高安全等级网络安全防护体系研究与设计
该文本通过分析高安全等级网络安全面临的威胁特点和防御设计了与之适配的安全防御体系。该体系以“全域感知、精准防御”为核心思想，在防护、检测、分析和响应四个环节中全面覆盖关键点。其创新之处在于结合时间理论，在检测发现威胁后通过分析定位并采取适当处置措施来阻止和消除威胁。此外，该体系还涉及安全数据治理技术和安全威胁分析技术等关键技术。
摘 要：
通过对军事网络、党政内网以及军工企业内网等高度安全防护级网络所面临的潜在威胁和防御要求进行系统性研究，在全面梳理现有PDRR（Possibility, Determinism, Resilience, Redundancy）及P2DR（Probabilistic, Deterministic, Resilient, Redundant）相关安全模型的基础上，成功构建了适用于高安全等级网络安全防御的新型P2DAR（Probabilistic, Deterministic, Adversarial Response, Redundant）安全框架，并为其配上了一套完善的适应性安全防御体系
内容目录：
0 引 言
1 高安全等级网络安全防护特点
1.1 网络特点
1.1.1 网络隔离特性
1.1.2 网络规模特性
1.1.3 网络业务特性
1.2 安全威胁特点
1.2.1 攻击者
1.2.2 攻击方式
1.2.3 攻击目的
1.3 安全防护特点
1.3.1 防护方式
1.3.2 防护目的
1.3.3 防护手段
2 典型的安全防护模型
2.1 PDRR模型
2.2 P2DR/PPDR模型
3 高安全等级网络安全防护体系设计
3.1 P2DAR安全防护模型设计
3.2 安全防护体系设计
3.2.1 安全防护体系架构
3.2.2 威胁感知
3.2.3 威胁识别
3.2.4 威胁处置
3.2.5 安全策略
3.2.6 标准制度
3.3 安全防护体系关键技术
3.3.1 安全数据治理技术
3.3.2 安全威胁分析技术
4 结 语
00引 言
网络空间被视为陆地、海洋、空气空间以及外层空间之外的"第五空域"（Fifth Domain）。它正在成为各国尤其是主要大国之间进行斗争与合作的新疆界。网络安全对于一个国家能否在"第五空域"内保护自身权益并占据优势地位具有关键作用。网络对抗也成为国家间对抗的重要战场之一。网络空间安全已经成为国家战略层面的重要保障部分。
01高安全等级网络安全防护特点
军事系统运行管理平台（军网）、党政机关内部网络安全系统（政网）、军工企业内部网络安全系统（工网）、电力系统运行管理平台（电网）以及银行系统内部网络安全平台（银网）等直接关系到国家安全和社会经济发展的重要网络资源均被划分为高安全等级网络。这些高安全等级网络构成了国家网络安全战略的重要防护屏障，并且是国际间网络安全竞争的主要对抗目标。相较于互联网存在的潜在威胁而言，这些高安全等级网络所面临的威胁更为复杂和严峻。基于其重要性及特殊属性，在安全防护方面呈现出显著的特性。
1.1 网络特点
1.1.1 网络隔离特性
具有高度安全防护需求的网络系统如军事网络、党政内网、军工企业内网等往往通过与互联网及其它网络进行物理或逻辑上的分隔进行网络安全防护。网络安全防护策略主要可分为物理隔离与逻辑隔离两大类。其中军事网络、党政内网及军工企业内部网络一般采用物理式隔断的方式进行防护；而电力网格与银行专用数据网等通常采用基于逻辑层别的安全防护措施。其通信线路、路由交换设备及信息系统的布置与其他网络之间不存在任何直接连接；尽管它们之间可能存在物理连接，在实际操作中则通过加密技术和安全设备实现边界处的有效阻断。
1.1.2 网络规模特性
高度安全等级的网络安全系统通常具有覆盖范围广、规模庞大且承载业务繁重的特点，并且架构较为复杂。该系统既拥有自有专用传输介质作为支撑，并可租用运营商提供的公共传输介质。此外，在有线与无线通信领域均有涉及，并且接入用户规模庞大且设备类型多样。
1.1.3 网络业务特性
此类网络平台承担的任务多为非公开型业务，并均具备高度保密特性。其中以军事指挥系统和党政信息网等关键领域为应用重点，在保障国家安全的前提下形成了多层次的安全防护体系。由于其涉及的敏感信息密集度较高以及潜在威胁更为复杂多变的特点，在实际运营过程中对相应的安全防护需求相应提升。
1.2 安全威胁特点
1.2.1 攻击者
高安全等级网络所面临的威胁群组涵盖了两类主要成员：非国家层面的网络侵袭者以及被外部势力操控的高权限操作人员。前者通常并非来自传统网络安全威胁的个体或组织，而是往往源于国家间谍活动或军事网络战威胁。后者则是被外部势力渗透或利用的具有高级权限的操作者。由此可见，此类威胁群组呈现出身份特殊、技术背景深厚以及操作手段隐秘等特点。
1.2.2 攻击方式
高度安全等级网络自身独特的网络特性与特定类型的攻击者相互作用的特点，则导致其面临与互联网 typical 目标不同的防御挑战。一般而言，在线式手段对于互联网目标的防御行动具有显著效果，在线即指直接运用多种技术手段对目标发起 assault. 而对于高度安全等级系统而言由于其与外部网络安全存在断开联系外部 assailants 无法直接采用此类 online 攻击手段必须转而采取 indirect attack methods such as relay attacks or proximity-based assaults. 这种情况下 assailants 必须精心设计具体的 attack methodologies 和 operation protocols 创意地克服现有的网络安全屏障.
1.2.3 攻击目的
互联网网络攻击活动多以获取经济利益为目的，在网络安全防护机制日益完善的时代背景下呈现出多样化特征。其中一类特殊的网络犯罪行为主要针对具有高度安全价值的目标系统发起侵害行动，并被界定为国家间对抗的重要手段之一。这类犯罪活动的主要目的涵盖了信息窃取、系统破坏以及控制系统三大类。
具体而言，在信息窃取方面，犯罪分子通过多种手段突破网络安全防护机制侵入目标系统内域，在各类终端设备及信息系统中收集整理敏感数据信息，并借助摆渡技术将关键情报精准传递至犯罪组织手中。
在系统破坏方面，则是以在特定目标系统达到预设条件时注入破坏性程序为主的方式进行实施。这种行为不仅会在既定条件下对特定目标系统的运行环境造成严重损害（如断电、瘫痪等），还可能对数据完整性造成不可逆性影响。
最后，在控制系统方面，则表现为犯罪组织通过在特定目标系统的控制权限门限内注入控制指令程序（武器），使得该目标系统在达到预设条件时能够按照指令执行相应的操作（如发布停水令、停电指令等）。
1.3 安全防护特点
1.3.1 防护方式
高安全级别的网络系统所遭受的攻击具有显著特征,这些特点决定了其防御策略与普遍互联网安全防护措施存在差异.该类网络安全系统的主要任务是抵御潜伏期长达较长时间且具有隐藏特性的持续性威胁,并重点防范内部员工违反操作规程导致的安全失误行为.
1.3.2 防护目的
高安全网络系统的主要外部安全攻击在未满足特定条件或未收到控制指令的情况下展开。这些攻击活动主要通过目标渗透或信息收集阶段进行初次接触，并随后聚焦于数据获取与信息整理阶段。对于内部发起的攻击事件，则依赖于监控手段进行监测和证据收集。高安全网络安全防护的核心任务在于彻底清除所有威胁根源，并对已发生威胁实施溯源追踪机制；同时建立预防体系防止类似事件再次发生
1.3.3 防护手段
在高安全等级网络安全领域中，威胁与防护目标具有独特性，在这种情况下要求其防护手段必须具备高度的针对性。首要任务是发现并识别潜在威胁，并且要能够应对具有高度隐蔽性和持久性的安全威胁情况。同时这些系统还必须具备广泛且深入的工作能力来实现全面的安全防御。
02典型的安全防护模型
2.1 PDRR模型
该PDRR模型源自美国国防部
图1 PDRR安全模型
保护措施旨在采用多种安全技术手段来确保信息系统的安全性，并抵御外部网络攻击，并有效阻止各类潜在的安全威胁。
评估（Evaluation）旨在系统地识别和应对潜在的安全威胁，在保障信息安全方面发挥重要作用。其核心任务在于识别信息系统的脆弱性并防范网络攻击行为。
响应（Response）是指当系统被识别出存在漏洞或遭受网络攻击威胁时，在线主动发起防御行动以修复漏洞并阻止潜在的安全事件发生。
恢复（Recovery）是指在攻击被阻止后, 为修复遭受破坏的系统而进行的系统性修复过程；该过程主要涉及系统功能的复原以及数据的重建。
2.2 P2DR/PPDR模型
P2DR模型基于AISIS公司构建。作为一个随技术发展不断优化的时间敏感网络安全模型。该模型在特定的安全策略指导下运行。通过防护、检测和响应三个环节构成一个动态反馈机制。（如图2所示）
图2 P2DR安全模型
P2DR模型遵循时间理论的基本框架，在网络空间中涵盖了攻击性态、防御性态、探测性态以及响应性态等环节均需耗费一定的时间资源；进而可以通过评估系统在不同时间段内的运行状态和应对策略来综合测定其安全性及其应对效能。
当攻击活动所需的时间Pt超过（威胁感知机制响应时间Dt与主动防御策略执行时间Rest之和）加上系统修复机制恢复时间Rect时，则表明该系统能够在攻击成功之前完成威胁感知并采取相应的防御措施从而实现系统的安全性
03
高安全等级网络安全防护体系设计
3.1 P2DAR安全防护模型设计
在高安全等级网络的安全防护模型选择过程中，必须深入分析面临的独特安全威胁以及相应的防护目标特性，并非单纯模仿现有互联网安全防护体系。因此，在深入研究PDRR、P2DR等现有技术的基础上，我们确立了"全域感知、精准防御"的高安全等级网络安全防御理念，并在此基础上构建了新型的安全防护方案——P2DAR模型。该方案在现有P2DR模型的基础上增添了对威胁信息的实时分析环节（Analyse），通过全方位感知和动态评估网络中的安全状态与行为模式的变化趋势，并能够及时识别潜在威胁并优化防御策略以应对威胁攻击，在线实施响应与处理机制。
图3 P2DAR安全模型
防护（Protection）是指采用多种安全防护措施对信息系统的运行和数据进行全方位保障，并有效抵御外部威胁以及阻挡潜在威胁。
探测机制主要负责识别并评估信息系统的安全状况及其运行模式
解析（Analyse）旨在对当前系统的安全态势以及操作行为序列进行深入剖析，精准识别威胁。
响应(Response)是对已定位的威胁所采取的安全防护与处理行动,防止并除去潜在风险
核心机制（Core Mechanism）构成了模型运行的基本核心，并被应用于防护、检测、分析和响应的各个阶段。
该安全模型仍基于时间理论构建。假设攻击持续时间为Tt，在此期间内需完成以下关键步骤：首先进行威胁识别所需时间Id；接着进行事件分析所需时长An；随后执行应急响应耗时Re；最后完成系统修复所需时长Rt。当攻击持续时间Tt超过（Id + An + Re）+ Rt时，则表明威胁能够被及时发现并处理完毕，在这种情况下系统被视为处于安全状态。为了确保高安全等级网络安全防护的有效性，则必须严格控制事件分析所需时长An使其成为影响系统安全性的重要因素之一。
3.2 安全防护体系设计
3.2.1 安全防护体系架构
高安全等级网络安全防护体系基于P2DAR安全模型设计，如图4所示。
图4 高安全等级网络安全防护体系架构
该系统在计算环境安全防护、网络安全防护以及应用层安全防护等方面具有全面的能力，在消除网络内外部高级威胁的目标下设计而成。其核心功能是通过威胁感知机制，在潜在受攻前及时识别并清除针对物理隔离网络的各种高隐蔽性威胁。该体系以 threat perception as the core functionality, combined with adaptive measures to address various security challenges. Security strategy is dynamically optimized through human intervention or self-adaptive algorithms, ensuring comprehensive protection across all system layers. The system employs a holistic approach to threat management, integrating detection, response, and mitigation processes to maintain robust network security posture.
3.2.2 威胁感知
威胁感知利用多种安全防护技术方案，在预设的安全监控策略指导下完成对网络运行状态的实时观察与评估工作。系统会通过多维度的数据采集与分析功能快速识别并报告网络安全事件中的攻击行为、越界操作以及异常迹象，并将所有被监测到的行为状态生成告警信息并记录相关信息。
高安全等级网络除了能够感知传统意义上的网络运行状态之外，在用户行为监测方面还需要实施全面覆盖策略。这不仅包括用户的入网操作、网络访问活动的实时跟踪记录，并且特别关注内部网络与外部网络之间的数据传输活动以及信息的接收发送操作等关键环节。在这一层面上的具体实现中，则需要重点监控非法外联事件以及存储介质在内外网间交错使用的场景。
3.2.3 威胁识别
基于威胁感知机制，在网络安全防护体系中整合收集各类安全防护手段所产生的网络告警信息、行为日志以及系统运行状态等多维度原始数据集。该系统遵循既定的安全数据标准与威胁识别策略对采集到的元数据进行处理工作，在确保原始信息完整性的同时完成清洗、融合与汇总处理步骤以保证最终的数据质量并建立各数据间的关联关系。其中最为关键的是通过采用多种分析方法与模型框架对多源异构信息展开综合关联性分析工作从而实现对潜在安全风险的有效识别与评估能力提升。具体而言通过对各维度间的关系分析及行为模式映射能够发现传统安全防护手段难以识别的新型攻击模式如APT（高级持续性 threats）此类复杂威胁类型并基于此构建完整的攻击行为轨迹模型从而实现对威胁事件的精准定位及溯源功能必要时可结合人工专家判断进一步验证确认相关异常事件特征以提高整体判定准确度
图5 安全威胁分析流程设计
高安全等级网络防护系统不仅能够迅速识别并应对传统的网络攻击行为如病毒传播、网络扫描以及分布式拒绝服务攻击（DDoS）等挑战，并且还能够及时探测那些通过供应链途径或网络摆渡机制潜入内部网络的针对特定目标或采用非传统手段发起攻击的安全威胁。这些特定的安全威胁具有 evade traditional antivirus software, intrusion detection systems (IDS), or firewall 等传统防护措施的特点, 因此需要建立专门针对它们的分析模型, 包括供应链威胁分析模型和网络摆渡攻击分析模型等, 并运用大数据分析、数据挖掘以及人工智能技术来实现综合感知与识别功能。
3.2.4 威胁处置
基于应急响应处置流程和相应的处置预案, 对已识别的安全威胁进行处理, 其主要工作内容涉及取证分析、策略优化、系统强化以及恢复机制的构建. 该过程的核心目标在于消除当前威胁的同时, 有效预防这些潜在威胁可能再次发生的可能性. 在高安全级网络防护中进行 threat identification and evidence collection 是其中的关键环节. 不仅要对 threat 进行定位和采集证据, 同时还要深入溯源其来源, 包括 threat's origin, penetration pathways into internal network, involved endpoints, systems 和人员等信息. 只有全面掌握这些要素才能制定切实可行的应对措施来彻底消除 threat 并阻断其再次进入内网的可能性.
3.2.5 安全策略
在整体的安全防御过程中, 安全策略始终发挥着关键作用, 并可根据具体的防御需求以及当前的安全状态进行相应的优化与调整。特别强调, 在实施新的防护措施前必须对现有防护体系进行评估与验证, 以确保新旧措施的有效衔接与协同工作。
3.2.6 标准制度
规范体系作为安全防御的技术要求和操作指南，在确保防御工作有序、高效运行方面发挥着重要作用。它涵盖了安全保密技术标准、资产保护管理规定以及应急处置工作流程等内容。
3.3 安全防护体系关键技术
该体系的核心组成部分包括数据治理技术和威胁分析技术两大核心支撑技术。
3.3.1 安全数据治理技术
高安全等级网络采用了多样化且分布广泛的网络安全技术手段，在实际应用场景中产生了庞大的体量和较低的质量水平的安全数据。这些数据在语义和格式上存在不统一的问题，在一定程度上制约了其有效利用效果。通过实施数据治理方案对原始数据进行清洗、校正和转换，并补充缺失信息，在一定程度上提升了其可理解性与可分析性
3.3.2 安全威胁分析技术
该网络的安全威胁评估机制是其在攻防博弈中占据主动地位的核心战略意义。通过构建特定领域的分析框架并运用行为特征识别方法，在结合领域知识进行深入研究的基础上, 采用先进的机器学习算法优化计算能力, 可显著提高安全威胁评估工作的准确性与效率.
04结 语
网络攻防活动具有动态特征的过程，在关键信息基础设施安全防护体系下面临的国家级网络攻击力量更为复杂。其防御难度显著提高，
应采取更具针对性和更为先进的安全防护措施与技术手段，
并应持续关注并追踪攻防技术的演进态势，
深入分析敌方新型攻击手段与作战策略，
从而有效应对各类新型安全威胁的能力。