卡曼算法在计算机网络安全态势分析中的应用

刘明启 新余学院现代教育技术中心

卡曼算法在计算机网络安全态势分析中的应用

刘明启 新余学院现代教育技术中心

在网络安全态势分析中实施卡曼算法之前，要使用人工免疫全面分析网络安全态势，从而找出网络安全态势的预测值，以此实现网络安全态势预测过程的顺利开展，以此有效提高计算机网络的安全性。本文分析卡曼算法在计算机网络安全态势分析中的应用。

卡曼算法 计算机 网络安全态势

网络安全态势感知主要是以网络安全对健康发展的需求研发的一种全新技术，其中的态势预测能够为网络管理人员在计算机网络管理过程中提供决策。传统预测方式已经无法满足现代网络需求，可以在计算机网络安全态势分析过程中使用卡曼算法，从而解决实际使用中的网络安全问题，其具有较高的预测价值。

1 卡曼算法在网络安全态势分析中的应用

本节通过人工免疫网络安全态势实现网络安全的评估，之后创建模型结构，通过网络安全方面进行分析，网络安全态势的状态一般是离散时间动态，在实现系统分析过程中的结果，能够通过系统状态向量及观测进行表示。通过这方面进行观察的过程方程主要通过下式进行表示：x(n+1)=F(n+1,n)x(n)+v1(n)

本式中的x(n)表示系统在处于离散时间过程中的向量，此向量不容易被检测，只能够被计算。F(n+1,n)表示对系统进行分析时候的转台转矩阵；v1(n)指的是系统转移过程中出现的加速性噪声，是一种噪声向量，之后对观测方程进行进一步的分析，通过下式表示：

本式中的J(n)指的是在动态系数时间过程中的观测向量，其中C(n)指的是系统为动态过程中的观测矩阵，其中x(n)表示在通过动态系统中观测矩阵之后，能够转变为可观测数量；其中的v2(n)为噪声观测向量。

根据上述的计算和分析之后，表示其能够通过卡曼算法实现计算机网络安全态势的分析，之后通过分析过程中的安全态势值实现针对性的分析，这个时候的n≥1，之后通过以上方程得到x(i)的分量。

2 计算机网络安全态势分析中的预测模型设计

根据上述分析中，人工免疫网络安全态势评估算法能够实现网络安全态势预算，并且也是网络安全态势分析的主要基础，通过预测算和网络安全状态的因素相互结合，表示收集的对网络安全影响的因素是尤为关键的内容。在模型创建过程中，首先要在预测框中的最低级别模块设置数据采集模块，其主要目的为对网络信息中的要素进行收集，但是因为有大量对网络安全态势的影响因素，所以为了能够有效提高预测的效率及准确性，就要创建网络安全评估架构，详见图1。

要因为卡曼算法滤波器能够实现系统离散控制过程的处理，并且其满足网络安全态势的预测离散控制交换系统特点，其能够通过状态方程及观测方程的描述进行表示，详见下式：

Y(k)表示时间动态过程中的状态向量，U1(k)表示过程的噪声矢量，其是在噪声和误差流转过程中出现的，观测方程通过下式进行表示：z(k+1)=B(k)⋆Y(k+1)+U2(k)

Z(k+1)指的是在一定时间中的系统观测向量，B(k)表示观测向量。

通过以上可以看出来，计算机网络安全态势分析过程中的卡曼算法使用的原理为：通过关键影响因子值及网络安全态势值，能够进一步得到状态向量，在某个状态向量中的下个时间段，N就是获取量，并且能够通过目前的状态矢量对得到的网络安全态势值在下个时间的次值进行计算。

3 实验结果研究

为了能够对实现决策的验证，并且验证网络安全态势中的卡曼算法有效性，就要实现针对性的仿真实验，实验过程的配置主要包括双核CPU、内存及单核主频，实现实验模拟的计算机软件主要包括Win8操作系统，编程语言及OMNET++软件。实现三台主机配置在OMNET++软件中的检测模拟，在模拟过程中的应用部分数据为实验数据源，实现模拟端口的设计，并且对服务器进行攻击模拟，使其能够对其进行识别并且拒绝使用。之后计算一百个互联网的安全值，并且对得到的安全态势值就进行统一化的护理和计算，归一公式通过以下进行表示：x1=(x-xmin)/(xmax-xmin)

Xmax为最小的态势值，xmin为最大的态势值，x表示目前的态势值，对目前的态势值进行统一的规划处理，实现态势值在0-1之间的控制。

对于x(0)=[0 0]进行初始化，通过计算结果中的七十组数据进行训练，并且对之后的三十组数据进行预测，图2为预测的具体结果。

图2 计算机网络安全态势中卡曼算法的安全态势预测结

通过上述研究结果表示，卡曼算法预测能够表现出网络的安全态势变化，还能够展现出预测精度，以此表示此算法可行。

计算机安全态势预测指的就是将网络安全管理的被动性防御转变为主动性防御，在实际的计算机网络运行环境中，因为多种因素会导致网络态势模型不能够进行安全态势检测，以此使计算机网络在使用过程中具有较大的威胁，严重影响了网络信息化的持续发展。在网络安全态势预测中使用卡曼算法，能够使网络在运行过程中的安全性进一步的增强。通过本文分析表示，卡曼算法能够有效提高网络安全的态势值，并且提高实际的预测价值，其可以在实际网络环境中使用，从而保障了现代计算机网络环境运行的安全性。

[1]李小玲,胡海.基于卡尔曼算法的网络安全态势预测方法分析[J].现代电子技术,2016(3):84-85

[2]邓侗.神经网络在计算机网络安全评价中的应用研究[J].商业故事,2016,28(14):126-129