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题目:计算机网络自组织对抗研究

关键词:决策;自组织;模型;体系结构;计算机网络对抗;信息对抗

  摘要

计算机网络自组织对抗(Computer Network Self-Organizing Operations,简称CNSOO)是一种在计算机网络上为获取并维持信息优势而由计算机自动地决策和组织实施的攻击、防御和利用行动。研究CNSOO的体系结构、行为理论及技术,为设计实现自动化的对抗工具提供依据,为依赖计算机网络的国家安全和军事行动提供更强的较量能力。当前CNSOO研究与实例存在的关键问题是,它们既缺少理解人的对抗意图以此策划行动的能力,也不具自行部署与协同行动的能力。具体表现在当前的CNSOO理论研究缺乏支持自组织对抗性质的体系结构,相关的模型和算法还难以表达机器决策并自行地组织对抗行动的行为。作为典型实例,Botnet是一种拥有自生长特征的攻击网络。它通过无节制的传染方式扩展并形成集中或对等式进攻性群体,但依靠攻击人将意图翻译为命令之后交付机器执行。这种人-机交互方式需要人留在“决策——返馈”环路上。解决上述问题的一种思路是,首先把作战指挥理论引入CNSOO,建立一种能够描述行动决策与组织语义的指挥语言。其次,通过该语言表述从企图到计划的自动映射,以弥补人与机器之间关于对抗意图与执行动作的语义间隔,使机器能够理解对抗意图,进而解决行动的决策问题;其三,引入复杂自适应理论和人工智能技术,建立对抗体的能力自适应机制,并赋予系统自生长机制的一种定向扩散性质。以此为基础,进一步建立任务的自行部署与行动自协同机制,最终解决CNSOO的行动自组织问题。依据上述思路,论文提出一种CNSOO体系结构,在讨论了与该体系结构对应的作用对象和环境之后,进一步论述了它的组成活动和行为及其结构的连通性。其次,运用着色Petri网络建模理论和方法,建立该体系结构的一种对抗体CPN模型和协同行为模型。其中,为对抗体模型的变迁以及指挥信息,建立了相应的情报、决策、组织、攻击、防御和利用自动机模型和语言模型。在论述了模型的状态可达性质之后,论文讨论了自组织对抗的若干关键算法。模型检验与程序实验数据的分析结果表明,CNSOO能理解指挥语言所描述的对抗企图,并能以此策划和自行地部署与协同对抗行动。此外,它能定量产生和定向扩散对抗体,自下而上地自行组织成一个对抗群体。