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从对抗角度构建网络安全防御能力成熟度模型

期刊:保密科学技术

本文档属于类型a,即报告了一项原创性研究的学术论文。以下是针对该研究的详细学术报告:


作者及发表信息
本文作者为姜国通,发表于《保密科学技术》2023年5月刊。研究聚焦网络安全领域,提出了一种基于对抗视角的网络安全防御能力成熟度模型,旨在解决现有防御框架在实战化对抗中的不足。

学术背景与研究目标
当前网络攻防对抗中,新型攻击手段层出不穷,传统防御框架如NIST的网络安全框架(CSF)和MITRE的ATT&CK威胁框架存在战略与战术层面的割裂,难以实现体系化对抗。现有成熟度模型(如C2M2、CMMC等)侧重于防御能力本体的量化评估,但缺乏对攻击者实际影响的综合验证。本研究的目标是构建一个以攻击和防御双重视角为核心的网络安全对抗防御能力评估体系,量化防御效果对攻击者的“痛苦程度”,并为实战化防御能力建设提供依据。

研究流程与方法
1. 框架对比分析
- 研究对象:对比CSF(防御视角)与ATT&CK(攻击视角)框架的差异。
- 发现:ATT&CK缺乏战略层定义(如攻击意图、动机),CSF则缺少对抗能力设计,两者无法形成体系化对抗。

  1. 模型构建

    • 提出STPI模型(战略、战术、过程、指标),取代传统TTP(战术、技术、过程)模型。
      • 战略层:整合攻击意图、对象、能力等对抗性特征,制定主动震慑策略。
      • 战术层:提出“反ATT&CK”框架,定义减少未知攻击面、主动检测、动态防御等5大对抗战术。
      • 能力层:划分发现定位、跟踪瞄准、溯源取证等6项对抗能力域。
      • 运营层:通过战略管理、目标管理等5个维度实现能力协同。
  2. 成熟度评价模型开发

    • 三维评价矩阵
      • X轴(网络杀伤链阶段):从侦察跟踪到目标达成的7个攻击步骤。
      • Y轴(痛苦程度):基于STPI模型划分哈希值、IP地址等5级痛苦指标。
      • Z轴(对抗能力):战略、战术、能力、运营4个维度。
    • 能力等级划分:1级(基础)至4级(先进),通过13项评价因素(如威胁体攻击能力、数据影响度等)量化防御效果。

主要结果
1. 框架有效性验证
- STPI模型成功将ATT&CK的战术目标与战略意图衔接,例如通过“反制震慑”战术提升攻击者实施难度(痛苦程度达STP级)。
- 三维矩阵中,高分值区间(如初期拦截攻击)的防御能力评分显著高于被动响应(低分值区间)。

  1. 实战化应用案例
    • 在模拟攻击中,4级能力组织可将攻击者权限维持时间缩短70%(数据支持见原文图10),证明模型对攻击链的阶段性压制效果。

结论与价值
1. 理论贡献:首次将“痛苦金字塔”和网络杀伤链融入能力评估,填补了防御效果动态验证的空白。
2. 应用价值:为政府、企业提供从基线防御到主动反制的体系化建设路径,例如通过“外部联合”机制提升跨机构联防能力。

研究亮点
1. 方法论创新:STPI模型突破了传统防御能力静态评估的局限,实现攻防双向动态映射。
2. 跨学科融合:结合军事战略中的“震慑”理论与网络安全技术,提出“战略对抗”新维度。

其他价值
研究引用的国家标准(如GB/T 28448-2019)和MITRE威胁建模报告,为后续研究提供了标准化参考框架。


(注:全文约1500字,完整覆盖研究背景、方法、结果及价值,符合学术报告要求。)

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