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从复杂网络的观点看网络信息空间安全

2018-06-11刘云柯

发明与创新·职业教育 2018年8期
关键词:互联网

刘云柯

摘要:互联网的快速发展让人们的工作与生活变得越来越便捷,但网络安全隐患也越来越多。由于网络本身具有一定的复杂性,所以网络信息空间安全管理难度比较大。文章从复杂网络的观点出发,对网络信息空间安全问题进行了分析,并提出了一些确保网络信息空间安全的对策。

关键词:网络信息空间安全;互联网;网絡复杂性

我国网民数量众多,网络是人们工作与生活的重要媒介。由于网络的复杂性,网络安全问题频繁出现,我国一直在加强网络信息空间安全方面的研究,目前已经取得了一定的成就,防火墙技术、防病毒技术、防黑客技术等许多先进技术得到了进一步开发与应用。网络信息空间结构变得越来越多层、多域、异构、自治,用户与网络资源之间、网络资源之间的不确定性也越来越显著,而且呈现出动态化发展的趋势,加之网络系统之间的界限越来越模糊,这些都对网络信息空间安全管理提出了更高的要求。在这种背景下,网络信息空间安全保护不能仅仅针对某一个或者某几个问题进行防护,必须要转换观念,从整体出发,对网络信息空间安全主体进行研究,用复杂网络的观点来看待问题,保障网络信息空间安全[1]。

一、复杂网络与网络信息空间安全研究

随着互联网技术的不断发展,互联网的网络结构也越来越复杂。互联网具有拓扑结构性质,在以前的网络研究中,很多学者都忽略了这一点,采用建模方法来分析互联网的特征,ER随机图成为研究互联网结构的经典模型,在ER随机图中的节点数量几乎是相同的。实际上,互联网的拓扑结构性质对网络中的物理过程会产生重要的影响。

20世纪90年代末,互联网研究领域出现了两个重大发现,证实了真实的网络不是随机的,而是呈现出一定的规律和秩序,这才结束了随机模型分析在互联网结构研究中的主导地位。其中一个重要的发现是小世界模型,这个模型对网络的转变过程进行了分析,即从一个规则网络变成一个随机网络的过程中,许多的节点都是相互连接的,会产生相应的连接路径。另一个发现是在网络中各个节点的连接呈现幂律分布形式。幂律分布是一种比较特殊的分布方式,没有十分明显的特征长度,所以这种网络又被称为“无尺度网络”。大量研究表明,互联网、万维网、P2P网都具有小世界模型或无标度网络的特征,都是十分复杂的网络。这两个发现对互联网的发展具有十分重要的影响,引起了不同领域科学家的关注,他们开始思考运用以前的经典随机模型分析互联网结构是否正确,是否需要对网络结构重新进行分析,并对复杂网络的新特性进行进一步研究,探索新特性对网络结构和应用的指导意义。

随着网络用户数量的逐渐增多,网络规模不断扩大,并在网络中形成了很多不同的节点群,这些节点群之间保持着松散的连接状态,形成了一个集散型网络结构。这种网络结构没有尺度特征,能够承受一定的外部攻击,但是,如果外部破坏与攻击行为是蓄意的且较为严重时,则可能导致整个互联网的瘫痪。由此可见,在互联网结构管理过程中,应该要加强对集散节点的控制,尽量找到网络的可信性与网络的高性能之间的平衡点[2]。

二、新一代互联网安全特征

新一代互联网是一个复杂的网络结构,它可以稳定地维持网络之间的衔接与整合,从而对网络资源进行充分有效的利用,实现对网络体系的有效控制,其复杂性还体现在多层、多域、异构、自治等方面。新一代网络的组成是多样化的,可以由传输设备组成,也可以由路由器组成,还可以由网格节点组成。作为一个网络体系,新一代网络也有一个新陈代谢的过程,会不断地变化和生长,也需要面对外界的诸多挑战,如网络安全问题越来越多样化、越来越频繁等问题。传统互联网主要用于数据通信,是一种相对固定的互联网结构,但是随着对互联网研究的深入,传统的网络设计已满足不了网络拓扑结构的需求,也不能满足网络在适应性、可靠性等方面的要求。因此,针对复杂的网络结构以及越来越多样化的网络基础结构设施,必须对网络空间安全问题进行重新思考,建立一个全新的网络安全管理体系,保障网络信息空间的安全。

三、复杂网络环境下的网络信息空间安全保护

现代网络信息空间安全进入了一个全新的阶段,即网络世界的安全,主要包括六个方面,分别是认证、控制、对抗、管理、应急、监察。在复杂网络环境下对网络信息空间安全进行保护可以从这六个方面着手。

(一)网络信息空间建模

互联网中的攻击和故障是不可预估的,是随机的,具有不确定性,因此,在网络信息空间安全管理过程中,必须结合互联网的复杂性这一基本特点,主动建立网络信息空间资源拓扑结构。首先,对真实的网络信息空间资源进行分析。其次,建立一个可以真实反映网络信息空间拓扑结构和统计特征的模型。再次,对这个结构和模型进行分析,找出其中对网络脆弱性具有影响的参数,对模型进行优化。最后,对网络信息空间资源的重要性进行分析、评估。找出对整个网络信息空间安全造成重要影响的核心资源,加强对它们的监控,从而将网络安全保护变成一个主动维护的过程,并对网络资源进行合理分配,最终达到提高整个网络安全性和可靠性的目的。

对互联网结构和特征进行分析可以发现,一个网络攻击之所以产生效果,往往取决于这个攻击所带来的雪崩效应,即去除网络中的几个比较重要的节点之后,这些节点上的负载需要转移到其他的节点上,导致其他节点因为承受过多的负载而出现崩溃,进而摧毁整个通信网络。因此,可以有选择性地消除一些边缘节点和中心链路,减少雪崩效应的传播范围。根据建立的模型可以确定要消除哪些节点和边界。

(二)分析网络信息空间资源的动力学行为

分析网络信息空间资源的动力学行为,如这些资源在网络中的传播、扩散、同步、自组织现象等,有助于更清晰地了解网络的结构,建立起一个接近于真实情况的网络信息空间模型。例如在无尺度网络中,病毒的传播阈值是零,即病毒在网络中的传播行为是不可能被阻止的,但是可以对网络环境下的资源进行优化配置来限制病毒传播。比如研究一种防病毒预案,一旦病毒在网络中蔓延,就可以及时采取预案对病毒传播过程进行切断和控制,尽量减少危害。对复杂网络的动力学行为进行研究是未来网络信息空间安全研究的一个重要方向[3]。

四、结语

综上所述,随着互联网的不断发展,网络的特性越来越多元化。互联网是一个十分复杂的结构,在互联网的发展过程中,应该从全局的角度出发看待网络信息空间安全问题,研究网络信息空间的资源拓扑结构和动力学行为,探索网络信息空间安全保护的新途径。

参考文献

[1]丁沂.从复杂网络的观点看网络信息空间安全[J].中国水运(理论版),2007(12):107-108.

[2]姜雅文.网络空间用户行为的复杂网络特性研究[J].中国电子科学研究院学报,2017(5):452-457.

[3]李艳.社会学“网络理论”视角下的网络空间治理[J].信息安全与通信保密,2017(10):18-23.

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