高效的大数据驱动的网络系统安全分析

Along with the flourish of various smart devices and communication technologies, networked systems take more critical and broader tasks, and therefore valuable data they possess keep increasing. This makes networked systems a major target to the adversary and has attracted a new type of attack, which are the Advanced Persistent Threat (APT) or similar attacks. APT performs a set of complex and stealthy attack steps combined with multiple attack techniques, so that traditional security mechanisms cannot effectively detect them. Inspired by the technology advance in the field of big data, this proposal aim to research on the big data driven security analytics system and technologies for networked systems. Based upon large scale system activity data, It investigates highly-efficient computation, detection and querying techniques to actively capture and analyze potential APT or similar attacks in networked systems. Research plan includes the big data analytics system for security purpose, temporal estimation of risky conditions, anomaly detection with low false alarms, and complex attack investigation querying.

随着各式各样计算设备和信息网络的繁荣，网络系统汇集了越来越多的有价值信息，承担了更加关键和多元的任务。与此同时，以高级持续性威胁为代表的新攻击类型也不断突破网络系统的安全保护，造成了极大的网络空间和现实世界的双重危害。这类攻击采取时间跨度较长的复杂攻击步骤，每一步的隐匿性和多样性也很高，传统的安全机制往往难以发现。但是，近年来大数据的兴起带来了通用数据技术的提高，为新安全机制的研制奠定了基础。因此，本项目提出网络系统环境下大数据驱动的安全分析系统与技术的研究。该研究针对网络系统产生的大量行为数据，结合高效的计算、检测和查询技术来充分发掘其中所蕴含的安全相关信息，主动分析应对潜在的高级持续性威胁等新型攻击。研究内容包括安全大数据的系统架构，时间维度的安全状态监控，低误报的安全异常报警，以及复杂攻击行为的查证。预期的研究成果将可以高效地利用安全大数据来分析非确定性攻击和保护网络系统安全。

随着5G技术的不断发展和人工智能技术的不断成熟，智能网络系统在整个社会的生产和生活中发挥了越来越重要的作用。然而以高级持续性威胁、隐私安全隐患等为代表的新型攻击很大程度制约着智能系统的进一步发展，甚至为个人乃至国家安全带来严重威胁。万物的泛在互联和深度的人机交互带来的海量数据为传统的安全机制提供了变革的新思路。因此，本项目针对多场景下的智能网络系统，设计并实现数据驱动的智能安全分析系统。该系统以新的安全数据架构为基石，从安全状态监控、异常行为报警和攻击行为查证三个角度切入，对各类新型攻击方式进行分析并提供防御方案，为人工智能、万物互联等新技术的安全应用落地提供基础保障。相关成果包括产出相关方向CCF-A/B/C类会议/期刊论文21篇，申请/授权相关国内/国际发明专利15项，培养网络系统安全领域博士/硕士研究生14人。代表性成果包括相关论文获得安全领域国际顶级会议CCS最佳论文提名奖和两个国际会议的最佳学生论文奖；指导的博士毕业论文获得中国中文信息学会2022年度“优秀博士学位论文”，江苏省计算机学会“优秀博士学位论文”和ACM SIGBED China“优博奖”；相关技术转化被蚂蚁金服称为“从0到1”落地的面向十亿量级移动设备的协同安全保护机制，以及已经部署保护国电机密特高压变电站现场的性能国内一流的产学研设备产品。

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