一種定量的電子商務(wù)系統(tǒng)風險評估模型

司應(yīng)碩，楊文濤，劉 果

(1.鄭州航空工業(yè)管理學院，河南 鄭州450046;2.中國電子科技集團公司第二十七研究所，河南鄭州450047)

電子商務(wù)是在開放、自由的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上應(yīng)運而生的，運營中的安全極為重要.制約我國電子商務(wù)發(fā)展的主要因素有:基礎(chǔ)設(shè)施、觀念改變、信用機制、支付技術(shù)、法律保障、物流配送、信息安全等問題，其中最關(guān)鍵的問題是信息安全問題，必須從技術(shù)上為電子商務(wù)交易活動提供機密性、完整性、真實性和抗抵賴性等安全保障.

風險評估是電子商務(wù)系統(tǒng)安全保障體系建立過程中的重要評價方法和決策機制，沒有準確及時的風險評估，將無法對電子商務(wù)系統(tǒng)的安全狀況做出準確的判斷.當前，在電子商務(wù)系統(tǒng)的安全問題的研究領(lǐng)域，研究重點逐漸從安全協(xié)議、認證技術(shù)、加密算法等方面轉(zhuǎn)移到對電子商務(wù)系統(tǒng)風險評估上來.筆者論述了當前電子商務(wù)安全體系結(jié)構(gòu)，給出了一種定量的電子商務(wù)風險評估模型.

1 風險評估

風險評估是分析和說明風險的過程，它的目的就是將風險控制在可接受的程度內(nèi).通過風險評估發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存在的主要安全問題，便于管理者采取有效措施規(guī)避、降低風險.

1.1 風險的定義

在現(xiàn)實生活中，對于風險的定義有多種，文獻［1］將風險定義為在達到一個目標或目的(一個屬于技術(shù)性能、成本或進度安排)要求過程中的不確定性，同時認為風險與不確定性事件發(fā)生的概率及其造成的可能損失有關(guān).由此定義的風險度量函數(shù)為

式中:x為風險;p表示不確定事件發(fā)生的概率;q表示不確定事件發(fā)生的后果.

根據(jù)風險度量函數(shù)的定義，文獻［2］提出了如下的風險度量公式:p表示不確定事件未發(fā)生的概率，q表示不確定事件未造成損失的概率大小.顯然有p=1－p，q=1 －q.由概率測度為變量的風險函數(shù)可表示如下:

通過評估與系統(tǒng)風險有直接影響的主要因素，將這些因素對風險的影響通過合理的算法綜合于項目的風險度量指標中，便可確定不確定事件發(fā)生的概率及其產(chǎn)生后果的影響程度，進而得出系統(tǒng)的風險大小.

1.2 風險評估方法

評估方法的選擇直接影響到評估過程中的每個環(huán)節(jié)，甚至可以左右最終的評估結(jié)果，所以需要根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，選擇合適的風險評估方法.當前，存在很多風險評估理論，這些方法遵循了基本的風險評估流程，但是在具體的實施手段和風險的計算方法方面各有不同.從計算方法上區(qū)分，分為定性方法和定量方法［3］.

a.定性風險評估一般是根據(jù)評估者的知識、經(jīng)驗對信息系統(tǒng)存在的風險進行分析、判斷和推理，采用描述性語言描述評估結(jié)果.評估較為粗糙，主觀性強，對評估者的要求很高，但評估結(jié)論比較全面、深刻，在數(shù)據(jù)資料不充分或分析者數(shù)學基礎(chǔ)較為薄弱時比較適用.常用的定性分析方法有因素分析法、RMECA等.

b.定量風險評估是一種根據(jù)系統(tǒng)中風險的相關(guān)數(shù)據(jù)利用公式進行分析、推導的方法.由于通常以數(shù)據(jù)形式表達，因此在量化過程中容易使本來比較復(fù)雜的事物簡單化、模糊化.但評估結(jié)果比較客觀，在資料比較充分或者風險對信息資產(chǎn)的危害可能比較大時該方法比較適用.故障樹分析法是常用的定量分析方法.

2 電子商務(wù)系統(tǒng)安全體系結(jié)構(gòu)

2.1 電子商務(wù)系統(tǒng)的安全需求

電子商務(wù)的實質(zhì)是商務(wù)活動的電子化，所以電子商務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵是保證交易數(shù)據(jù)和交易過程的安全.Internet本身的開放性使電子商務(wù)系統(tǒng)面臨各種各樣的安全威脅，要解決安全問題要求電子商務(wù)系統(tǒng)具備:防止交易信息被非法截獲或讀取的保密性、防止交易過程被跟蹤的匿名性、防止交易信息丟失并保證信息傳遞次序統(tǒng)一的完整性、防止假冒身份在網(wǎng)上交易和詐騙的可靠性，防止交易各方對已做交易無法抵賴的抗否認性以及原子性等安全要求.在電子商務(wù)中引入原子性的概念，是用來規(guī)范電子商務(wù)中的資金流、信息流和物流.

2.2 電子商務(wù)系統(tǒng)安全體系結(jié)構(gòu)

電子商務(wù)系統(tǒng)是依賴網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的商務(wù)系統(tǒng)，需要利用Internet基礎(chǔ)設(shè)施和標準.所以構(gòu)成電子商務(wù)安全框架的底層是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層.它是各種電子商務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，并提供信息傳送的載體和用戶接入手段及安全通信服務(wù)，保證網(wǎng)絡(luò)最基本的運行安全.加密技術(shù)層、安全認證層、交易協(xié)議層，皆為電子交易數(shù)據(jù)的安全而構(gòu)筑.其中，交易協(xié)議層是加密技術(shù)層和安全認證層的安全控制技術(shù)的綜合運用和完善，它為電子商務(wù)安全交易提供保障機制和交易標準.商務(wù)系統(tǒng)層則包括B2B，B2C，B2G等各類電子商務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)及商業(yè)的解決方案.

電子商務(wù)的安全控制體系結(jié)構(gòu)［4－5］是保證電子商務(wù)數(shù)據(jù)安全的一個完整的邏輯結(jié)構(gòu)，包含5個部分:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層、加密技術(shù)層、安全認證層、交易協(xié)議層、商務(wù)系統(tǒng)層.

電子商務(wù)系統(tǒng)的信息安全是一個動態(tài)的復(fù)雜過程，它貫穿于電子商務(wù)系統(tǒng)的整個生命周期，并非是把所有安全技術(shù)簡單地組合就可以得到可靠的安全.管理者應(yīng)對電子商務(wù)系統(tǒng)建立一個健全的評估機制，及時發(fā)現(xiàn)存在的主要問題和矛盾，并依據(jù)風險評估的結(jié)果選擇有針對性的安全措施，規(guī)避、轉(zhuǎn)移和降低風險，妥善應(yīng)對可能發(fā)生的風險，并將風險控制在可接受的范圍之內(nèi).文章在上述電子商務(wù)安全體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，給出了一種定量的電子商務(wù)系統(tǒng)評估模型.

3 定量的電子商務(wù)系統(tǒng)評估模型

根據(jù)上面的電子商務(wù)安全體系結(jié)構(gòu)可以得到以下信息:

a.電子商務(wù)服務(wù)需求共有6個方面，可用集合Q={q1，q2，q3，q4，q5，q6}表示，其中 q1表示數(shù)據(jù)保密性;q2表示完整性;q3表示匿名性;q4表示抗否性;q5表示可靠性;q6表示原子性.由于每一種服務(wù)需求要實現(xiàn)的目標不一樣，所以在系統(tǒng)中的權(quán)重也不同.

b.每一層的任一威脅事件的發(fā)生都可能導致電子商務(wù)服務(wù)需求遭到破壞，并且威脅事件發(fā)生的后果有6種:數(shù)據(jù)保密性被破壞;完整性被破壞;匿名性被破壞;抗否性被破壞;可靠性被破壞;原子性被破壞.

c.每一層在整個電子商務(wù)服務(wù)系統(tǒng)中的所扮演的角色不同，所以權(quán)重也不同.

定量分析方法利用2個基本的元素:威脅事件發(fā)生的概率和可能造成的損失.把這2個元素簡單相乘的結(jié)果稱為ALE(annual loss expectancy)或EAC(estimated annual cost).可以根據(jù)ALE計算威脅事件的風險等級，并且做出相應(yīng)的決策.

式中:P為威脅事件發(fā)生的概率;Loss表示威脅事件可能造成的損失.

在電子商務(wù)系統(tǒng)的風險評估中，可以先對每一子層進行評估，繼而實現(xiàn)對整個電子商務(wù)系統(tǒng)的評估.由以上內(nèi)容可以得出第i層的ALE值為

式中:ALEi為第i層的ALE值;φk為qk在服務(wù)需求集合Q中的權(quán)重值;Pi(qk)為第i層qk服務(wù)需求被破壞的概率;Lossi為第i層被攻擊后可能造成的損失，它的價值根據(jù)電子商務(wù)體系結(jié)構(gòu)中的第i層的地位和數(shù)據(jù)價值，由管理員確定.

在求得第i層的ALE值后，可以根據(jù)下面公式來求整個系統(tǒng)的ALE值，

式中:ALEi為第i層的ALE值;δk為第i層在整個電子商務(wù)安全體系結(jié)構(gòu)中的權(quán)重值.

在計算出ALEall的值以后，就可以根據(jù)ALEall的值來確定系統(tǒng)的當前安全狀況，進行風險等級的劃分，并做出相應(yīng)的決策.

4 結(jié)語

電子商務(wù)的安全問題是電子商務(wù)的核心問題，那么對電子商務(wù)系統(tǒng)進行有效的風險評估也尤為重要.目前，對電子商務(wù)系統(tǒng)的風險評估還沒有統(tǒng)一的標準，國際上一直在研究風險計算方法，有相當多的定量或者定性的風險計算方法被提出，但是都沒有被公認接受［6］.在電子商務(wù)安全體系層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，給出了一種定量的風險評估模型，為電子商務(wù)系統(tǒng)的風險評估提供了一種新的思路，但只是初步嘗試，尚需深入研究.

［1］胡勇，方勇.信息系統(tǒng)風險分析的工程方法研究［J］.計算機工程，2006，32(13):29 －31.

［2］ Zhao Hengfeng，Qiu Wanhua，Wang Xinzhe.Fuzzy integrative evaluation method of the risk factor［J］.Systems Engineering Theory ＆ Practice，1997，7:93 －96.

［3］馮登國，張陽，張玉清.信息安全風險評估綜述［J］.通信學報，2004，25(7):10 －18.

［4］孫寶林，王麗.電子商務(wù)的安全體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.武漢科技學院學報，2005，18(1):41 －44.

［5］張一嬈，楊世平.基于PRA的電子商務(wù)安全風險評估模型［J］.計算機工程與設(shè)計，2008，29(17):4420 －4422.

［6］孫強.定量的安全風險評估計算模型的研究及實現(xiàn)［D］.哈爾濱:哈爾濱工程大學，2006.