導語：計算機網絡安全防御系統設計論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：大數據和云計算背景下計算機網絡安全面臨著新的安全威脅，而大數據也為人工智能技術在計算機網絡安全防御系統中的應用提供了大數據基礎，對基于大數據的人工智能技術在計算機網絡安全防御系統設計中的應用進行了研究，以期為人工智能技術在計算機網絡安全防御系統設計中的應用和推廣提供一定的智力支持。

關鍵詞：大數據；人工智能；網絡安全；防御系統

1引言

隨著計算機信息技術在各行業領域中的深層次應用，尤其是云計算相關技術比如各種云計算服務的提供商為用戶提供云存儲和云計算等服務的廣泛應用，在這種背景下云計算的網絡安全問題越來越受到人們的重視。但是從目前網絡安全技術發展的現狀來看，相關的預警技術以及安全訪問技術和相應的網絡監測技術相對來說都發展滯后，這使得利用現有的網絡安全系統來防御各種入侵的過程中表現出了較高的漏檢率，因而傳統的計算機網絡防御系統已經無法適應大數據和云計算服務背景下的對網絡安全防御系統的需求。近年來人工智能技術的出現為各行業領域中的很多現實的問題提供了切實可行的解決方案。由于以機器學習和深度學習為特征的人工智能技術能夠將復雜的現實問題數學化，并能夠實現非常復雜的非線性的擬合能力，因而在很多現實問題上都具有非常好的表現。基于此本文對基于大數據與人工智能技術的計算機網絡防御系統的設計進行了研究，以期利用當前人工智能技術能夠在一定程度上解決目前云計算服務背景下的網絡安全問題。

2大數據背景下計算機網絡安全現狀

2.1網絡入侵技術水平的不斷提升。雖然近年來計算機網絡防御系統的水平越來越高，但是網絡入侵的水平也越來越高，并且網絡入侵者不受各種規則限制可以利用各種資源、利用各種技術、采用各種形式來實現對網絡的入侵，因而總體上來看網絡入侵和網絡防御水平呈現一種膠著前進發展的狀態。并且隨著網絡相關知識的普及以及互聯網的開放性使得越來越多的人開始自主學習相關的網絡安全知識。在這種背景下越來越多的人開始掌握計算機網絡安全的相關知識，但是相關的法律意識卻沒有得到增強，因而不少具有一定網絡安全知識的人開始利用相關的網絡安全知識為了自身的利益或者出于好奇的心理來對其他網站進行攻擊，肆意的盜取網站用戶的個人信息并且進行販賣，從而攫取自身不正當的利益。一般情況下入侵者都是采用病毒或者是木馬的形式來對網站發起攻擊，并且隨著人工智能技術的飛速發展，相關的病毒和木馬的制作技術也經歷了飛速發展的階段，大量具有很大威脅性和隱蔽性的病毒出現。此外網絡安全技術的發展進一步也刺激了網絡入侵技術的提升，當前云計算仍然面臨著全方位的威脅。2.2網絡入侵的方式多樣化。網絡形式和結構的發展使得網絡入侵越來越趨于多樣化。比如當前移動網絡技術的發展以及其與互聯網之間的連接，網絡結構日趨復雜，影響到了網絡體系結構中的物理層以及各種非物理層，并且應用層終端的不斷增多也為計算機網絡安全增加了非常大的隱患。人們在非常方便使用各種網絡終端設備來訪問互聯網的時候，各種終端設備所攜帶的病毒也會通過這些外部終端的設備進入到互聯網的其他設備當中，由于網絡設備的連通性使得出現大面積網絡設備感染病毒成為可能，造成了網絡設備的巨大的安全隱患。雖然不同的終端設備所能夠執行的可執行程序不同但是病毒呈現了智能化的趨勢，不少病毒甚至可以在不同操作系統設備之間進行變異和傳染，給互聯網中的設備造成了很大的安全隱患。此外網絡結構的日趨復雜化必然帶來網絡漏洞的增加，使得網絡入侵者可以在網絡的很多環節來實現對網絡的入侵，這使得網絡的防御者防不勝防，使得當前網絡完全防護的形勢日趨嚴峻和復雜。2.3用戶網絡安全意識的普遍缺乏。當前絕大部分的網絡設備使用者都不具備網絡安全的相關知識與防護意識，這在普通的網絡用戶群當中體現得尤為明顯，在相對專業領域中的網絡用戶群中具有一定的網絡安全的防護意識但是這種意識也相對較為淡薄。網絡安全相關知識的缺乏以及網絡安全意識的淡薄為網絡入侵者提供了可乘之機，有數據顯示絕大多數的網絡入侵事件都是由于網絡用戶的網絡安全意識淡薄因素造成的。舉一個非常簡單的例子比如網絡安全密碼的設置，不少網絡用戶為了方便記憶采用了相對較為簡單的網絡安全密碼這非常容易被網絡入侵者所破解。此外還有很多用戶在經常使用一些公共網絡來訪問自己的安全隱私賬戶比如銀行賬戶，這也存在著極大的安全隱患。但是如果用戶一旦注意到這些問題并且采取相對簡單的應對措施就能夠在很大程度上杜絕這種網絡入侵事件的發生。從另外一個角度來看不論是網絡的使用者還是網絡的入侵者的法律意識都相對較為薄弱，這使得他們在使用利用網絡來竊取破壞他人信息和數據的時候變得肆無忌憚，這也是導致目前網絡安全問題頻發的一個非常重要的因素。如果網絡入侵者都具備較好的法律意識與安全意識，那么就會在很大程度上對網絡入侵者的行為產生威懾作用，使得網絡入侵者不敢隨意入侵別人的網絡，否則會承擔相應的法律責任，嚴重的會承擔相應的刑事責任。

3大數據時代計算機網絡安全防御系統特點

3.1網絡基礎設施的虛擬化。就當前大數據背景下的網絡完全防御系統來看，基礎層主要是由一些網絡的基礎硬件的設施組成。在現代網絡防御系統設計的過程中可以充分利用這一點，也就是硬件資源的虛擬化。這種虛擬化可以帶來很多好處，比如可以實時對網絡中的任意的節點進行監測和實時的監控，如果基礎網絡層中的任意一個節點出現了異常的網絡的流量那么都會防御系統通過相對簡單的安全監測算法都可以十分容易的監測到，而且網絡中可觀測的節點數量的增多對于人工智能技術的應用也提供了樣本數據，因為物理層能夠在一定程度上反映出入侵行為，而不同節點對于這種入侵行為的表征重要性是不同的，那么虛擬化就可以極大的提升可觀測節點的數量使得最終可觀測節點空間能夠充分表征網絡入侵的行為，使之成為表征網絡入侵行為的完備字典，通過對其稀疏化就可以使得網絡入侵識別的效率得到極大的提升。3.2中間層的管理。從網絡結構的角度來看，網絡的中間層的主要作用為管理數據的流入與數據的流出，對相應的資源進行合理的分配，進而實現對網絡中其他設備和資源的安全的訪問，與此同時對系統的安全狀態進行實時的監控，確保網絡系統能夠安全穩定的運行，所以從這個角度來看網絡的中間層可以為網絡中的大數據的傳輸提供相應的資源分配，安全的監測以及相應的負載均衡等功能。從網絡入侵的角度來看，網絡入侵行為也會在很大程度上影響到中間層，進而在中間層的相應狀態上體現出來，因而中間層的相應的狀態空間也可以作為識別和發現網絡入侵的部分。通常情況網絡基礎層和中間層作為應用層數據的最終表征，也是大數據采集最為關鍵的部分。3.3應用層的服務。從網絡結構的角度來看，應用層主要是最接近用戶和面向用戶的，網絡入侵的發起開始以及網絡入侵的最終目標往往都是在應用層體現的。應用層的各種應用軟件是用戶訪問各種重要設備資源的接口，也就是最容易發生網絡入侵的環節，因為不少網絡入侵者都為了盜取電腦使用者的各種賬戶的信息。目前各種應用軟件為用戶提供了諸如用戶注冊、登錄、訪問、權限、交互一系列的功能。所以網絡入侵和應用層的聯系非常的緊密，關于軟件操作的一些日志數據對于網絡防護系統的設計來說是非常保護的樣本資源。

4人工智能技術在網絡防御系統中的應用

4.1硬件虛化與網絡數據采集。通過硬件的虛擬化，不僅可以節省不少的硬件的投入，而且還可以為基于大數據和人工智能網絡安全防護系統的設計提供了良好的數據交互性。由于該功能可以實現硬件的虛擬化，系統的成本以及靈活性都有很大程度的提升。在硬件虛擬化的同時為系統采集數據、存儲數據、傳輸數據，并且迅速將這些數據進行傳輸，為送到人工智能網絡安全防御系統中進行分析提供了極大的便利性，并且由于人工智能技術中主成分分析以及稀疏采樣的作用過濾掉了很多不重要的數據極大提高了有效數據的采集效率，與此同時也在很大程度上提升了識別網絡入侵行為的響應速度。4.2基于大數據與人工智能技術的網絡防御系統設計。首先通過網絡層的虛擬化功能來采集發生網絡入侵事件的時候對應的各個節點的數量信息，經過多個樣本參數的采集積累了發生網絡入侵的大量節點的樣本空間的數據信息，這些數據信息能夠完全表征網絡入侵的行為，但是對于表征網絡入侵行為的這些特征空間數據來說通常是過于完備的，采用這些數據來構建人工智能網絡防御安全系統雖然也能夠實現相對較高的識別率，但是這個過程中需要經過大量的數據的運算，可能會消耗大量的時間使得系統響應的速度大大降低，為了提高系統的響應速度通常需要對高維度的特征進行稀疏化，選取幾個具有代表性的特征來表征網絡的入侵的行為，這樣所構建出來的基于人工智能的網絡防御系統就會具備相對較高的響應的速度。4.3監測和響應模塊的設計。通常情況下，網絡防御系統可以有效發現網絡的入侵或者是病毒木馬的入侵行為，但是并沒有進行下一步的操作。本環節就是在發現網絡入侵以及病毒木馬的入侵行為之后采取的進一步的措施，在這個環節網絡防御系統可以采取路徑檢索和異常活動監測等技術來逐級地對系統中的病毒按照目錄進行檢索最終發現病毒所在的位置，并結合病毒的情況和危害程度給用戶以警示最終對病毒和木馬進行進一步的處理，確保網絡系統的安全性。

5結語

大數據和云計算下，網絡安全形勢發生了新的變化，網絡的入侵行為也更隱蔽和多樣化，但是大數據和人工智能技術也為網絡入侵行為的監測提供數據基礎和方法基礎，未來基于大數據分析的人工智能技術一定會在計算機網絡安全防御方面發揮重要的作用，并逐步得到推廣和應用。

參考文獻：

[1]谷守軍，王海永.大數據時代人工智能在計算機網絡技術中的應用[J].電子制作，2017（06）：30+37.

[2]吳振宇.試析人工智能在計算機網絡技術中的運用問題[J].網絡安全技術與應用，2015（01）：70+74.

作者:柴項羽 單位:廣東省嶺南工商第一技師學院