大數(shù)據(jù)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全分析中的運(yùn)用

張伽羽 喬亮

【摘要】網(wǎng)絡(luò)安全事關(guān)企業(yè)與個(gè)人的信息及隱私，并且也與國家機(jī)密等重要信息緊密相關(guān)。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)持續(xù)發(fā)展與革新的同時(shí)，全球范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全事件頻繁發(fā)生。在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)框架中，網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行中的數(shù)據(jù)分析復(fù)雜度不斷提高，數(shù)據(jù)量的爆炸式增長與數(shù)據(jù)形式的多樣化，使網(wǎng)絡(luò)中的安全漏洞不斷生成，預(yù)防與控制難度持續(xù)加大。如何提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)的防御能力，預(yù)測網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的安全漏洞與風(fēng)險(xiǎn)，是網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。本文對大數(shù)據(jù)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全分析中的運(yùn)用展開了探討。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)安全；數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.16.019

網(wǎng)絡(luò)信息安全分析是基于載體對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行的深層次分析，其中載體主要有兩類，即流量與日志，除此之外，也可以將網(wǎng)絡(luò)訪問記錄與漏洞作為網(wǎng)絡(luò)信息安全分析的參考依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)信息安全分析的原理是將流量與日志數(shù)據(jù)采集到同一地址上，通過分析與檢索技術(shù)，從時(shí)間與效果兩方面開展網(wǎng)絡(luò)安全分析?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)的大容量、高精度與高效率特征，能夠在復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析中，提升數(shù)據(jù)挖掘效果，提高網(wǎng)絡(luò)安全分析結(jié)果的精準(zhǔn)度，同時(shí)也能在短時(shí)間內(nèi)完成對異構(gòu)數(shù)據(jù)的調(diào)用儲(chǔ)存，提高系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)安全分析中的速度，為網(wǎng)絡(luò)安全提供有效的保障。

1. 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用機(jī)制

1.1 數(shù)據(jù)收集

隨著信息時(shí)代的到來，人們能夠獲取到的數(shù)據(jù)信息量不斷提高，在網(wǎng)絡(luò)安全方面的需求也變得愈發(fā)迫切。當(dāng)前，由于個(gè)人信息泄露，手機(jī)經(jīng)常會(huì)收到垃圾短信、騷擾電話、垃圾郵件，這些問題已經(jīng)對人們的日常生活造成了不良影響。而病毒代碼是導(dǎo)致信息泄露的主要根源。病毒具有隱蔽性強(qiáng)和傳播速度快的特點(diǎn)，很難被發(fā)現(xiàn)。為解決這一問題，通常借助大數(shù)據(jù)技術(shù)將各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集合，從中提取出病毒代碼。此外，病毒的運(yùn)行必然會(huì)存在任務(wù)進(jìn)程，只要將病毒的任務(wù)進(jìn)程徹底終止，就能中斷病毒的運(yùn)行。由于網(wǎng)絡(luò)病毒的高度隱蔽性以及與正常代碼的相似性，導(dǎo)致許多人無法正確識別病毒，在病毒處理中出現(xiàn)失誤，從而引發(fā)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)崩潰，對用戶的正常使用造成影響。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以對各種代碼進(jìn)行深入分析，判斷其是否為網(wǎng)絡(luò)病毒，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取相應(yīng)的解決方案。

1.2 數(shù)據(jù)檢索

收集數(shù)據(jù)的主要目的之一就是為了數(shù)據(jù)檢索。過去的數(shù)據(jù)檢索流程十分復(fù)雜，并非難以獲取數(shù)據(jù)信息，而是檢索過程長、步驟繁瑣、信息準(zhǔn)確性差。若是要查找一個(gè)人的個(gè)人信息或者是一些重要的內(nèi)容，需要花費(fèi)很多時(shí)間和精力。并且由于數(shù)據(jù)查詢所需時(shí)間長，在查詢期間不可避免地會(huì)遇到時(shí)間差的問題。數(shù)據(jù)檢索的復(fù)雜性在于對數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的分類和解讀，在海量信息堆中尋找目標(biāo)信息，經(jīng)常會(huì)發(fā)生無法查詢到完整信息的情況?；诖髷?shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)據(jù)檢索效率得到了大幅提升，時(shí)間差大大縮短，使信息獲取效率得到了提高。同時(shí)，信息的精確性和完整性也得到顯著提升?；诖髷?shù)據(jù)處理技術(shù)下的數(shù)據(jù)檢索可應(yīng)用在多領(lǐng)域中，如公安部門在查詢違法犯罪人員時(shí)，采用這種方法可以顯著數(shù)據(jù)檢索效率，可在最短的時(shí)間內(nèi)確認(rèn)并抓捕犯罪嫌疑人。

1.3 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，我們的生活方式也在不斷創(chuàng)新和升級，移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，這些設(shè)備的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)當(dāng)中包含了用戶的生活軌跡以及行為模式等信息，同時(shí)還有大量的用戶隱私數(shù)據(jù)。在此背景下，網(wǎng)絡(luò)安全分析工作者需要解決的一項(xiàng)重要問題是如何高效地存儲(chǔ)包括傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在內(nèi)的海量信息。應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠幫助網(wǎng)絡(luò)安全分析師解決當(dāng)前所面臨的緊迫問題，通過使用各種算法以及相應(yīng)的工具來完成對大量復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分類、整理、統(tǒng)計(jì)和挖掘。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用可以提高數(shù)據(jù)檢索的效率和精準(zhǔn)度，這意味著在相同的工作時(shí)間內(nèi)，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以更快地檢索更多的數(shù)據(jù)，同時(shí)各個(gè)分節(jié)點(diǎn)也能夠快速提供反饋信息，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速比對、分類存儲(chǔ)。運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理，形成統(tǒng)一的處理規(guī)則，從而獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果，最終將各數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)到不同的位置，以便于開展數(shù)據(jù)挖掘和分析工作。在大數(shù)據(jù)分析中一般使用HDFS。HDFS是一種分布式文件系統(tǒng)，其最大優(yōu)點(diǎn)在于具有分布式結(jié)構(gòu)、可擴(kuò)展性，并且容錯(cuò)率高，使其成為大規(guī)模數(shù)據(jù)集中的一種理想儲(chǔ)存方案。

1.4 數(shù)據(jù)處理

當(dāng)前，大數(shù)據(jù)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，深入了解信息數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而科學(xué)、合理地識別影響網(wǎng)絡(luò)安全的因素。在網(wǎng)絡(luò)中，程序代碼是一種常用的編程方式，由計(jì)算機(jī)語言編寫源代碼文件，以實(shí)現(xiàn)特定的功能或目標(biāo)。為了讓用戶能夠直接使用，需要使用編譯器或解釋器將其翻譯成可執(zhí)行的文件，以便電腦能夠識別并執(zhí)行。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的人對計(jì)算機(jī)程序的原理有了一定的了解，不法分子也會(huì)利用程序漏洞攻擊網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)，并會(huì)在計(jì)算機(jī)程序中輸入帶有安全隱患的程序代碼。此時(shí)需要網(wǎng)絡(luò)安全人員破解這些代碼，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)其根本目的，并采取相應(yīng)的防御措施。通常情況下，破解網(wǎng)絡(luò)病毒需要對數(shù)據(jù)IP地址進(jìn)行識別和定位，以便找到病毒的根源。所以在分析網(wǎng)絡(luò)流量的過程中必須要了解網(wǎng)絡(luò)病毒的特性。以此為基礎(chǔ)，實(shí)施封鎖措施并攔截其傳播路徑，限制病毒的攻擊范圍。

2. 大數(shù)據(jù)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全分析中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 資料充足，分析準(zhǔn)確

在網(wǎng)絡(luò)安全分析中，數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)元素，當(dāng)缺少必要的數(shù)據(jù)或缺乏理論支持時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全分析結(jié)構(gòu)將不具備實(shí)質(zhì)性的價(jià)值。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析中，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理的不斷變化長期困擾著數(shù)據(jù)處理的開展，同時(shí)受外部數(shù)據(jù)的干擾，也會(huì)對數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性帶來影響。

大數(shù)據(jù)建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，借助互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，可以將數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行匯集，從多個(gè)角度、多個(gè)維度、多個(gè)方面呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。例如，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠搜集到大量的用戶個(gè)人信息和行為軌跡等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都具有一定的價(jià)值。在網(wǎng)絡(luò)安全工作中，可以運(yùn)用現(xiàn)有的信息資源，對目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)地分析和層層篩選，最終確定目標(biāo)。

2.2 成本低，信息容量大

大數(shù)據(jù)的信息處理過程將數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行整合和分析，然后通過云端技術(shù)進(jìn)行高效地處理和優(yōu)化。在云端中可以儲(chǔ)存大量的數(shù)據(jù)，不會(huì)占用電子設(shè)備的實(shí)際內(nèi)存，計(jì)算機(jī)的內(nèi)存會(huì)得以保留，從而有效地降低了存儲(chǔ)成本。將數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存在云端，可以避免因網(wǎng)絡(luò)問題造成數(shù)據(jù)丟失。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫目前難以滿足人們對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，而非關(guān)系數(shù)據(jù)庫應(yīng)運(yùn)而生。目前，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫幾乎涵蓋了所有的數(shù)據(jù)信息，這使得數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性得到了極大的提升。將全面的數(shù)據(jù)信息匯聚在一起，不僅能夠輕松地檢索到所需的數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠?qū)⑾嚓P(guān)聯(lián)的信息一并檢索出來。

2.3 提高效率，增強(qiáng)認(rèn)知

與其他技術(shù)革命相似，大數(shù)據(jù)技術(shù)的研發(fā)目的是提升效率，憑借其豐富的資料和經(jīng)濟(jì)性特征，在提高效率方面發(fā)揮出了巨大的價(jià)值。在網(wǎng)絡(luò)安全工作中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不法分子的入侵后，能夠立即發(fā)現(xiàn)并采取應(yīng)對措施，不為不法分子提供任何可乘之機(jī)。在提高效率的前提下，人們可以將節(jié)省的時(shí)間用于擴(kuò)展視野、閱讀文獻(xiàn)、放松自我等方面，從而提高認(rèn)知盈余。

2.4 改變定式思維，形成數(shù)據(jù)思維

在數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)方面，人們普遍存在著定式思維，網(wǎng)絡(luò)管理員對所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和截取，查禁發(fā)現(xiàn)的違法網(wǎng)站或違法行為；或是根據(jù)公眾的舉報(bào)，對該網(wǎng)站實(shí)施封鎖措施。而如今，數(shù)據(jù)思維的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向了模糊性，這并非代表放棄對數(shù)據(jù)的精確化處理與收集，而是在此基礎(chǔ)上引入模糊思維，以概率為依據(jù)來確定數(shù)據(jù)的范圍，將數(shù)據(jù)的精確程度作為衡量事物是否符合邏輯規(guī)律的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

3. 大數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)安全分析中的建設(shè)策略

3.1 提高大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全感知能力

當(dāng)前，幾乎所有行業(yè)和領(lǐng)域的生產(chǎn)與運(yùn)行都離不開互聯(lián)網(wǎng)，并建立了各種網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)，以確保自身利益不受損害。然而，在面對病毒、黑客入侵和不良信息發(fā)布等威脅時(shí)，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)顯得十分脆弱，抵御能力極差，一旦面臨重大安全風(fēng)險(xiǎn)，無法起到保護(hù)數(shù)據(jù)信息的作用，從而導(dǎo)致個(gè)人或企事業(yè)單位遭受巨大損失。由此可見，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力對于企業(yè)發(fā)展與社會(huì)運(yùn)行來說都具有非常重要的作用。提升網(wǎng)絡(luò)安全感知能力是加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力建設(shè)的必要前提，在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，網(wǎng)絡(luò)安全感知能力已成為一種高效且準(zhǔn)確度高的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，不僅具備脆弱性感知、異常行為檢測感知和資產(chǎn)感知等功能，還能夠?qū)τ脩舻男畔⑼鶃砗筒僮鬟M(jìn)行安全性評估，并且能夠基于用戶的行為開展特征分析計(jì)算，以判斷用戶的行為是否存在安全隱患。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全感知能力可以有效地規(guī)避網(wǎng)絡(luò)中存在的多種安全隱患，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加完善。一旦發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)屏蔽并提示管理員或用戶，增強(qiáng)個(gè)人或企事業(yè)單位的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)水平。

3.2 提高大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全融合能力

相較于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的空間形態(tài)，過去的互聯(lián)網(wǎng)推廣程度低，互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)的法律法規(guī)也缺乏規(guī)范性和完備性，網(wǎng)絡(luò)安全管理系統(tǒng)在面對惡意程序、病毒入侵以及不良網(wǎng)站傳播的各種非法廣告和危險(xiǎn)性極高的數(shù)據(jù)信息時(shí)，表現(xiàn)出了難以抵御的脆弱性，這無疑給網(wǎng)絡(luò)的安全和環(huán)境帶來了巨大的威脅。隨著業(yè)界內(nèi)相關(guān)法律法規(guī)的不斷完善，各種安全技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新型安全設(shè)備如防火墻、VPN設(shè)備、上網(wǎng)認(rèn)證系統(tǒng)、殺毒軟件、上網(wǎng)行為管理系統(tǒng)以及用戶訪問控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)變得越來越堅(jiān)固，難以被攻破。然而，盡管各大網(wǎng)絡(luò)安全企業(yè)推出了各式各樣的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品，但若僅使用單一的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備也難以起到有效的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)功能。只有將不同廠商的安全設(shè)備有機(jī)地搭配使用才能夠真正起到提高網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)效果的目的，應(yīng)對目前多元化、多層次、多渠道的網(wǎng)絡(luò)攻擊形式。在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)中，可串聯(lián)使用不同廠家的多種安全設(shè)備，例如天融信的防火墻、依訊的漏洞掃描以及深信服的VPN等，構(gòu)建一道堅(jiān)不可摧的網(wǎng)絡(luò)安全防線，從而提高網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力。

3.3 打造基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全平臺

在對各種網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備進(jìn)行深入了解并建立網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系之后，還要借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全平臺，以確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中各類信息的有效分析，從而為網(wǎng)絡(luò)安全決策提供依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)安全平臺的構(gòu)建分為兩方面，分別為數(shù)據(jù)收集層與數(shù)據(jù)處理層。

數(shù)據(jù)收集層可細(xì)分為數(shù)據(jù)信息分析層與大數(shù)據(jù)技術(shù)信息存儲(chǔ)層。數(shù)據(jù)處理層可細(xì)分為數(shù)據(jù)挖掘?qū)?、分析層與展示層?；谶@些功能層，可以對用戶所獲得的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行細(xì)致分類，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行量化存儲(chǔ)。最終基于展示層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索的可視化，最終呈現(xiàn)出安全規(guī)范數(shù)據(jù)的多維度空間模型，以展示網(wǎng)絡(luò)的安全性能。

在構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全平臺時(shí)，一般使用Hive的方式對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，將這些存儲(chǔ)在HDFS中，以確保網(wǎng)絡(luò)安全。在平臺中設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)庫作為后臺服務(wù)器，同時(shí)還設(shè)有一個(gè)用于管理數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)管理模塊，以及用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能的數(shù)據(jù)服務(wù)接口模塊等。對于數(shù)據(jù)挖掘?qū)佣?，Hadoop技術(shù)是一種高效的機(jī)械化數(shù)據(jù)挖掘方法，其處理速度遠(yuǎn)超Spaek技術(shù)，可對海量靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和整理，并根據(jù)引用的事件流進(jìn)行特殊化分析。采用CPE技術(shù)對平臺內(nèi)不同類型、不同時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，構(gòu)建高效的關(guān)系庫，從而提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和可靠性。為了確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全，必須實(shí)現(xiàn)平臺數(shù)據(jù)處理的無縫銜接，從而形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

3.4 完善信息傳遞加密

應(yīng)用數(shù)字簽名技術(shù)，設(shè)計(jì)完善的信息流通加密方案，可有效減少安全漏洞在網(wǎng)絡(luò)安全中的潛在威脅。數(shù)字簽名技術(shù)是一種身份認(rèn)證技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)原理與紙質(zhì)版手寫簽名相似，在數(shù)字化文檔中進(jìn)行數(shù)字簽名，以確保個(gè)人身份的真實(shí)性。數(shù)字簽名技術(shù)的獨(dú)特之處在于其能夠?qū)λ薪邮盏降男畔⑦M(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證和識別，從而確保其內(nèi)容的真實(shí)性，成為了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信過程中的重要安全保障系統(tǒng)之一。在實(shí)際的操作過程中，接收者能夠驗(yàn)證文檔是否源自簽名者，并檢測簽名后的文檔是否發(fā)生過修改，使信息的真實(shí)性和完整性得到保障。數(shù)字簽名技術(shù)在現(xiàn)代化安全系統(tǒng)中具有不可抵賴性、私密性和完整性，使其能夠安全地傳輸文件。

4. 結(jié)束語

目前網(wǎng)絡(luò)安全方面仍存在缺陷與不足，不僅影響著信息收集、檢索、儲(chǔ)存與處理，同時(shí)也對個(gè)人、企業(yè)甚至國家安全造成了巨大的安全威脅。網(wǎng)絡(luò)安全問題已經(jīng)成為了社會(huì)中的一項(xiàng)熱門談?wù)撛掝}，在此背景下，要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，制定完善的網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)展計(jì)劃，確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全。

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