[发明专利]图结构的XML处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络安全领域，更为具体地，涉及对用于表示网络攻击关系的图结构进行XML处理的方法和装置。

背景技术

由于网络的飞速发展，有关网络的攻击手段也层出不穷，现代的网络攻击关系非常复杂，采用有向图图结构（以下简称“图结构”）来表示一个完整的网络攻击关系成为现有技术的主流。

根据图论的定义，图G由两个集合V和E组成，记为G＝（V，E）。其中，V是节点的有限非空集合，E是节点的二元组集合，节点二元组成为边。节点的度是与该节点邻接的边数。在有向图中，节点的度分为入度和出度。有向图G的节点V的入度被定义为指向节点V的边数，出度被定义为从节点V发出的边数。

比较常用图结构存储方法采用数据结构，该数据结构包括邻接矩阵、邻接表、十字邻接表、邻接多重表。图1是以邻接表为例的图结构和其对应的数据结构的示图。如图1所示，节点1与节点4通过有向边相连，节点1的出度为1，入度为0。节点2与节点4和节点5通过有向边相连，节点2的出度为2，入度为0。节点3与节点5通过有向边相连，节点3的出度为1，入度为0。节点4的出度为0，入度为2。节点5的出度为0，入度为2。

图结构是最广泛使用的数学结构，比如可以广泛用于电路分析、最短路径、工程规划、化合物分类、统计力学、自动化、语言学、社会科学、网络攻击等等。

然而，目前图结构在实际应用时，具有如下的缺陷：

首先，由于图结构基于数据结构存储，当图结构发生变化时（由于网络攻击关系会经常变化，因此导致图结构也需对应变化），需要维护图结构对应的数据结构，而数据结构的维护技术难度较大，由此导致图结构的修改难度较大。

其次，由于图结构没有校验机制，对应的数据结构也没有校验机制，导致在图结构出错时，系统通常无法自动校验，可用性不高。

另外，在现有的数据结构中，很难描述图结构中的与同一节点相关联的（由该节点发出或者到达该节点）的多条边之间的关系，比如这些边之间是“与”关系还是“或”关系，而这种关系是描述网络攻击关系所必须的部分。图2示出了一个蠕虫攻击的过程。在图2中，每个方块可以被认为是一个节点，反向箭头被认为是连接节点的边。这里，节点表示网络攻击中的一个环节，而边表示攻击的顺序。举个例子，攻击场景可以分五个阶段表示，信息探测、尝试攻击、权限提升、深入攻击、拒绝服务。其中每个阶段可以用一个节点来表示，后一个阶段要等前一个阶段发生过，才可以触发，即阶段有先后关系，这种先后关系就是边。

如图2所示，与节点“至少存储10次”相关联的四条边之间的关系是或关系，整个图结构表示的含义为，60秒内防火墙和入侵检测系统报出相同目的IP的报警至少10次，报警有四种类型，其中IP欺骗、拒绝连接、非法登录来自于防火墙，资源不足导致拒绝服务来自于入侵检测系统。而这在图1的右图示出的数据结构中无法描述。

此外，在现有的图结构描述方式中，很难描述图结构中的节点的坐标位置和节点的大小，从而不利于图结构的图形显示。

而且，在现有的图结构描述方式中，比如在利用邻接矩阵描述时，需要计算图中存在多少条边，或确定图中节点是否连通，计算时间复杂度大，通常为O(n2)，其中n是节点个数。另外，在利用邻接表描述时，入度计算复杂，需要频繁获取每个节点相邻的所有节点，或需要反向邻接表。而且，在使用反向邻接表时，如果需要修改图结构时，则还需要再次生成反向邻接表。十字邻接表是邻接表的一种变种，将图结构的邻接表和反向邻接表结合起来形成的一种链表，在利用十字邻接表描述时，操作复杂，尤其是图结构中节点和边比较多时，表现能力较差。邻接多重表是邻接表的一种变种，只能表示无向图结构。因此，利用邻接多重表无法描述有向图图结构。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种基于XML的图结构存储方法及装置，该方法及装置可以在图结构发生改变时，直接修改XML文件中的属性信息，从而使得图结构的修改难度大大降低。

本发明的另一目的在于提供一种基于XML文件的图结构绘制方法及装置。