中文引用格式:胡开明,陈建华. 一种融合多源异构数据的图神经网络联合框架[J].网络安全与数据治理,2026,45(4):51-58.
英文引用格式:Hu Kaiming,Chen Jianhua. A joint framework of graph neural networks integrating multisource heterogeneous data[J].Cyber Security and Data Governance,2026,45(4):51-58.
引言
网络攻击溯源与态势感知作为网络安全防御的核心技术,在威胁检测、应急响应、风险管控等关键场景中具有不可替代的应用价值,是保障关键信息基础设施安全、提升主动防御能力的重要支撑。然而,传统攻击溯源方法主要依赖规则匹配(如Snort规则)[1]、日志关联分析和攻击图推理,存在显著技术局限:规则匹配难以应对未知攻击变体,日志分析受数据质量与完整性影响较大,攻击图推理则面临状态空间爆炸问题[2];态势感知技术多基于统计学习方法(如SVM、随机森林)[3],难以捕捉网络实体间的复杂关联关系与攻击行为的时序动态演化特性。随着网络数据规模的指数级增长,多源异构安全数据的融合建模与深层特征提取已成为突破现有技术瓶颈的核心关键。
针对上述问题,现有改进方案多聚焦于规则库迭代、日志预处理优化或攻击图剪枝技术,但这些方法仍未脱离对结构化数据的强依赖,无法有效处理动态变化的攻击场景,且存在智能化程度低、依赖人工干预等固有缺陷。在复杂攻击场景(如高级持续性威胁APT)中,由于攻击路径隐蔽性强、跨节点协同性高,传统方法难以实现攻击行为的完整溯源与态势的实时评估,导致安全响应延迟,无法满足主动防御需求[4]。
近年来,图神经网络(Graph Neural Network,GNN)作为深度学习领域的重要分支,通过将图结构数据与神经网络深度融合,能够自动学习节点与边的高维特征表示,在节点分类、链路预测、路径推理等任务中展现出优异性能[5],为解决网络安全领域的复杂关联建模问题提供了新路径。GNN具备的端到端学习能力与结构表征优势,能够有效突破传统方法的技术局限,实现多源异构数据的有机融合与攻击模式的智能挖掘。
综合上述研究,本文将GNN技术引入网络攻击溯源与态势感知领域,构建端到端的联合框架,实现从数据建模、特征学习到路径推理与态势评估的全流程优化。本文的贡献总结如下:
(1)提出一种网络实体-攻击行为异构信息网络(EHIN)建模方法,将设备、漏洞、攻击行为等多类型实体抽象为图节点,实体间的关联关系抽象为边,通过规范化公式实现多源异构安全数据的统一表征,解决数据融合难题。
(2)设计融合时序注意力与空间注意力的STGAT模型,完成时序依赖捕捉、空间关联提取、特征融合与路径推理的数学推导,显著提升复杂攻击路径的识别精度与效率。
(3)构建“溯源-评估-预测”三位一体的态势感知体系,基于GNN推理得到的攻击路径计算攻击成功率、影响范围等核心指标,结合网络资产价值量化安全态势,实现动态风险评估与主动防御支撑。
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作者信息:
胡开明,陈建华
(广东松山职业技术学院,广东韶关512126)

