[发明专利]基于BP神经网络广域信息管理系统可生存性评估模型方法

说明书

本发明公开了基于BP神经网络广域信息管理系统可生存性评估模型方法，涉及民航信息系统安全领域。此方法可以帮助民航相关部门作出准确的评估，保障航空运营的安全和质量，为建设安全的空中交通管理信息交互平台打下基础。广域信息管理系统(System Wide Information Management，SWIM)可生存性是民航研究的新方向，构建了SWIM可生存PDRRDR模型，并采用BP神经网络方法建立与之相对应的三层关系，对SWIM的可生存性进行评估验证。提出的SWIM可生存PDRRDR模型和评估方法自适应性好、容错能力强，评估高效、准确，为复杂的SWIM可生存性评估提供了有效的科学手段和工具，保证我国民航安全的持续性，对中国下一代空中交通管理的发展具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种航空网络信息系统安全技术，尤其是针对广域信息管理系统(System Wide Information Management，SWIM)的可生存性进行评估验证，提高了评估的效率和可靠性，使结果更客观，帮助民航相关部门作出准确的评估，从而保证我国民航安全的持续性。

背景技术

SWIM基本理念是通过SWIM最大限度地使空中交通管理的各参与方同时共享各方的最新信息，确保空管部门、航空公司和航空机场等相关民航单位的相关信息能安全、有效和及时地共享和交换，从而进行及时、准确地协同决策，大幅提高决策的预见性和有效性。

可生存性是指在遭受攻击、故障或意外事故时，系统能够及时完成或重新配置其关键任务的能力。目前，网络生存性有多个研究角度，包括异常检测、容错容侵、服务漂移等。其中服务漂移可以通过采用负载分担、服务恢复和重启等机制，在网络遭受攻击或者自身故障等情况下，最大限度地保证服务连续性，因而它备受关注。但其面临的主要问题有：现有的服务漂移策略局限在服务提供端，缺乏对外部网络环境和客户需求变化的考虑，而且长期单一的进程迁移模式容易被攻击者识破，降低了服务漂移的有效性；没有将服务的状态分类处理并进行详细解析，仅仅将虚拟机上进程的执行状态进行获取和恢复；对服务迁移机制的研究没有统一的认识。

网络可生存性研究是国内外网络安全技术发展的一个新方向，在大规模网络和信息系统的应急响应的研究上已经取得了一些成果，但针对SWIM可生存性研究还处于初级阶段，SWIM的结构、服务和安全保障的基础理论匮乏，关键技术研究不够深入，尤其是在SWIM可生存性评估方面，现有研究成果很少，缺乏合理的实施方案和行之有效的方法。

SWIM作为民航领域自建的专用系统，为保障航空运营的安全和质量起到了至关重要的作用，SWIM的可生存性自然成为研究的重点。在研究SWIM体系结构和可生存性功能模块的基础上，构建了一种可生存性PDRRDR模型，并引入了BP神经网络方法，实现了基于BP神经网络广域信息管理系统可生存性评估。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供基于BP神经网络广域信息管理系统可生存性评估模型方法，使得民航专用网络系统具有较强的生存性及较好的负载均衡特性。

为实现上述目的，本发明提供基于BP神经网络广域信息管理系统可生存性评估模型方法技术方案，其特征在于：构建了可生存性PDRRDR模型，在保留传统系统防护、安全漏洞检测技术基础上，引入应急响应措施应对各种入侵，当系统受到入侵攻击后，启动动态服务漂移机制，并采取相应的措施对被破坏的节点进行功能恢复，在事后进行事件的诊断分析、完善，全方位保障系统的安全，提高系统可生存性能力。

BP神经网络随着功能的提升，其应用范围越来越广泛，它能够对任意的非线性输入输出关系进行模拟，具有逼近任意非线性和连续函数映射的能力，特别适用于复杂大规模系统的分析评估。为了可以更好地把BP神经网络应用到SWIM的可生存性评估中，找出它们之间的对应关系，并设计了基于BP神经网络SWIM可生存性评估模型。

SWIM的三层平台架构与BP神经网络的对应关系为：

(1)公共数据传输层CDT(Common Data Transport)