基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價研究

龍侃 蔣熔

摘 要：由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息在傳播時具有開放性，部分信息未經(jīng)過嚴(yán)格的審核，導(dǎo)致計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面臨安全漏洞和病毒等方面的威脅。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)模型之一，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一套安全、可靠的計算機(jī)安全評價體系，對網(wǎng)絡(luò)安全有一定的保障作用。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有效地應(yīng)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，有利于降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險。文章對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行了概述，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建可靠的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系，闡述了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價系統(tǒng)應(yīng)用意義，彌補(bǔ)傳統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中存在的諸多問題及不足。

關(guān)鍵詞：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；安全評價

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和技術(shù)的廣泛應(yīng)用給人們的生產(chǎn)生活提供了便利，但同時，也帶來了一些不容忽視的安全隱患。近年來，影響計算機(jī)安全的因素很多，例如犯罪團(tuán)伙利用網(wǎng)絡(luò)等高科技進(jìn)行犯罪的案例屢見不鮮。對此進(jìn)行嚴(yán)格防范，更好地促進(jìn)計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，需要對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行評價，建立安全、有效的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)評價系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)安全評價體系可以對整個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評估和分析，完善評價體系，使系統(tǒng)更準(zhǔn)確、可靠，其中使用率最高的則是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概述

1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡介

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又被稱為鏈接模型，它效仿了生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而建立，它以人腦的信息處理方式為基礎(chǔ)，采用建立數(shù)學(xué)模型的方式研究大腦行為結(jié)構(gòu)和生物神經(jīng)元基本特征，世界上第一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是由數(shù)學(xué)家和生物學(xué)家共同提出。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多變，它是由神經(jīng)元內(nèi)部通過大量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相互連接形成的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中每個神經(jīng)元都可處理信息，從而達(dá)到處理海量信息的規(guī)模。隨后，計算機(jī)學(xué)家在原有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上增加了學(xué)習(xí)機(jī)制，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在工程中，設(shè)計出了感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，我國的計算機(jī)學(xué)家和數(shù)學(xué)家通過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析，展開長期的研究工作，掌握了模型的實(shí)質(zhì)，研究表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型適合應(yīng)用在不同的研究領(lǐng)域。

1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)人工智能系統(tǒng)，是通過生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理建立而來，它的應(yīng)用具有全方位的優(yōu)越性能。計算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)預(yù)測功能，此功能為聯(lián)想模式的升級版，主要運(yùn)用于市場和企業(yè)中，例如股票等證券市場，預(yù)測功能可對股市證券和企業(yè)的未來效益進(jìn)行預(yù)測分析，基于計算機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為市場和企業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。正是有這些優(yōu)越性能，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價過程中，才能發(fā)揮出最大的價值。

2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全概述

2.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的簡介

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全是指在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)管理控制措施來保證計算機(jī)資料能得以安全及完整的保護(hù)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全由邏輯安全和物理安全兩大重要部分組成：第一，計算機(jī)的邏輯安全是指其中信息數(shù)據(jù)的保密性、完整性及可用性方面的內(nèi)容；第二，物理安全包括了系統(tǒng)中的組網(wǎng)硬件和相關(guān)軟件等方面內(nèi)容，其具有可控性及可審查性等特點(diǎn)。在當(dāng)今的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，安全問題是關(guān)鍵，由于網(wǎng)絡(luò)的開放自由性導(dǎo)致信息在傳播過程中會受到硬件漏洞或者通訊協(xié)議方面的攻擊，這不僅給本地用戶帶來威脅，對國際網(wǎng)絡(luò)市場也是一種挑戰(zhàn)。

2.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系的建立

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系的建立是對網(wǎng)絡(luò)安全評價的一個強(qiáng)有力保障，該體系能全面、科學(xué)、客觀的體現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在的不安全因素并且給出相對應(yīng)的解決措施，所以應(yīng)該根據(jù)多種綜合因素設(shè)立評價體系中的評價指標(biāo)，從而準(zhǔn)確地反映評價信息，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價系統(tǒng)的構(gòu)建原則是：第一，可行性。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系構(gòu)建過程中，結(jié)合實(shí)際的測評條件，因地制宜，才能有效的進(jìn)行測評和操作。第二，準(zhǔn)確性。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系的構(gòu)建過程中，應(yīng)當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)水平進(jìn)行真實(shí)的體現(xiàn)，及時且準(zhǔn)確的對安全信息進(jìn)行監(jiān)測分析再反饋到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，使技術(shù)人員及時有效的解決產(chǎn)生的問題。第三，完備性。建立的安全評價體系，需確保所選指標(biāo)對網(wǎng)絡(luò)安全基本特征有全面的反映，進(jìn)而提高評價結(jié)果的真實(shí)可靠性。第四，簡要性。在選取評價指標(biāo)的過程中，要選取具有代表性的，保證結(jié)果準(zhǔn)確可靠從而降低工作量。第五，獨(dú)立性。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個復(fù)雜多變的系統(tǒng)，在選取各項(xiàng)評價指標(biāo)時，要避免出現(xiàn)重復(fù)選擇的情況，減少指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)度，從而客觀準(zhǔn)確的將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行狀態(tài)展現(xiàn)出來。計算機(jī)安全網(wǎng)絡(luò)存在一定風(fēng)險性，在安全保護(hù)上也存在難度，遵守以上原則，在實(shí)際工作應(yīng)用中，提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作質(zhì)量和效率。

3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價系統(tǒng)

在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，使用最為廣泛的是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，它采用最速下降法進(jìn)行反向傳播，調(diào)整相關(guān)數(shù)值，將誤差降至最低。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型還通過誤差逆?zhèn)鞑ニ惴ǎ?xùn)練前饋多層網(wǎng)絡(luò)。其算法簡單，容易實(shí)現(xiàn)，具有非線性逼近能力。本文以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為研究對象，對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價進(jìn)行分析。

3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價模型設(shè)計

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價模型，由3個部分組成，分別是輸入層、隱含層和輸出層：（1）輸入層。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計的過程中規(guī)定輸入層神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價指標(biāo)數(shù)量必須一致，所以對模型輸入層中神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)的數(shù)量確定需由二級指標(biāo)的數(shù)量完成。例如，在安全評價體系中設(shè)計了10個二級指標(biāo)，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價模型中輸入層神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)量也必須是10個。（2）BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在設(shè)計的過程中，采用單向隱含層，如果隱含層中的節(jié)點(diǎn)數(shù)過多會延長神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時間，如果隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)的數(shù)量過少則會降低神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容錯能力。所以隱含層中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量對網(wǎng)絡(luò)性能有較大的影響。（3）輸出層。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在輸出層的設(shè)計工作即反映網(wǎng)絡(luò)安全評價結(jié)果，依據(jù)輸入層的評價設(shè)計，將輸出層的節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)為2個，則（1，1）的輸出結(jié)果表示非常安全，（1，0）的輸出結(jié)果基本安全，（0，1）的輸出結(jié)果表示不安全，（0，0）的輸出結(jié)果表示非常不安全。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價模型學(xué)習(xí)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價模型中需完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)，也就表示其在模型構(gòu)建前需進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練工作，這使BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有初始連接權(quán)，在完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)后，減少誤差值，保證安全評價結(jié)果和使用者期望值達(dá)成一致。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價模型驗(yàn)證

為確保計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全模型的應(yīng)用效能，在完成設(shè)計與學(xué)習(xí)工作后，對其進(jìn)行驗(yàn)證，首先選取樣本數(shù)據(jù)，再將樣本數(shù)據(jù)輸入到模型中，通過模型內(nèi)部檢驗(yàn)分析，完成評價功能的應(yīng)用，如果輸出的安全評價結(jié)果與期望值達(dá)成一致，則說明基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價模型具有準(zhǔn)確性，可以使用。

4 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，越來越多的先進(jìn)信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以應(yīng)用，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，其中存在一定的風(fēng)險性，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全問題是目前亟待解決的關(guān)鍵問題。在當(dāng)前社會，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全相結(jié)合，遵守可行性、準(zhǔn)確性、完備性、簡要性、獨(dú)立性原則，構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)安全評價體系。有利于對計算機(jī)安全管理奠定基礎(chǔ)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價體系能使評價結(jié)果更具真實(shí)性和可靠性，但目前的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并不十分成熟，根據(jù)其應(yīng)用特點(diǎn)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與其他技術(shù)相融合的發(fā)展問題，仍值得廣大學(xué)者深入研究。通過本文的分析與研究，認(rèn)識到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及特點(diǎn)，針對其功能的優(yōu)越性，加大對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重視，提高安全評價體系對環(huán)境的適應(yīng)力，提升體系的容錯性，實(shí)現(xiàn)在線應(yīng)用模式，促進(jìn)其在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的進(jìn)一步完善和發(fā)展，為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價提供保障，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全評價中發(fā)揮更大的作用。

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Research on Computer Network Security Evaluation Based on Neural Network

Long Kan， Jiang Rong

（Network Center， Jinggangshan University， Jian 343009， China）

Abstract： The computer network information is open in the dissemination， part of information without strict audit， leading to the computer network security problem and the virus threat etc.. Neural network is one of the most widely used network model， to build a secure and reliable computer security evaluation system combined with neural network， have some protection for network security. The neural network used in the computer network， reduce network security risks. The neural network and computer network security are summarized， by BP neural network to build a reliable computer network security evaluation system， elaborated based on the neural network of computer network security evaluation system application， make up the problems that exist in traditional computer network security and the lack of.

Key words： neural network； computer network； security evaluation