(shè)計過程中需要能夠?qū)⑻岣哂嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御作為目的。于是系統(tǒng)的設(shè)計需求如下：（1）當(dāng)計算機(jī)遭到入侵之后，系統(tǒng)要能夠高效率對其進(jìn)行檢測，并且降低誤報率和漏報率。（2）系統(tǒng)能夠?qū)崟r對不同事件作出響應(yīng)并且智能化處理和分析，并且提高其處理速度，從而達(dá)到智能化自動控制水平。（3）系統(tǒng)需要有自動追蹤功能，即計算機(jī)遭到襲擊之后，防御系統(tǒng)能夠獲得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定攻擊主機(jī)的相關(guān)信息。（4）系統(tǒng)需要具備廣泛的安全聯(lián)動，能夠支持標(biāo)準(zhǔn)安全聯(lián)動接口，支持主流網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，從而可以使得系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)動擴(kuò)展。（5）系統(tǒng)要具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性和安全性，能夠長時間運(yùn)行，并且有效對抗不同外界病毒的惡意攻擊，并且能夠在網(wǎng)絡(luò)或者流量出現(xiàn)異常情況下正常工作。（6）系統(tǒng)還需要具有輔助決策，能夠?qū)Σ煌瑐鞲衅鞯膱缶录M(jìn)行綜合分析，然后根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則對事件進(jìn)行分類、關(guān)聯(lián)、抑制等分析。通過上述系統(tǒng)需求分析描述，能夠得到圖1所示的系統(tǒng)功能設(shè)計，主要包含4個模塊，分別為入侵檢測報警模塊、智能控制處理模塊、輔助決策專家模塊和自動追蹤分析模塊，這4個功能模塊主要構(gòu)成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)，相當(dāng)于防御系統(tǒng)的4個不同子系統(tǒng)。具體如下：（1）入侵檢測報警模塊。該模塊的主要功能就是當(dāng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遭到攻擊之后，或者因?yàn)殄e誤操作而造成網(wǎng)絡(luò)危害之后，入侵檢測報警模塊會通過多種方式向管理人員和相關(guān)人員報警提示。該模塊要求具有較高的檢測準(zhǔn)確率和報警相應(yīng)速度，所以會在基本的模式匹配、行為分析和協(xié)議分析的基礎(chǔ)之上，使用人工智能技術(shù)和相應(yīng)的技術(shù)對入侵檢測報警模塊進(jìn)行設(shè)計，從而保證該模塊的高效率工作。（2）智能控制處理模塊。入侵檢測報警模塊發(fā)出信息之后，然后結(jié)合其他的相關(guān)信息，需要能夠控制并且切斷被攻擊的網(wǎng)絡(luò)斷口，該作用就是由智能控制處理模塊完成。該模塊在工作過程中，需要結(jié)合相應(yīng)的智能處理知識庫，然后和防火墻、交換機(jī)、路由器等進(jìn)行聯(lián)動控制，從而實(shí)現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的智能控制，避免計算機(jī)中的資源被調(diào)用或者毀壞。基于人工智能技術(shù)，智能控制處理模塊具有自適應(yīng)能力、自主學(xué)習(xí)能力，能夠不斷對自己的知識庫進(jìn)行修改和更新，所以相比于一般的控制處理模塊，文章所研究的系統(tǒng)具有更高的智能處理能力。（3）輔助決策專家模塊。通過上述兩個模塊得到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的處理分析之后，可能存在不同的處理方式，或者報警信息處理會受到網(wǎng)絡(luò)物理環(huán)境的限制，于是輔助決策專家模塊會根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)手段，然后提出相關(guān)建議，自動為用戶或者管理人員提供最佳的輔助決策處理方案[7]。（4）自動追蹤分析模塊。通過上述3種模塊，雖然能夠?qū)τ嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全防御，但是為了使得系統(tǒng)具有強(qiáng)大的功能和使用性能，在其中加入自動追蹤分析模塊，該模塊能夠?qū)τ嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)威脅進(jìn)行分析，從而獲得相應(yīng)的攻擊源等參數(shù)，能夠自動對攻擊全過程進(jìn)行記錄，從而方便化工企業(yè)對事件進(jìn)行調(diào)查處理，并且還能夠通過該攻擊過程，為今后的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全作出更強(qiáng)的防范。在這4個模塊中，每個模塊之間都處于相互獨(dú)立的狀態(tài)，需要對每個模塊進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計。在設(shè)計過程中突出人工智能技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動防御功能。

2系統(tǒng)的整體設(shè)計

通過上述系統(tǒng)需求分析，能夠認(rèn)識到系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能以及系統(tǒng)的組成模塊，在此基礎(chǔ)之上，當(dāng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)受到攻擊之后，系統(tǒng)從前到后作出的反應(yīng)首先就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后就是發(fā)現(xiàn)事件，即確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)遭到攻擊，再就是響應(yīng)攻擊，即網(wǎng)絡(luò)遭到攻擊之后需要作出一系列的攻擊，比如告警、阻斷聯(lián)動等，最后就是積極防御，實(shí)現(xiàn)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)。在這一連串的運(yùn)行過程中需要由專家支持系統(tǒng)作為支持，于是基于人工智能技術(shù)的化工企業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)整體設(shè)計。收集數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)事件作為系統(tǒng)的重點(diǎn)過程，其中需要從大量的數(shù)據(jù)中鑒別和發(fā)現(xiàn)真正攻擊，只有在此階段中準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)攻擊之后，后續(xù)的積極防御才能夠準(zhǔn)實(shí)施，不然防御階段和響應(yīng)攻擊階段就會出現(xiàn)錯誤。由于文章設(shè)計的是安全防御系統(tǒng)，所以積極防御階段屬于系統(tǒng)設(shè)計的亮點(diǎn)和重點(diǎn)，在積極防御中主要包含以下幾個方面：安全預(yù)警；對系統(tǒng)進(jìn)行安全評估，從而及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存在問題，并對其進(jìn)行修復(fù)；網(wǎng)絡(luò)遭到攻擊之后，能夠快速有效對被攻擊系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)和加固；能夠追蹤到攻擊相關(guān)信息，獲得相關(guān)參數(shù)。系統(tǒng)整體設(shè)計完成之后，需要對系統(tǒng)的不同模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，因?yàn)槊總€系統(tǒng)模塊相當(dāng)于一個子系統(tǒng)，處于一個獨(dú)立狀態(tài)。通過對不同子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，能夠簡化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)的設(shè)計過程，而且使得系統(tǒng)具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。

3系統(tǒng)模塊設(shè)計分析

3.1入侵檢測報警模塊

上文中已經(jīng)分析過入侵檢測報警模塊的重要性，于是在其設(shè)計過程中，為了提高入侵檢測效率和準(zhǔn)確率，需要使用到高性能的傳感器才能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)。于是在設(shè)計中使用了智能事件分析處理技術(shù)、高性能精準(zhǔn)協(xié)議分析技術(shù)和行為技術(shù)等，能夠使得入侵檢測傳感器具有更好的準(zhǔn)確率。其中為了高效率對多個網(wǎng)段進(jìn)行監(jiān)聽，使用千兆網(wǎng)絡(luò)適配器；然后為對報文進(jìn)行詳細(xì)分析，其中使用高性能精準(zhǔn)協(xié)議分析技術(shù)和相應(yīng)的行為分析技術(shù)等，并進(jìn)行特征檢測；還需要對原始事件進(jìn)行分析，其中使用了智能事件分析和處理技術(shù)；最終才能夠?qū)z測到的網(wǎng)絡(luò)入侵事件發(fā)送到智能控制處理模塊中[8]。在該模塊的處理過程中，每個環(huán)節(jié)都是用了零拷貝流水線和零系統(tǒng)調(diào)用技術(shù)。通過對入侵檢測報警模塊的原理分析和設(shè)計，從而能夠?qū)崿F(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵事件的檢測，并且該模塊入侵檢測具有準(zhǔn)確度較高、誤報率少、漏報率少和檢測及時等優(yōu)勢。

3.2智能控制處理模塊

智能控制處理模塊作為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)的核心模塊，文章將對其進(jìn)行詳細(xì)分析。智能控制處理模塊通過基于人工智能技術(shù)和其他相關(guān)技術(shù)，對報警信息進(jìn)行分析之后，然后分析出處理預(yù)案。該?？煸谠O(shè)計過程中，需要能夠提高模塊的智能化分析和處理能力。智能控制處理模塊的設(shè)計原理如圖4所示。在智能控制處理模塊中智能處理知識庫作為重要組成內(nèi)容，其中包含不同類型的行動處理方式，通過按照緊急程度對其進(jìn)行劃分，可以劃分為四類，分別為緊急行動、適時行動、本地長期行動和全局長期行動[9]。每一種行動包含的內(nèi)容不一樣，其相應(yīng)的處理時間一次增加。緊急行動就是需要對網(wǎng)絡(luò)入侵事件進(jìn)行緊急反應(yīng)，即快速啟動事件處理進(jìn)程，對入侵事件進(jìn)行阻斷和控制，就是對網(wǎng)絡(luò)入侵事件作出最為直接的行動；適時行動的時間并沒有緊急行動快，其時間可能是幾個小時，也可能是幾天，該行動需要模塊能夠處理某種網(wǎng)絡(luò)入侵或者跟蹤某中網(wǎng)絡(luò)攻擊，然后將事件的細(xì)節(jié)進(jìn)行匯報；本地長期行動沒有上述兩種行動緊迫，但其行動內(nèi)容變得更加詳細(xì)，比如進(jìn)行安全事件趨勢分析、編制安全事件統(tǒng)計表等，這些行動主要影響的是系統(tǒng)部署單位本地；全局長期行為包含整個網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)管理行為，相對于本地長期行動需要更多的時間，并且包含更多的內(nèi)容，需要整個組織的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)一致知道，才能獲得相應(yīng)的結(jié)果。通過上述原理分析，智能控制處理模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠用圖5的方式進(jìn)行描述，在設(shè)計智能控制處理模塊時，其中是基于Component進(jìn)行設(shè)計，并且不同組件之間具有獨(dú)立的應(yīng)用程序和特定功能，屬于系統(tǒng)的一個部分[10]。為了方便組件之間進(jìn)行信息交流，其中使用統(tǒng)一的接口，而且這種做法還能夠簡化不同組件分布在不同主機(jī)上。

3.3輔助決策專家模塊

輔助決策專家模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式如圖6所示，其中最為重要的一個部分就是知識庫，其中包含專家的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，通過對其內(nèi)容進(jìn)行分類可以分為漏洞庫、入侵行為研判和安全策略等，通過安全知識庫，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的安全防御功能[11]。通過圖6的結(jié)構(gòu)設(shè)計，各種不同組成部分能夠使得輔助決策專家模塊進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，智能化提出相應(yīng)的輔助決策。

3.4自動追蹤分析模塊

自動追蹤分析模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式如圖7所示，其中主要包含3個不同子模塊，并且這3個子模塊在功能方面處于相互獨(dú)立的狀態(tài)。由于自動追蹤分析模塊具有成熟的應(yīng)用產(chǎn)品，文章在該模塊設(shè)計上就是直接利用了相關(guān)成果，所以對其不進(jìn)行贅述。自動追蹤分析模塊需要和智能控制模塊進(jìn)行聯(lián)動，不僅會接受智能管控模塊的命令，而且還會對智能管控模塊進(jìn)行自動更新，從而提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)的防御效果。

4結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)入侵的方式變得更加多樣化，并且網(wǎng)絡(luò)攻擊潛伏周期在不斷增強(qiáng)，使得化工企業(yè)乃至其他行業(yè)中的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)容易收到各種攻擊，造成不可挽回的損失。上文中設(shè)計了一種基于人工智能技術(shù)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于引入人工智能技術(shù)，能夠智能化分析各種攻擊信息，并作出相應(yīng)的處理措施，而且系統(tǒng)還具備追蹤功能，能夠從整體上增強(qiáng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的防御功能。人工智能技術(shù)非常強(qiáng)大，將其應(yīng)用到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)中還處于發(fā)展階段，在今后的研究工作中，需要進(jìn)一步研究防御系統(tǒng)，通過使用人工智能技術(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行不斷完善，從而為化工企業(yè)乃至其他企業(yè)提供更多的便利和安全的服務(wù)。

作者:王萍利 單位:西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院