[發(fā)明專利]一種多源異構的網絡安全知識圖譜構建與應用方法

有效

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• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111163086B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 王國迪;李童;楊震
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;G06F21/57;G06F16/951;G06F16/36
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.一種多源異構的網絡安全知識圖譜構建與應用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：依據網絡安全領域相關標準，構建網絡安全知識本體；

步驟2：收集網絡安全領域公開的數據集并進行數據預處理

數據集包含結構化數據、半結構化的XML數據、非結構化數據，所述的預處理為編寫解析器將XML類型的數據解析為結構化數據；

步驟3：多源異構網絡安全數據的知識抽取和融合

所述的知識抽取具體為：從每個數據集的非結構化數據中抽取安全實體，以及安全實體之間的關系，其中，采用命名實體識別工具抽取安全實體，命名實體識別工具為訓練完畢的Stanford NLP命名實體識別器，抽取安全實體之間關系的過程為：對每個數據集中抽取的安全實體進行人為少量標注，形成每個數據集的種子集合，即找到每個數據集存在關聯關系的少量安全實體對，然后采用Bootstrapping算法從每個數據集的非結構化數據中提取所有的安全實體對；

所述的融合用于把不同數據集中有關聯的實體建立聯系，具體建立過程是通過爬取安全網站提供的對應ID之間的關系完成的；

步驟4：網絡安全知識圖譜的映射和推理；

步驟5：將網絡安全知識圖譜和目標系統(tǒng)的UML部署圖作為輸入，通過構造SPARQL語句查詢推理當前環(huán)境中的可能發(fā)生的安全問題和防御措施。

2.根據權利要求1所述的一種多源異構網絡安全知識圖譜構建與應用的方法，其特征在于：步驟1中網絡安全知識本體的構建主要過程：利用Protege本體建模工具，并使用收集的安全領域核心的術語、概念和定義，建立層次化網絡安全概念結構，所述的概念結構為多層結構，首層為網絡安全頂層本體，第n層是對第n-1層中每個概念的進一步分類，此外還包括表征頂層本體之間的關系。

3.根據權利要求2所述的一種多源異構網絡安全知識圖譜構建與應用的方法，其特征在于：所述的頂層本體為資產、脆弱性、攻擊、影響、防御。

4.根據權利要求3所述的一種多源異構網絡安全知識圖譜構建與應用的方法，其特征在于：步驟2中所述的數據集包括網絡漏洞數據集、網絡攻擊類型數據集、網絡資產數據集。

5.根據權利要求3所述的一種多源異構網絡安全知識圖譜構建與應用的方法，其特征在于：

步驟3中所述的知識抽取具體如下：

從網絡漏洞數據集、網絡攻擊類型數據集的非結構化數據中抽取安全實體，以及抽取的安全實體之間的關系，統(tǒng)一整合成結構化數據，其中，采用命名實體識別工具抽取安全實體，命名實體識別工具為訓練完畢的Stanford NLP命名實體識別器，抽取安全實體之間關系的過程為：對網絡漏洞數據集中抽取的安全實體進行人為少量標注，形成網絡漏洞種子集合，即找到網絡漏洞數據集存在關聯關系的少量安全實體對，然后采用Bootstrapping算法從網絡漏洞數據集的非結構化數據中提取所有的網絡漏洞安全實體對；同樣對網絡攻擊類型數據集抽取的安全實體進行人為少量標注，形成網絡攻擊類型種子集合，即找到網絡攻擊類型數據集中存在關聯關系的少量網絡攻擊安全實體對，然后采用Bootstrapping算法從網絡攻擊類型數據集的非結構化數據中提取所有的網絡攻擊安全實體對；

所述的融合用于建立資產、漏洞和攻擊數據集之間的關聯關系，具體建立過程是通過爬取安全網站提供的對應ID之間的關系完成的。

6.根據權利要求1所述的一種多源異構網絡安全知識圖譜構建與應用的方法，其特征在于：

步驟4.1利用步驟3中得到的各個數據集的結構化數據和數據集之間的關聯關系，形成整個網絡安全知識的結構化表達，利用R2RML語言將結構化表達映射成RDF類型的三元組數據，完成網絡安全知識圖譜初步構建；

步驟4.2知識推理用于補充初步構建的安全知識圖譜缺失的三元組，即A和B存在關系1，B和C存在關系2，通過鏈式關系推理出A和C存在的隱含關系3，具體實現方式為通過編寫SWRL推理規(guī)則：關系1(A,B)∩關系2(B,C)-關系3(A,C)。