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關于模糊綜合的信息安全風險評估
論文摘要：隨著的持續發展和國家信息化步伐的加快，信息安全問題對國家安全的影響日益增加與突出。為了對安全性進行高效地評估，達到提高信息系統安全性的目的，文中提出了一種基于模糊綜合評判理論的信息系統安全風險評估模型和方法。模型采用多層結構，引入了關系矩陣描述各個評價因素之間的相互影響關系，并提出了安全性評估指標體系，使用定性和定量的評估方法對安全性進行評估。對模糊綜合得出的結果提出了分析方法來獲得信息系統的綜合風險評價，改變了傳統將信息系統看成“黑盒”來評估的方法，是對以往安全性評估方法的補充。
論文關鍵詞：信息安全；模糊綜合；評估
0引言
信息和信息安全在人類社會的生存發展中變得越來越重要了，信息給人類社會創造了無限的財富，以至于信息和信息安全已經毫無爭議地成為一個組織、一個國家資產的一部分，而且還是重要的資產；但是，如同人類上某些先進技術，它也是一把雙刃劍，在造福于人類社會的同時，也給人類社會帶來損失和危害。
不管是從保密到網絡安全，還是從信息安全到信息保障，人們越來越多地意識到信息和信息安全的重要性，正在逐步完善對信息和信息安全的全面認識。因此信息安全風格評估在這其中就占有舉足輕重的地位。加強信息安全評估工作是當前信息安全工作的客觀需要和緊迫要求。信息安全問題由于信息的應用、應用領域以及處理信息敏感度的不同，在安全需求上有很大差別。
信息安全評估具有如下作用：
(1)明確信息的安全現狀：進行信息安全評估后可以準確地了解自身的網絡、各種應用系統以及制度規范的安全現狀，從而明晰安全需求。
(2)確定信息的主要安全風險：在對信息進行安全評估后，可以確定信息的主要安全風險，并選擇合理的風險處置措施，如避免風險、降低風險或接受風險。
(3)信息安全技術體系與管理體系的建設：進行信息安全評估后，可以制定信息的安全策略及安全解決方案，從而指導信息安全技術體系(如部署防火墻、入侵檢測與漏洞掃描系統、防病毒系統、數據備份系統等)與管理體系(安全管理制發、安全培訓機制等)的建設。
1信息安全風險因素
信息安全系統開發過程是一個包括人、開發工具和應用背景等非常復雜且動態的過程。在一些信息安全關鍵系統中，一些安全性失效可能引起設計功能無法正常完成，甚至導致整個系統癱瘓。因此非常有必要進行信息系統安全性的影響因素分析，最終進行軟件產品的安全性評估。
安全性因素對軟件安全性的影響程度與信息系統的安全性水平關系密切J。一是因為這些因素取自于安全事件發生的本質原因，可以從不同方面反映安全性受其影響；二是因為這些因素對信息系統安全性的影響程度的輕重與否可以通過軟件安全性的高低表現出來。因此，文中對安全性評估的影響因素作出了定義和分析，計算影響因素對信息系統安全性的綜合影響程度，然后再評估信息系統的安全性。
2信息安全風險綜合評估指標體系
2．1信息安全評估的概念
信息的安全風險，是指由于信息系統本身存在的脆弱性，人為或自然的威脅導致安全事件發生造成影響。信息安全風險評估，則是指依據國家有關信息安全技術標準，對信息及其處理、傳輸和存儲的信息的保密性、完整性和可用性等安全屬性進行科學評價的過程，它要評估信息的脆弱性、信息面臨的威脅以及脆弱性被威脅源利用后所產生的負面影響，并根據安全事件發生的可能性和負面影響的程度來識別信息的安全風險。
在已有的研究的基礎上，構建了信息安全風險綜合評估指標體系，如圖l所示。
該體系分為四級：第一級是評估的目標即安全事件風險等級；第二級從安全事件發生可能性和安全事件危害性這兩個大的方面對安全風險進行大的評估；第三級列出了安全事件發生可能性和安全事件危害性的考慮因素(威脅性、脆弱性和資產價值)；第四級則是影響安全風險的每一個屬性的若干因素，它是細化了的安全風險影響因素。根據這些因素對信息安全風險的影響程度，可采用類似于很高、高、中、低和很低等的度量元。根據影響的高低程度，可以知道安全風險分別隸屬于與之對應的很高、高、中、低和很低的程度。信息系統安全風險受影響的等級程度越高，其安全性就越低。由于影響安全風險的因素很多，各因素問又有主、次之分，所以可通過權重分配，突出主要因素的影響，做到輕重有別。
2．2威脅性識別
安全威脅是一種對機構及其資產構成潛在破壞的可能性因素或者事件。即使安全性級別再高的信息系統，安全威脅始終是存在的。威脅分類的方式有很多種，威脅的來源主要是因素和人為因素兩大類，人為因素又分惡意人員和非惡意人員。依據威脅來源和表現形式可將威脅分為9類：
軟硬件故障：設備硬件故障、傳輸設備故障、存儲媒體故障、系統軟件故障、應用軟件故障、數據庫軟件故障和開發環境故障等；
無作為或操作失誤：維護錯誤、操作失誤等；
惡意代碼：網絡病毒、間諜軟件、偷聽軟件、蠕蟲、陷門等；
越權或濫用：非授權訪問網絡資源、非授權訪問系統資源、濫用權限非正常修改系統配置或數據、濫用權限泄露秘密信息等；
網絡攻擊：網絡探測和信息采集、漏洞探測、嗅探、用戶身份偽造和欺騙、用戶或數據業務的竊取和破壞、系統運行的控制和破壞等；
攻擊：物理接觸、物理破壞和盜竊等；
泄密：內部信息泄露、外部信息泄露等：
篡改：篡改網絡配置信息、系統配置信息、安全配置信息、用戶身份或業務數據信息等；
抵賴：原發抵賴、接收抵賴和第三方抵賴等。
2．3脆弱性識別
脆弱性是資產本身存在的，如果不被相應的威脅利用，單純的脆弱性本身不會對系統造成損害。而且如果系統足夠強健，嚴重的威脅也不會導致安全事件的發生進而帶來損失。威脅總是利用資產的脆弱性才能造成傷害。
脆弱性識別數據應來自與資產的所有者、使用者以及相關業務領域和軟硬件方的專業人員等。脆弱性識別所采用的方法主要有：問卷、工具檢測、人工：核查、文檔審閱、滲透性測試等。脆弱性的識別主要從技術和兩個方面進行，其主要因素分為技術脆弱性和管理脆弱性，進一步細分則又可以劃分為：物理環境、網絡結構、系統軟件、數據庫軟件、應用中問件應用系統、技術管理和組織管理等方面。
脆弱性嚴重程度可以采用類似威脅性的度量元進行等級化處理，不同的等級代表資產脆弱性嚴重程度的高低。等級數值越大，脆弱性嚴重程度越高。
2．4資產識別
風險評估需要對資產的價值進行識別，因為價值不同將導致風險值不同。風險評估中資產的價值不僅僅是以資產的價值來衡量，還與資產的機密性(Confidentiality)、完整性(Integrity)和可用性(Avail—ability)這三個安全屬性有關。資產在CIA三性上的要求不同，則資產的最終價值也是不同。根據《信息安全風險評估規范》中給出的基于表現形式的資產分類方式，將資產分為6類：
(1)數據資產：包括保存在信息存儲介質上的各種數據資料，如源代碼、數據庫數據、系統文檔、運行管理規程、計劃、報告、用戶手冊等。
(2)硬件資產：包括網絡設備、設備、存儲設備、傳輸線路、保障設備、安全保障設備等。
(3)軟件資產：系統軟件、應用軟件和源程序等。
(4)服務資產：辦公服務、網絡服務和信息服務等。
(5)文檔資產：傳真、電報、報告、發展計劃等。
(6)人員資產：主機維護主管、網絡維護主管和應用項目經理等。
3模糊綜合安全風險分析評估方法
3．1模糊綜合安全風險分析評估方法概述
采用AHP的方法來構造判斷矩陣，按照1—9比例標度對安全風險因素的重要性程度賦值，采用專家打分的方法構造出影響因素的兩兩比較評判矩陣。為了使得到的評判矩陣滿足一致性條件，對評判矩陣進行一致性。通過一致性檢驗后，得到其評判矩陣的最大特征根和特征向量w，將得到的特征向量歸一化后就能夠得到權重集．即可以得到信息系統的安全風險評估等級。
3．2安全事件發生可能性
安全事件發生可能性的實質就是威脅成功利朋資產存在的脆弱性導致安全事件發生的概率。可以使用以下的范式說明安全事件發生可能性的原理：
Mp二F(T,C)
其中：Mp表示安全事件發生的可能性，T表示信息存在的威脅性，C表示信息的脆弱性，F表示安全事件發生可能性計算的函數。
令威脅性和脆弱性的評語集V={很高(V5)、高(V4)、中(V3)、低(V2)、很低(V)}。假設威脅性和脆弱性各有八個影響因素，分別為(R1，R2，R3，R4，R5R6，R7，R8)和(R9，R10，Rl1，R12，R13，Rl4，R15，R16)則其威脅性的評判矩陣為：
3。4安全事件風險等級
對于圖1中的位于第一級的安全事件風險等級的計算，同樣使用AHP方法得到位于第二級的安全事件發生可能性和安全事件危害性對于安全事件風險等級的權重集(w，w)，如上可以得到安全事件風險等級為：
4評估結果分析
對于最終得到的安全事件風險評估等級，可以采用最大隸屬度原則，求得信息安全性受各種因素影響的嚴重度等級，最終可以得到軟件安全性等級評判的定量評估；還可以按照打分法，將定義的風險等級給予量化，得到一個等級量化矩陣，將得到的權重矩陣乘以等級量化矩陣即可以得到軟件風險的分值，則可以得到軟件安全風險性評判值，根據安全風險等級定義的分值，即可以判斷出安全風險級別。模糊綜合評估方法是根據影響信息安全性的威脅性、脆弱性和資產的眾多因素來考慮進行信息安全評估，不是從安全性失效的數據角度出發，因此改變了以往將信息系統看成“黑盒”來評估的方法。其評估結果一方面可以對以前安全性評估的結果進行有效地和修正；另一方面該模型還可以用在信息系統開發前、中、后各個階段進行評估。根據模糊綜合評估，可以盡早地在信息開發階段發現明顯地影響系統安全性的因素，給予重點關注和糾正，能夠達到明顯提高軟件安全性水平的目的，在一些難以收集到失效數據的情況下，通過信息安全性影響因素的收集來進行安全性評估顯得更加有效。
5結束語
信息系統大而復雜，而且是有軟件、硬件、人等多種不確定因素，因此系統安全風險不僅涉及因素多，而且很難測定度量。文中在介紹有關信息系統安全風險評估概念的基礎上，提出了一種基于綜合模糊的信息安全評估方法，該方法通過多級權重的評判得到安全事件發生可能性和安全事件發生的危害性，最終得到安全事件風險等級的數值。
目前的安全風險評價方法大多是基于數字的定量技術，實際中，評測人員經常使用“很高”、“高”、“很可能”等變量來描述其危險事件發生的可能性和危害性，并據此來推斷安全事件風險的高低，使用模糊模型對信息安全事件風險的主觀評價進行分析，為確定工程風險量等級提供依據。
隨著風險評估越來越受到大家的重視，在信息風險評估方面還存在一些問題：例如錯誤地將風險評估認為就是漏洞掃描；評估標準采用上，還沒有一個特定的標準；評估過程中在所難免地存在一些主觀因素等問題。因此還需要進行更加深入的研究。
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