網(wǎng)絡(luò)飛行器的研究_圖文

1、No.1微處理機(jī)第1期.Feb.2010MICROPROCESSORS 2010年2月一一網(wǎng)絡(luò)飛行器的研究廖紅云,雷雪冰(重慶金美通信有限責(zé)任公司,重慶400030摘要:隨著進(jìn)入信息時(shí)代,產(chǎn)生了一個(gè)新的領(lǐng)域“網(wǎng)絡(luò)空間”。它具備具有很多有效用途的潛力。展現(xiàn)了對(duì)一個(gè)新的“網(wǎng)絡(luò)飛船”,也叫做“網(wǎng)絡(luò)飛行器”的研究。它的某些行動(dòng)類似于傳統(tǒng)太空飛行器或飛機(jī)的操作,諸如作為一個(gè)“戰(zhàn)斗”平臺(tái)(舉例,阻擋,退化恐怖行動(dòng)的破壞或欺騙;或者作為一個(gè)“智能監(jiān)視偵察(ISR”平臺(tái)(舉例:發(fā)現(xiàn),定位,跟蹤,監(jiān)視可能潛在的安全威脅;然而,“網(wǎng)絡(luò)飛行器”獨(dú)立操作在網(wǎng)絡(luò)空間領(lǐng)域來(lái)延伸各項(xiàng)應(yīng)用目的。其中,對(duì)新的“網(wǎng)絡(luò)飛行器”概念

2、,討論了:什么是網(wǎng)絡(luò)飛行器;一個(gè)網(wǎng)絡(luò)飛行器架構(gòu)的開發(fā)例子;深入研究。關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn);網(wǎng)絡(luò)飛行器;網(wǎng)絡(luò)攻擊中圖分類號(hào):TP393.08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10022279(201001一004803CyberCraft ResearchLIAO Hongyun。LEI Xuebing(ClwnsQing JinMei Communication GO.,LTD Chongqing,Chongqing400030,c溉 Abstract:With the entry into the Information Age COllies a new areaCyberspace.,which h

3、as the potential of becoming the most effective u眈.This paper presents an introduction of a new“cyber vehicle”。called the“CyherCraft”,which performs similar operations as conventional vehicles,such鵲夠a“strike”platform(e.g.,deny,degrade terrorisms disrupting or deceivingor a8an“Intelligence Surveillan

4、ce Reconnaissance(isrt”platform(e.g.,find,fix,track,monitor potential security threat; however,the“CyberCraft”operates solely within the cyber domain to extend application.Additionally, within the concept of this new vehicle,this paper discusses the:What is a“CyberCraft”;A“Cyber-Craft”framework deve

5、lopment吼alysis;(_,research technology challenges.Key words:Cybercraft;Cyber defence;Cyber attackI什么是網(wǎng)絡(luò)飛行器?作為以前提及的,有另一個(gè)媒體可以被利用,它有潛力成為在信息時(shí)代最有效的信息安全應(yīng)用。利用網(wǎng)絡(luò)空間來(lái)管理在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)的有效操作(例如:預(yù)防犯罪或反恐行動(dòng)有重要的潛力來(lái)達(dá)到想要的效果,而只有小的或最小的間接損害。這些產(chǎn)生了一個(gè)新的概念叫做“網(wǎng)絡(luò)飛行器”。操作在網(wǎng)絡(luò)空間的“網(wǎng)絡(luò)飛行器”同傳統(tǒng)太空飛行器或飛機(jī)之間有很多相似之處。下面表l展示了一些這些相似之處。這些新的能力,使“網(wǎng)絡(luò)飛行器”

6、能夠執(zhí)行像飛機(jī)一樣類似的操作(例如,無(wú)人飛行器UAVs,如作為一個(gè)“戰(zhàn)斗”平臺(tái)(舉例,阻擋,退化恐怖行動(dòng)的破壞或欺騙或者作為一個(gè)“智能監(jiān)視偵察(ISR”平臺(tái)(舉例:發(fā)現(xiàn),定位,跟蹤,監(jiān)視可能潛在的安全威脅。具體來(lái)講,網(wǎng)絡(luò)飛行器可用于網(wǎng)絡(luò)探測(cè)和網(wǎng)絡(luò)安全審核,網(wǎng)絡(luò)通信統(tǒng)計(jì),管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù),并且監(jiān)控主機(jī)和服務(wù)的正常運(yùn)行時(shí)間;決定在網(wǎng)絡(luò)上哪些主機(jī)可利用,這些主機(jī)提供哪些服務(wù)應(yīng)用(應(yīng)用名稱和版本,它們正運(yùn)行何種操作系統(tǒng),哪些網(wǎng)絡(luò)過濾器和防火墻正在使用,還有很多其它的特征;網(wǎng)絡(luò)飛行器可以快速地掃描大型網(wǎng)絡(luò),幫助準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的安全弱點(diǎn)和增強(qiáng)信息安全能力;能夠運(yùn)行在各種主要的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和各種不同的網(wǎng)絡(luò)

7、環(huán)境,包括有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)空間(見圖3。佳童磐窯:廖紅云(1969一,女,成都人。碩士研究生,高級(jí)工程師.主研方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信工程。收稿日期:20090319一1期廖紅云等:網(wǎng)絡(luò)飛行器的研究49表1動(dòng)能和網(wǎng)絡(luò)“飛行器”的特征動(dòng)態(tài)作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)操作 圖1航空飛行器圖2網(wǎng)絡(luò)飛行器航空航天飛行器:UCAVs網(wǎng)絡(luò)飛行器:信息飛行器戰(zhàn)斗介質(zhì):空、天操作介質(zhì):網(wǎng)絡(luò)空間武器獺導(dǎo)彈、炸彈裔景黧:發(fā)現(xiàn)淀位、跟蹤濫視、控想達(dá)到的效果:偵察想達(dá)到的效果:監(jiān)視可能潛在的安全或破壞目標(biāo)威脅,退化恐怖行動(dòng)的破壞或欺騙控制:空/形地面移動(dòng)烈:支持氫天、地面、移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)低攔截可能性:秘密低攔截可能性:秘密行動(dòng)(網(wǎng)絡(luò),軟

8、行動(dòng)(物理的件,射頻低發(fā)現(xiàn)可能性:形態(tài)偽裝低發(fā)現(xiàn)可能性:網(wǎng)絡(luò)偽裝基地:預(yù)先飛機(jī)場(chǎng)基地:任何網(wǎng)絡(luò)人口后勤工作:大量的,后勤工作:輕的,少的(網(wǎng)絡(luò),軟件,射連續(xù)的頻特點(diǎn):靈活性:支持各種先進(jìn)技術(shù)來(lái)分析存在有母過濾、防火墻、路由器和其它設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。廣泛性:可用于逐個(gè)分析有成百上千臺(tái)主機(jī)的大型網(wǎng)絡(luò)。輕便性:支持各種操作系統(tǒng),包括Linux,Microsoft Windows,FreeBSD,OpenBSD,Solaria,IRIX,Mac OS X,HPUX,NetBSD,SunOS,Amiga,等其它操作系統(tǒng)。.易用性:提供有命令行和圖形用戶界面兩種操作方式。圖3網(wǎng)絡(luò)飛行器操作2一個(gè)網(wǎng)絡(luò)飛行器架構(gòu)的

9、開發(fā)分析網(wǎng)絡(luò)飛行器采用三層架構(gòu)來(lái)作為它們的核心決策制定活動(dòng)。這個(gè)例子是基于一個(gè)計(jì)劃的方法,網(wǎng)絡(luò)飛行器架構(gòu)中三層的每一層計(jì)劃處理都意圖把一個(gè)復(fù)雜計(jì)劃劃分為一個(gè)或更多小的計(jì)劃。在圖4中描繪了網(wǎng)絡(luò)飛行器的協(xié)調(diào)器,分配器和執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)。 圖4網(wǎng)絡(luò)飛行器作為組件模型的代理架構(gòu)使用三層架構(gòu),統(tǒng)一的操作框架。提供復(fù)雜的協(xié)調(diào)器(經(jīng)常稱之為提交器處理高級(jí)命令,分階段性信息流。信任和安全也是關(guān)鍵部件,包括在配器拆分目的為各種行動(dòng),執(zhí)行器框架執(zhí)行這些行模型中。動(dòng),帶有狀態(tài)感知和簡(jiǎn)化的反饋循環(huán)。這些處理支50微處理機(jī)2010年持更多持久的和長(zhǎng)期的任務(wù)部署,也包括機(jī)器自學(xué)習(xí)能力。在其核心,一個(gè)網(wǎng)絡(luò)飛行器是一個(gè)軟件和硬件

10、代理,能夠接收有效載荷并布置到主機(jī),有效載荷管理架構(gòu)使用一個(gè)分階段的模塊方法,這里兩個(gè)或更多模塊類型被直接安排來(lái)支持信息流。圖4展示了簡(jiǎn)單的關(guān)系。各階段的數(shù)量沒有限制到任何詳細(xì)數(shù)量級(jí)。設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)是系統(tǒng)是一個(gè)基礎(chǔ)的傳感器網(wǎng)絡(luò),附加帶有學(xué)習(xí)和大范圍通信的能力。架構(gòu)中的階段通過從階段到階段傳遞信息來(lái)通信,帶有接收和處理信息模塊的適應(yīng)能力和整體任務(wù)能力。以圍繞信息流為中心,這個(gè)架構(gòu)是復(fù)雜的和可升級(jí)的。架構(gòu)的第一階段獲得環(huán)境感知和反應(yīng)模塊。第二階段管理自身狀態(tài)感知。作為這個(gè)應(yīng)用要求很小的代理,狀態(tài)跟蹤是最小化的,立足于當(dāng)前任務(wù)和建制。學(xué)習(xí)和決策制定執(zhí)行在第三階段。在這個(gè)階段的模塊是統(tǒng)一執(zhí)行器框架Unif

11、ied Behavior Frame-work(UBF,展示在圖4中。執(zhí)行器框架是重要部件,因?yàn)樗С趾?jiǎn)單的和總體的行動(dòng),并且在運(yùn)行時(shí)可以被修改。執(zhí)行器攜帶由分配器指派的行動(dòng),并且對(duì)意想不到的狀態(tài)作出快速反應(yīng)(非常像人類的條件反射。統(tǒng)一執(zhí)行器框架映射各執(zhí)行器執(zhí)行總體的行為,并且在運(yùn)行時(shí)映射可以改變。這樣幫助支持指揮員的意圖,這樣一來(lái)可以經(jīng)常地和不可預(yù)料地基于任務(wù)需要和自制級(jí)別進(jìn)行改變。最后的階段是執(zhí)行C3模塊。由通信警報(bào)和返回到操作員的狀態(tài)信息組成。然而,如果系統(tǒng)處于被襲擊或檢測(cè)到對(duì)任務(wù)或源頭的威脅,如DoS或DDos,在這個(gè)階段的模塊能重新組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或附加安全強(qiáng)制。安全通信是建立在核心的代

12、理器設(shè)計(jì),關(guān)鍵部分是分布式。信任也是網(wǎng)絡(luò)飛行器項(xiàng)目的關(guān)鍵因素,并且集成到組件模塊。集成代理信任,展示在圖4中的,是依賴于安全通信,協(xié)同考慮,代理器信任自身的能力。這個(gè)模型的意圖是由這個(gè)代理架構(gòu)提供一個(gè)復(fù)雜的框架,支持當(dāng)系統(tǒng)部署時(shí)存在或不存在的有效載荷,在每個(gè)階段的模塊需要僅僅支持代理器設(shè)計(jì)的接口和通信要求。提供了一個(gè)框架,在系統(tǒng)變化時(shí)可以增加能力,并且在運(yùn)行時(shí)可以重新配置。3深入研究在信息時(shí)代,“網(wǎng)絡(luò)飛行器”的利用引出了很多挑戰(zhàn)?！熬W(wǎng)絡(luò)飛行器”需要無(wú)縫地穿過有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)并且返回接人設(shè)備的信息給它的最終用戶。網(wǎng)絡(luò)代理將需要包括能力去隱密地訪問這些媒體,持續(xù)地評(píng)估網(wǎng)絡(luò)輸出,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)改變時(shí)隨之變種,

13、并在整個(gè)任務(wù)完成過程中保持隱蔽。增強(qiáng)的數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)和數(shù)據(jù)隱藏檢測(cè)技術(shù)對(duì)“網(wǎng)絡(luò)飛行器”增加了附加的復(fù)雜度。參考文獻(xiàn):1Research paper舭fiom.Air Force2025C.Prepared1996.2Research report.Department of Defense Global Informs-fion Grid Architectural Vision Version1.0【C.Prepared【3Research paper.CAISR Architecture Framework Version2.0C.Prepared bY United States Depa

14、rtment ofDefense,C4ISR Architecture Working Group,December1997.4Research Draft.DoD Architecture Framework Version1.5Volume I:Definitions and GuidelinesC.Prepared byUnited States Department of Defense.April2007.5Research Draft.DeD Architecture Framework Version1.5Volume:Product DescriptionsC.Prepared

15、 by UnitedStates Department of Defense.A#l2007.6Resemh Draft.DoD Architecture Framework Version1.5Volume llI:.Architeeturc Data DescriptionC.Preparedb】r United States Department0f Defense.April2007.(上接第47頁(yè)9L Subramanian。R H Katz.AnArchitecturc forBuildingSelf-Configurable Systemsc.Boston,MA:Proceedi

16、ngs ofIEEE/ACM Workshop onMobile Ad hocNetworki地andComputing,2000.【10Y Xu。J Heidemann,D Estrin.Geography Info刪Ener-gY Conservation forAd hoe ItoutiIIgC】.Proceedings ofthe7th Annual ACM/IEEE Intematim疊】Con蠡enceonMobile Computing and Networking,2001.【11Y Yu,D Estrin,R Govindan.Geographical and Energy

17、Aware Routing:A Recursive Data Di8seInin施伽Protocolfor Wireless SensorNetworksR.UCLA ComputerSeienceDepsrtment,P001.【12Rodoplu V,Ming T.Minimum energy mobile wireless networksJ.IEEE Joumalof SelectedAreas in Commu-llicatio鵬,1999,17(8:1333. 網(wǎng)絡(luò)飛行器的研究作者:廖紅云, 雷雪冰, LIAO Hong-yun, LEI Xue-bing作者單位:重慶金美通信有限責(zé)任公司,重慶,400030刊名:微處理機(jī)英文刊名:MICROPROCESSORS年,卷(期:2010,31(1參考文獻(xiàn)(6條1.Research paper.C4ISR Architecture Framework Version2.0 19972.Research report.Department of Defense Global Information Grid