[论文解读] Assessing Mission Impact of Cyberattacks: Report of the NATO IST-128 Workshop

Alexander Kott, Nikolai Stoianov+6 more|arXiv (Cornell University)|Jan 5, 2016

Cybersecurity and Cyber Warfare Studies被引用 5

一句话总结

本文提出一种模型驱动范式，通过模拟任务组织、任务执行以及网络脆弱系统，评估网络攻击对军事任务的影响。该方法可实现对攻击后果的主动分析及最优缓解策略的识别，即使在新型或前所未有的场景下，也能为任务韧性提供可操作的洞察。

ABSTRACT

This report presents the results of a workshop conducted by the North Atlantic Treaty Organization (NATO) Information Systems Technology (IST) Panel in Istanbul, Turkey, in June 2015 to explore science and technology for characterizing the impact of cyber-attacks on missions. Military mission success is highly dependent on the communications and information systems (CISs) that support the mission and their use in the cyber battlespace. The inexorably growing dependency on computational information processing for weapons, intelligence, communication, and logistics systems continues to increase the vulnerability of missions to various cyber threats. Attacks on CISs or other cyber incidents degrade or disrupt the usage of CISs, and the resulting mission capability, performance, and completion. These incidents are expected to increase in frequency and sophistication. The workshop participants concluded that the key to solving the mission impact assessment problem was in adopting and developing a new model-driven paradigm that creates and validates mechanisms of modeling the mission organization, the mission(s), and the cyber-vulnerable systems that support the mission(s). Such models then simulate or portray the impacts of the cyber-attacks. In addition, such model-based analysis could explore multiple alternative mitigation and work-around strategies - an essential part of coping with mission impact - and select the optimal course of mitigating actions. Only such a paradigm can be expected to provide meaningful, actionable information about mission impacts that have not been seen before or do not match prior experiences and patterns. The papers presented at this workshop are available in an accompanying volume, Proceedings of the NATO Workshop IST-128, Assessing Mission Impact of Cyber Attacks.

研究动机与目标

• 应对日益严峻的网络攻击挑战，此类攻击会干扰依赖通信与信息系统（CIS）的军事任务。
• 克服传统基于经验的影响评估方法的局限性，通过建模关键任务依赖关系实现改进。
• 开发一种系统化方法，以模拟网络攻击对任务性能与完成度的影响。
• 通过基于模型的分析，探索并选择最优的缓解与替代策略。
• 为面对新型或未见网络威胁的作战指挥官提供可操作的、前瞻性的洞察。

提出的方法

• 开发一种模型驱动范式，用于表示任务组织、任务目标以及支持性的网络脆弱系统。
• 构建任务工作流、系统依赖关系以及网络攻击传播机制的集成模型。
• 通过模拟网络攻击场景，预测任务能力与性能的退化或中断。
• 利用基于模型的分析，在不同攻击条件下评估多种缓解与替代策略。
• 通过基于场景的模拟验证模型，确保其保真度与对真实任务情境的相关性。
• 将研究成果整合至面向网络压力下任务指挥与控制的决策支持框架中。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在超越历史模式的基础上，系统性地评估网络攻击对军事任务的影响？
• RQ2 何种建模方法可实现对CIS网络事件导致任务退化的准确模拟？
• RQ3 如何在实际部署前评估并优化替代缓解策略？
• RQ4 需要何种机制来建模关键任务依赖关系及其网络脆弱性？
• RQ5 基于模型的分析如何为新型攻击场景下的任务韧性提供可操作的洞察？

主要发现

• 在缺乏先前经验的情况下，模型驱动范式对于评估网络攻击对任务的影响至关重要。
• 对任务与系统模型的模拟可预测网络攻击下能力退化与性能损失。
• 基于模型的分析支持在复杂任务环境中评估与选择最优缓解策略。
• 该方法可为面对前所未有的网络威胁的作战指挥官提供可操作的前瞻性情报。
• 该框架可促进在动态网络攻击条件下对替代方案与韧性策略的结构化探索。
• 北约IST-128研讨会为采用集成建模实现标准化、可扩展的任务影响评估奠定了基础。