《攻击场景描述形式化模型研究》

当前组织面临持续演变的威胁态势，必须持续投入资源保护资产，这使得网络安全自动化进程势在必行。然而流程自动化需以输入数据形式化为前提。本文针对以"攻击场景"为输入的自动化流程（含攻击模拟脚本生成、攻防演练及攻击分析）提出创新解决方案。核心学术贡献在于构建涵盖"攻击环境描述"与"攻击场景"的新型形式化模型，采用UML类图进行抽象表达。完成模型阐述后，本文论证其如何支撑上游攻击分析流程，并展示其在网络安全培训场景中自动生成攻击脚本的应用价值——此双案例构成研究的第二重贡献。

尽管网络安全技术持续演进，仍是利益相关方的重大关切。文献计量研究定量证实该领域关注度稳步攀升：阿扬瓦莱等人（2024）针对高等教育的网络安全综述显示，文献趋势指标自2016年首次跃升后，2019年起呈现陡峭增长曲线。此趋势源于业界对当代安全挑战的认知深化：包括高效应对日益复杂的攻击、提升安全运营中心（SOC）人员及普通用户技能水平。与多数安全流程相同，防御效能提升依赖于攻击分析质量及攻击事件序列描述的精细度。这种通常称为"攻击场景描述"的内容常见于事件报告，亦可用于虚拟平台网络安全演练。

高质量网络安全演练需使受训者直面真实攻击场景。此类演练的设计开发需预设完备的攻击场景描述，当前过程存在三大痛点：需耗费大量人力物力、易出错、依赖高级专业技能。实现自动化成为破局关键，而自动化首要前提正是攻击场景的形式化表达。现有事件报告中的攻击场景至多以攻击模型实现"半形式化"描述，多数仍采用自然语言。自然语言表述阻碍知识提取与自动形式化，且无法保证信息完备性；半形式化描述则要求设计者精通特定模型符号体系，且常遗漏关键知识要素。

因此，本文提出普适性攻击场景形式化描述框架，既满足攻防演练需求，亦适配需攻击描述的自动化流程。通过形式化建模，既可兼容自动化要求，又能整合既有攻击模型的可表达知识体系。最终采用UML类图实现模型抽象化以提升可理解性。论文结构如下：第二章综述相关研究；第三章阐述攻击场景形式化核心贡献；第四章提供形式化模型双应用案例；第五章总结成果并规划后续研究。