《信息安全測評理論與技術(shù)》專輯前言

1、<p>　　《信息安全測評理論與技術(shù)》專輯前言</p><p><b>　　馮登國</b></p><p>　　由于信息安全問題直接影響到國家安全，世界各國都高度重視，并紛紛通過頒布標準、</p><p>　　實行有效的測評認證制度等方式，對信息技術(shù)產(chǎn)品和信息系統(tǒng)實行嚴格的管理與控制.各國政</p><p>

2、　　府均投入巨資，由國家主導，針對不同的信息安全需求和技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)相應(yīng)的測評技術(shù)、方</p><p>　　法和工具，以建立有效的信息安全測評認證體系，為保障本國的信息安全發(fā)揮重要作用.</p><p>　　信息安全測評(又稱信息安全測試與評估)作為信息系統(tǒng)安全工程過程(ISSE)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，</p><p>　　在整個信息系統(tǒng)的生命周期中具有十分重要的作用，關(guān)系

3、到信息系統(tǒng)安全建設(shè)的成敗.信息安</p><p>　　全測評的對象從傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展到涵蓋技術(shù)和管理在內(nèi)的完整的</p><p>　　信息安全保障體系.</p><p>　　美國國家標準技術(shù)局(NIST)發(fā)布的信息系統(tǒng)安全自評估指南(SP80026)是一種定性的</p><p>　　風險評估方法，主要通過調(diào)查問卷對系

4、統(tǒng)進行分析，并給出相應(yīng)的管理控制措施、運行控制</p><p>　　措施和技術(shù)控制措施.美國首席信息官委員會(CIO Council)聯(lián)合美國審計總署(GAO)提出的</p><p>　　聯(lián)邦信息技術(shù)安全評估體系從五個層次來評估機構(gòu)的安全狀況，并幫助制定改善措施的優(yōu)先</p><p>　　次序，從而為各機構(gòu)進行風險分析與評估提供指導.卡內(nèi)基·梅隆大學開發(fā)的

5、OCTAVE操作指</p><p>　　南提供了對信息系統(tǒng)進行安全自評估的方法，它定義了一個資產(chǎn)驅(qū)動的、全面的、自定向的</p><p>　　安全風險評估方法，適用于大型機構(gòu)復雜信息系統(tǒng)的安全評估.</p><p>　　在信息安全測評技術(shù)和工具研發(fā)方面，目前的熱點問題是如何將信息安全測評工程的指</p><p>　　導模型、工作流程、評估方

6、法、文檔模板、測評工具和安全數(shù)據(jù)等方面進行規(guī)范化、自動化</p><p>　　和定量化.典型的測評工具包括基于專家系統(tǒng)的評估工具(如COBRA、@RISK、BDSS等)和基于</p><p>　　過程式算法的評估工具(如CRAMM、RA等).從量化程度來區(qū)分，包括定性評估工具(如CONTROL</p><p>　　IT、Definitive Scenario、JA

7、NBER等)和半定量評估工具(如COBRA、@RISK、BDSS、The Buddy </p><p>　　System、RiskCALC、CORA等)，目前還沒有完全定量化的信息安全測評工具.</p><p>　　我國的多家信息安全測評機構(gòu)、高等院校及科研機構(gòu)在信息安全測評模型、關(guān)鍵技術(shù)及</p><p>　　平臺工具的研發(fā)領(lǐng)域做了大量工作，并取得了一系列重要成

8、果，研制了一批測評工具，有的</p><p>　　已經(jīng)相繼投入到實際的測評工作中，包括密碼算法與產(chǎn)品測試工具、操作系統(tǒng)安全性測試工</p><p>　　具、信息安全產(chǎn)品測評工具、信息系統(tǒng)風險評估平臺、系統(tǒng)交易處理性能測試系統(tǒng)、可信計</p><p>　　算測試平臺，等等.</p><p>　　我國政府各部門、重要行業(yè)的信息化建設(shè)工作，涉及到

9、系統(tǒng)規(guī)劃、產(chǎn)品選型、質(zhì)量監(jiān)督、</p><p>　　運營維護等多個環(huán)節(jié)的安全性問題，迫切需要采用先進的信息安全測評方法、技術(shù)及配套工</p><p>　　具，對信息產(chǎn)品和信息系統(tǒng)進行全面、可靠、可控的安全測評，從而為我國的經(jīng)濟建設(shè)和社</p><p>　　會發(fā)展建立強有力的信息安全保障體系，因此，信息安全測評的自主化和產(chǎn)業(yè)化是必經(jīng)之路.</p><

10、;p>　　信息技術(shù)發(fā)展迅速，信息安全測評方法、技術(shù)和工具的發(fā)展也具有鮮明的時效性.目前，信息</p><p>　　安全測評的發(fā)展趨勢是智能化、綜合化和服務(wù)一體化.與傳統(tǒng)風險評估注重于脆弱性探測和威</p><p>　　脅分析不同，信息安全測評將逐漸融合靜態(tài)脆弱性分析和動態(tài)安全態(tài)勢評估，基于主動防御</p><p>　　思想挖掘各個層面的安全漏洞，利用數(shù)學模型和

11、智能化分析算法對信息系統(tǒng)的安全脆弱性進</p><p>　　行量化評估，在此基礎(chǔ)上通過安全態(tài)勢指標的動態(tài)采集、歸并、關(guān)聯(lián)、融合及評估，提供信</p><p>　　息系統(tǒng)動態(tài)運行狀況和安全態(tài)勢的可視化表述及發(fā)展趨勢預測.另一方面，信息安全測評與信</p><p>　　息安全服務(wù)(例如安全咨詢、體系規(guī)劃、安全管理、應(yīng)急響應(yīng)等)將逐漸融為一體，構(gòu)成信息</p>

12、<p>　　系統(tǒng)生命周期的閉環(huán)保障體系，利用信息系統(tǒng)前期安全服務(wù)的分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息系統(tǒng)風險</p><p>　　狀況及發(fā)展態(tài)勢的動態(tài)評估，為后期安全服務(wù)的合理開展提供基礎(chǔ)性指導.當前我國開展的等</p><p>　　級保護工作必將引領(lǐng)我國信息安全測評方法與技術(shù)的發(fā)展.</p><p>　　信息安全測評理論與技術(shù)是構(gòu)建國家信息安全測評認證體系的基礎(chǔ)，

13、也是指導信息技術(shù)</p><p>　　產(chǎn)品和信息系統(tǒng)的安全性測評的科學依據(jù).《計算機學報》特別推出信息安全測評理論與技術(shù)</p><p>　　專輯，目標是總結(jié)信息安全測評領(lǐng)域的熱點問題和發(fā)展現(xiàn)狀，展現(xiàn)信息安全測評理論與關(guān)鍵</p><p>　　技術(shù)的重大科技成果，開拓信息安全領(lǐng)域的新方向.</p><p>　　本專輯面向國內(nèi)外征集到了一大批

14、高質(zhì)量的學術(shù)論文，在這里向這些投稿者表示衷心感</p><p>　　謝.但專輯收集的論文數(shù)量有限，不得不忍痛割愛，當然在取舍過程中也可能有不妥的地方，</p><p>　　敬請諸位投稿者原諒.經(jīng)過初審、復審、終審等過程最后錄用了24篇論文，這些論文反映了</p><p>　　當前信息安全測評領(lǐng)域的研究熱點和最新研究進展，代表了中國在這一領(lǐng)域當前的最前沿的</p

15、><p>　　研究水平.這里還要特別感謝審稿者和編輯部所付出的辛勤勞動.</p><p>　　下面將從密碼算法、安全協(xié)議、可信計算平臺、信任、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全等測評理論</p><p>　　與技術(shù)簡要總結(jié)一下本專輯的主要貢獻.</p><p>　　本專輯收錄了4篇密碼算法和安全協(xié)議測評方面的論文，主要貢獻是：</p><

16、;p>　　陳華等的論文“一種關(guān)于分組密碼的新的統(tǒng)計檢測方法”提出一種有效實用的統(tǒng)計檢測</p><p>　　方法，該方法以分組長度為統(tǒng)計單位，將一個分組的某一字節(jié)取遍所有的值而其它字節(jié)固定</p><p>　　不變，經(jīng)過密碼變換后將256個輸出值進行異或，通過檢測輸出異或值每一位為0或1的概</p><p>　　率是否為1/2來判斷分組密碼是否隨機，并可反映出

17、分組密碼抵抗積分攻擊的能力.</p><p>　　鄧高明等的論文“針對密碼芯片的頻域模板分析攻擊”提出一種在密碼芯片電磁輻射頻域信</p><p>　　號上進行模板分析的方法，通過對運行RC4密碼算法的微控制器的攻擊實驗表明，在密碼程</p><p>　　序中插入隨機時延使得時域模板分析失效的情況下，對頻域信號的分析依然可以恢復RC4的</p>&l

18、t;p><b>　　原始密鑰.</b></p><p>　　胡予濮等的論文“一種改進的對三輪OAEP明文填充方案”對明文填充方案三輪OAEP進</p><p>　　行了分析，指出它設(shè)計上存在兩個缺陷，即填充方案本身不具有自認證功能和概率加密函數(shù)</p><p>　　所使用的隨機串是任意選擇的.基于此發(fā)現(xiàn)，說明了當解密機可以輸出填充方案中

19、的隨機串</p><p>　　時，三輪OAEP在適應(yīng)性選擇密文攻擊下是不安全的，并給出了攻擊實例.</p><p>　　田園等的論文“基于剛性與相似性概念的密碼協(xié)議分析方法”提出DolevYao剛性和</p><p>　　DolevYao相似性概念，針對strand圖模型證明了Canetti的UC相似性概念與Dolev</p><p

20、>　　Yao相似性概念之間接近充分必要程度的對偶關(guān)系，從而對融合UC理論/strand圖模</p><p>　　型具體證明了其分析框架具有相容性和完備性，并建立了一種新的協(xié)議分析方法.</p><p>　　本專輯收錄了3篇可信計算平臺測評方面的論文，主要貢獻是：</p><p>　　徐明迪等的論文“基于標記變遷系統(tǒng)的可信計算平臺信任鏈測試”使用進程代

21、數(shù)作為形</p><p>　　式化工具描述信任鏈，對信任鏈的行為特征進行推導，從動態(tài)的角度建立了基于標記變遷系</p><p>　　統(tǒng)的信任鏈測試模型，并從易測試性的角度約簡出信任鏈基本測試集，提出信任鏈的規(guī)范實</p><p>　　現(xiàn)與規(guī)范說明之間的一致性關(guān)系.</p><p>　　陳小峰的論文“可信平臺模塊的形式化分析和測試”在分析可信

22、平臺模塊目前存在的一</p><p>　　些問題的基礎(chǔ)上，給出了可信平臺模塊的形式化規(guī)格說明，基于該規(guī)格說明給出了擴展有限</p><p>　　狀態(tài)機模型，并將該有限狀態(tài)機模型應(yīng)用于測試用例的自動生成，通過實驗驗證了形式化測</p><p><b>　　試的有效性.</b></p><p>　　李昊等的論文“可信密碼模

23、塊符合性測試方法研究”提出一種可信密碼模塊(TCM)符合性</p><p>　　測試的形式化方法，采用基于擴展有限狀態(tài)機(EFSM)模型與測試向量相結(jié)合的方式對TCM的</p><p>　　標準進行形式化建模.通過測試結(jié)果分析以及與其他相關(guān)工作的對比，表明該方法能夠有效地</p><p>　　產(chǎn)生測試用例，并可提高TCM符合性測試的錯誤檢測率.</p>

24、<p>　　本專輯收錄了3篇信任測評方面的論文，主要貢獻是：</p><p>　　李小勇等的論文“基于行為監(jiān)控的自適應(yīng)動態(tài)信任度測模型”將粗糙集理論和信息熵理</p><p>　　論結(jié)合起來，應(yīng)用于開放環(huán)境下動態(tài)構(gòu)建基于行為數(shù)據(jù)監(jiān)控與分析的信任關(guān)系度測(度量與預</p><p>　　測)模型.實驗結(jié)果表明，與已有模型相比，新模型能夠快速準確地實現(xiàn)開放

25、分布式環(huán)境下實</p><p>　　體的可信性判別，并具有良好的行為數(shù)據(jù)規(guī)模的擴展能力.</p><p>　　胡東輝等的論文“盲環(huán)境下的數(shù)字圖像可信性評估模型研究”提出盲環(huán)境下數(shù)字圖像可</p><p>　　信性評估概念，將可信性評估模型分為可信性判斷模型和可信性度量模型兩種.提出和設(shè)計了</p><p>　　基于馬爾夫模型數(shù)字圖像可信性歷

26、史度量模型和基于模糊層次分析法的數(shù)字圖像可信性綜合</p><p>　　度量模型.通過實驗驗證了所提出的數(shù)字圖像可信性綜合度量模型的有效性.</p><p>　　張潤蓮等的論文“一種基于實體行為風險評估的信任模型”提出一種基于實體行為風險</p><p>　　評估的信任模型，該模型通過對實體行為的風險評估和量化，給出了基于風險的實體信任計</p>&

27、lt;p>　　算方法.應(yīng)用實例及測試結(jié)果表明，該方法通過實體行為風險評估，可更加客觀地反映實體的</p><p>　　信任變化，從而為系統(tǒng)對實體的后續(xù)行為控制提供可靠的決策支持.</p><p>　　本專輯收錄了6篇系統(tǒng)安全測評方面的論文，主要貢獻是：</p><p>　　程亮等的論文“基于UML和模型檢測的安全模型驗證方法”提出一種基于UML和模型檢&l

28、t;/p><p>　　測器的安全模型驗證方法.該方法采用UML將安全策略模型描述為狀態(tài)機圖和類圖，然后利用</p><p>　　轉(zhuǎn)換工具將UML圖轉(zhuǎn)化為模型檢測器的輸入語言，最后由模型檢測器來驗證安全模型對于安</p><p>　　全需求的滿足性，并使用該方法驗證了DBLP模型對機密性原則的違反.</p><p>　　張陽的論文“帶敏感標簽的S

29、ELinux安全策略信息流分析方法”針對SELinux操作系統(tǒng)</p><p>　　中多安全策略的實現(xiàn)方式，在信息流分析方法的基礎(chǔ)上引入了多級安全敏感標簽，以自動機</p><p>　　與線性時態(tài)邏輯為理論基礎(chǔ)，提出了一種改進的信息流分析方法，對SELinux安全策略的完</p><p>　　整性與機密性進行驗證.</p><p>　　咸鶴

30、群的論文“機密數(shù)據(jù)庫泄漏源檢測與量化評估方案”提出一種基于復合型數(shù)據(jù)庫水</p><p>　　印的檢測方法與量化評估方案，設(shè)計了復合型數(shù)據(jù)庫水印的添加與檢測算法，實現(xiàn)了泄漏源</p><p>　　檢測與追查過程中對參與雙方的公平保護，使用概率分析的方法實現(xiàn)了檢測結(jié)果的可靠性量</p><p>　　化評估.實驗結(jié)果表明，該方案具有較高的實用價值.</p>

31、<p>　　吳新松等的論文“基于靜態(tài)分析的強制訪問控制框架的正確性驗證”提出MAC框架的MAC</p><p>　　標記完全初始化原則、MAC標記完全銷毀原則和訪問完全授權(quán)原則.提出一個路徑敏感的、基</p><p>　　于用戶自定義檢查規(guī)則的靜態(tài)分析方法.該方法通過基于規(guī)則的集成于編譯器之中的檢查工</p><p>　　具來驗證FreeBSD MAC

32、框架的正確性.</p><p>　　鈕俊等的論文“一種刻畫功能和時間空間性能的統(tǒng)一驗證模型atsFPM”提出一種刻畫功</p><p>　　能、時間和空間性能的組合形式化驗證模型atsFPM.用基于正則式的路徑范式表示信息系統(tǒng)</p><p>　　行為路徑上的功能屬性，并給出atsFPM模型的語法和形式語義.用基于Markov回報模型的性</p>&

33、lt;p>　　能驗證技術(shù)解決atsFPM模型的功能性能組合驗證問題，給出模型驗證算法.</p><p>　　王昌達等的論文“一種隱通道威脅審計的度量方法”通過引入威脅度和威脅率兩個概念</p><p>　　給出了一種新的威脅審計方法，該方法與已有的純帶寬標準兼容，可從多個不同的角度對隱</p><p>　　通道的威脅程度進行度量.并在隱通道代數(shù)系統(tǒng)的支持下給

34、出了審計中有關(guān)問題的計算方法，</p><p>　　形成了一套隱通道威脅度量體系.</p><p>　　本專輯收錄了8篇網(wǎng)絡(luò)安全測評方面的論文，主要貢獻是：</p><p>　　韋勇等的論文“基于日志審計與性能修正算法的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢評估模型”提出基于日志</p><p>　　審計與性能修正算法的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢評估模型，利用日志審計評估節(jié)點理

35、論安全威脅，并通</p><p>　　過性能修正算法計算節(jié)點安全態(tài)勢，再利用節(jié)點服務(wù)信息計算網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢，同時采用多種</p><p>　　預測模型對網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢進行預測，繪制安全態(tài)勢曲線圖.</p><p>　　劉家紅等的論文“ProSPer:一個支持proactive特性的通用型事件監(jiān)控系統(tǒng)”基于時序</p><p>　　關(guān)系并不能提高

36、事件監(jiān)控的預測能力的假設(shè)，設(shè)計了基于topk復合事件檢測模型的</p><p>　　事件監(jiān)控系統(tǒng)PROSPer，可為網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控等應(yīng)用系統(tǒng)提供proactive特性的事件監(jiān)控能力.</p><p><b>　　</b></p><p>　　張紅斌等的論文“內(nèi)部威脅云模型感知算法”定義了主體、客體兩個偏序結(jié)構(gòu)和二者間的映</p>

37、;<p>　　射關(guān)系，建立了分層映射內(nèi)部威脅模型；利用此模型定義了表征系統(tǒng)內(nèi)部威脅狀態(tài)的內(nèi)部威</p><p>　　脅云模型，并設(shè)計了基于云模型感知算法實現(xiàn)了對系統(tǒng)內(nèi)部威脅的評測感知.實驗結(jié)果表明，</p><p>　　此算法能夠?qū)崟r、有效的感知系統(tǒng)的內(nèi)部安全威脅.</p><p>　　李偉明等的論文“一種優(yōu)化的實時網(wǎng)絡(luò)安全風險量化方法”將IDS告警

38、和主機的漏洞、</p><p>　　狀態(tài)結(jié)合起來，定義攻擊的威脅度來更好地體現(xiàn)攻擊的風險，并對攻擊進行分類，簡化隱馬</p><p>　　爾科夫模型的輸入.提出了利用遺傳算法來自動求解隱馬爾科夫模型中的矩陣，定義風險描述</p><p>　　規(guī)則作為求解的優(yōu)化目標，解決隱馬爾科夫模型難以配置的問題.</p><p>　　付才等的論文“移動自

39、組網(wǎng)中非完全信息節(jié)點風險評估”提出采用灰色系統(tǒng)理論描述通</p><p>　　信節(jié)點非完全信息狀態(tài)，根據(jù)灰類白化以及灰色聚類思想進行節(jié)點風險評估.分析與實際計算</p><p>　　表明，該方法是一種適合移動自組網(wǎng)中非完全信息節(jié)點風險評估的有效方法.</p><p>　　姜偉等的論文“基于攻防博弈模型的網(wǎng)絡(luò)安全測評和最優(yōu)主動防御”提出了網(wǎng)絡(luò)攻防策</p>

40、;<p>　　略分類及其成本量化模型、網(wǎng)絡(luò)防御圖模型、網(wǎng)絡(luò)攻防博弈模型和基于上述模型的最優(yōu)主動</p><p>　　防御選取算法.通過一個典型的網(wǎng)絡(luò)實例模擬和分析該模型及算法在網(wǎng)絡(luò)安全評測和最優(yōu)主</p><p>　　動防御的應(yīng)用.測試實驗結(jié)果表明，提出的模型和方法是可行的、有效的.</p><p>　　朱建明等的論文“基于博弈論的信息安全技術(shù)評價模

41、型”基于決策理論的入侵檢測模型，</p><p>　　對企業(yè)信息安全體系結(jié)構(gòu)中的信息安全技術(shù)的價值進行評價.研究結(jié)果表明，入侵檢測的正效</p><p>　　益不是來自于檢測率的提高，而是通過提高檢測率增加了其威懾作用來體現(xiàn)的.</p><p>　　褚偉波等的論文“基于收發(fā)平衡判定的TCP流量回放方法”提出一種基于收發(fā)平衡和狀</p><p&g

42、t;　　態(tài)判定相結(jié)合的新的TCP流量回放方法.通過在發(fā)送TCP數(shù)據(jù)包前優(yōu)先進行收發(fā)平衡判定將數(shù)</p><p>　　據(jù)包發(fā)送出去，提出方法能夠有效減少TCP流量在發(fā)送過程中的狀態(tài)判定開銷，提高回放性</p><p>　　能.并對引入收發(fā)平衡機制前后的TCP流量回放方法的差異進行了分析比較.</p><p><b>　　</b></p&