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關(guān)鍵詞:室內(nèi)定位;RSS; BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);IEEE 802.11b
中圖分類號(hào):TN911.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 引 言
目前,室內(nèi)定位算法主要有以下幾種。
1)Time of arrival(TOA)
TOA定位的基本原理是通過測(cè)量節(jié)點(diǎn)間電波傳播的時(shí)間來確定節(jié)點(diǎn)的位置。
TOA算法要求參加定位的各個(gè)基站在時(shí)間上實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格同步。在室內(nèi)環(huán)境中,由于已知點(diǎn)到待測(cè)點(diǎn)的距離通常不遠(yuǎn),無線電波的傳播速度太快,且存在嚴(yán)重的多徑干擾,因此無法利用無線電波進(jìn)行測(cè)距。目前,基于TOA的室內(nèi)定位技術(shù)通常是利用超聲波傳播速度較慢的特點(diǎn)(在20攝氏度時(shí)超聲波的傳播速度為343.38m/s),來測(cè)量出已知點(diǎn)和待測(cè)點(diǎn)間的距離,進(jìn)而求出待測(cè)點(diǎn)的位置[1]。
2)GPS L1 Re-radiating
GPS(Global Positioning System)是70年代初由美國開發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),本質(zhì)上它也是一個(gè)基于TOA的定位系統(tǒng)。
GPS L1 Re-radiating是將GPS在L1頻段上的信號(hào),通過戶外天線接收后,增益放大為室內(nèi)可接收信號(hào),進(jìn)而基于GPS實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位。
3)Received signal strength,RSS
RSS定位的基本原理是利用移動(dòng)裝置偵測(cè)所接收到的無線電波信號(hào)強(qiáng)弱,然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)P突騌SS隨距離衰減的模型來推斷節(jié)點(diǎn)間的距離,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定位[2]。
該技術(shù)主要使用無線網(wǎng)絡(luò)本身的無線電信號(hào)來定位,不需額外添加硬件,是一種低功率、廉價(jià)的定位技術(shù)[3]。
基于信號(hào)強(qiáng)度的室內(nèi)定位方法分為經(jīng)驗(yàn)?zāi)P头ê托盘?hào)衰減模型法。
(1)經(jīng)驗(yàn)?zāi)P头?/p>
在經(jīng)驗(yàn)?zāi)P头ㄖ?將RSSI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為位置信息的方法主要有判定法和概率法兩種。
(2)信號(hào)衰減模型法
信號(hào)衰減模型法則無需實(shí)地測(cè)量位置和RSSI,而是依據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和距離的特定關(guān)系,結(jié)合三角測(cè)量法,根據(jù)來自三個(gè)(或以上)AP的RSSI來計(jì)算出待測(cè)點(diǎn)的位置。
基于TOA的定位模型在開放的室外環(huán)境中非常有效,但在室內(nèi)環(huán)境卻存在一些問題。使用超聲波雖可克服無線電波傳輸速度快的問題,但需構(gòu)建專門的超聲波系統(tǒng)。GPS也主要是針對(duì)戶外目標(biāo)設(shè)計(jì)的定位系統(tǒng),應(yīng)用于室內(nèi)存在定位精度不高等問題。基于RSS的定位模型中,經(jīng)驗(yàn)法需進(jìn)行大量的實(shí)地測(cè)量,同時(shí)無法保護(hù)定位用戶的隱私;而信號(hào)衰減法在室內(nèi)受NLOS(非視距傳播)等因素影響,也使得定位精度較低。
因此,本文提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位模型并借助MATLAB 7.0加以實(shí)現(xiàn)。采用該方法進(jìn)行室內(nèi)定位,不需要WLAN以外的其他資源。由于不需要知道定位節(jié)點(diǎn)和建筑物的詳細(xì)特性,用戶的隱私將隨之得到完全的保護(hù)。
2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位模型
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常是指基于誤差反向傳播算法(Backpropagation)的多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),目前,該算法已成為應(yīng)用最為廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法[4]。
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用的是并行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),包括輸入層、隱含層和輸出層,經(jīng)作用函數(shù)后,再把隱節(jié)點(diǎn)的輸出信號(hào)傳遞到輸出節(jié)點(diǎn),最后給出輸出結(jié)果。該算法的學(xué)習(xí)過程由信息的前向傳播和誤差的反向傳播組成。在前向傳播的過程中,輸入信息從輸入層經(jīng)隱含層逐層處理,并傳向輸出層。第一層神經(jīng)元的狀態(tài)只影響下一層神經(jīng)元的狀態(tài)。如果在輸出層得不到期望的輸出結(jié)果,則轉(zhuǎn)入反向傳播,將誤差信號(hào)(目標(biāo)值與網(wǎng)絡(luò)輸出之差)沿原來的連接通道返回,通過修改各層神經(jīng)元權(quán)值,使得誤差均方最小。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論已經(jīng)證明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的非線性映射能力和泛化功能,任一連續(xù)函數(shù)或映射均可采用三層網(wǎng)絡(luò)加以實(shí)現(xiàn)。
計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化2007年6月第26卷第2期李 瑛等:一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位模型2.1 樣本數(shù)據(jù)的采集和處理
輸入向量為待測(cè)點(diǎn)收到的來自至少三個(gè)不同位置AP的RSSI值,輸出向量為待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值(X,Y)。
樣本采集在一個(gè)10mX10m的室內(nèi)場(chǎng)地中進(jìn)行。使用3個(gè)來自SMC公司的AP和1臺(tái)配置了ORiNOCO PC CARD的筆記本電腦。AP及無線網(wǎng)卡符合并工作在IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)下。筆記本電腦所使用的操作系統(tǒng)為RedHat Linux 9.0。樣本均勻分布在6mx6m的中心區(qū)域中。
2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定
Kolmogorov定理已經(jīng)證明[5],任意一連續(xù)函數(shù)可由一個(gè)三層BP 網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。雖然研究表明三層以上的BP網(wǎng)絡(luò)可以減少隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù),提高計(jì)算效率,但在缺乏理論指導(dǎo)的BP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中這樣做容易使問題趨向復(fù)雜化。因此選擇三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),即只有1個(gè)隱含層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
該網(wǎng)絡(luò)輸入層的節(jié)點(diǎn)數(shù)由輸入向量的維數(shù)決定,輸入向量的維數(shù)是3,所以輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)確定為3個(gè)。輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)由輸出向量的維數(shù)決定,這里輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)為2 。
隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)的選擇在BP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中是一個(gè)難點(diǎn),目前還沒有理論上的指導(dǎo)。過多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)會(huì)增加訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間,也會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的泛化能力減弱,網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)能力下降。然而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)過少則不能反映后續(xù)值與前驅(qū)值的相關(guān)關(guān)系,建模不充分。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),將隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)定為30,這樣形成了一個(gè)3-30-2結(jié)構(gòu)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),如圖1所示。
2.3 學(xué)習(xí)算法的選擇
基本BP 算法采用梯度下降法使得誤差均方(mse)趨向最小,直至達(dá)到誤差要求。但在實(shí)際應(yīng)用中,存在收斂速度慢、局部極值等缺點(diǎn)。Matlab 7.0神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中提供了十多種快速學(xué)習(xí)算法,一類是采用啟發(fā)式學(xué)習(xí)方法,如引入動(dòng)量因子的traingdm 算法、變速率學(xué)習(xí)算法traingda 、“彈性”學(xué)習(xí)算法trainrp等;另一類采用數(shù)值優(yōu)化方法,如共軛梯度學(xué)習(xí)算法traincgf 等。本研究選擇traincgf 算法。該算法在不增加算法復(fù)雜性的前提下,可以提高收斂速度,并且可沿共扼方向達(dá)到全局最小點(diǎn),較好地解決了經(jīng)典BP算法所存在的收斂速度慢和可能出現(xiàn)局部最優(yōu)解的問題。
2.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始化、訓(xùn)練與仿真
1)建立網(wǎng)絡(luò)
net==newff(P3,[30,2],{′tansig′,′purelin′},′traincgf′)
newff()為建立BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的函數(shù);P3為6維矩陣,表示3維輸入向量中每維輸入的最小值和最大值之間的范圍。[30,2]表示隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)是30,輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)是2,{′tansig′,′purelin′}表示隱含層中的神經(jīng)元采用tansig轉(zhuǎn)換函數(shù),輸出層采用purelin函數(shù),′traincgf′表示選擇的學(xué)習(xí)算法。
2)權(quán)重和閾值初始化
net==init(net)
給各連接權(quán)重LW{1,1}、LW{2,1}及閾值b{1}、b{2}賦予(-1,+1)間的隨機(jī)值。
3)訓(xùn)練
[net,tr]=train(net,P,T)
P為輸入向量,T為目標(biāo)向量,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)誤差逆?zhèn)鬟f算法,利用阻尼最小二乘算法迭代,由前一次訓(xùn)練得到的網(wǎng)絡(luò)權(quán)重及閾值訓(xùn)練得到新的網(wǎng)絡(luò)權(quán)重及閾值。
為了使生成的BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入向量有一定的容錯(cuò)能力,最好的方法是既使用理想的信號(hào)又使用帶有噪聲的信號(hào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。具體做法是先用理想的輸入信號(hào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,直到起平方和誤差足夠小;然后,使用20組理想信號(hào)和帶有噪聲的信號(hào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。經(jīng)過上述訓(xùn)練后,網(wǎng)絡(luò)對(duì)無誤差的信號(hào)也可能會(huì)采用對(duì)付帶有噪聲信號(hào)的辦法,這樣會(huì)導(dǎo)致很大的代價(jià),因此,需要采用理想的向量對(duì)網(wǎng)絡(luò)再次訓(xùn)練,以保證網(wǎng)絡(luò)能對(duì)理想信號(hào)作出最好的反應(yīng)。
使用函數(shù)traincgf對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練時(shí),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)平方和誤差小于3時(shí)停止網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練。訓(xùn)練過程中的誤差變化情況如圖2所示。
根據(jù)訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)及輸入向量進(jìn)行仿真輸出。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
利用訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了36次定位,并統(tǒng)計(jì)了36次定位的平均誤差,結(jié)果如圖3所示。
與利用信號(hào)衰減模型定位相比(如圖4所示),利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定位具有更高的統(tǒng)計(jì)精度。
與信號(hào)衰減模型相比,雖然BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型解釋直觀性略有不足,但卻可獲得更精確的定位結(jié)果。
利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),雖然可解決傳統(tǒng)處理方法所不能處理的非線性映射問題,但在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)如何選擇和確定一個(gè)合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒有確切的理論指導(dǎo),只能通過試驗(yàn)―調(diào)整―再試驗(yàn)的過程來確定一個(gè)合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí),BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含層作用機(jī)理和隱含層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的選擇是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的難點(diǎn)問題。隱含層的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的選擇需反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn),當(dāng)多次輸出結(jié)果在一定誤差范圍內(nèi)時(shí)才可確定。
4 結(jié)束語
本文提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位模型,并在基于IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)的WLAN環(huán)境中對(duì)此模型進(jìn)行了測(cè)試。一個(gè)基于信號(hào)衰減模型的定位算法也在同樣的環(huán)境中進(jìn)行了測(cè)試。對(duì)比結(jié)果表明,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行室內(nèi)定位能取得更好的定位精度。
從華爾街寵兒到千夫所指
11月15日、16日兩天,央視“新聞30分”欄目以《記者調(diào)查:虛假信息借網(wǎng)傳播百度競(jìng)價(jià)排名遭質(zhì)疑》、《記者調(diào)查:搜索引擎競(jìng)價(jià)排名能否讓人公平獲取信息》為題,極為罕見地連續(xù)兩期對(duì)百度進(jìn)行了揭秘報(bào)道。報(bào)道稱,由于愿意出較高價(jià)格購買關(guān)鍵詞,例如,一些非法醫(yī)療網(wǎng)站在百度搜索結(jié)果中的排名位列推薦位置,而一些網(wǎng)站由于沒有資金購買關(guān)鍵詞慘遭屏蔽。央視的打擊目標(biāo)直指百度的核心商業(yè)模式――搜索引擎競(jìng)價(jià)排名。
此前,百度以互聯(lián)網(wǎng)黑馬的姿態(tài)屢次創(chuàng)造業(yè)界神話。2005年8月5日,百度上市首日股價(jià)沖破100美元,股價(jià)漲幅高達(dá)354%,市值達(dá)到39.58億美元,市盈率一度高達(dá)2450倍,成為華爾街萬人追捧的績優(yōu)股。2003年6月,美國第三方權(quán)威統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)Alexa統(tǒng)計(jì)表明,百度成為全球最大的中文搜索引擎。
曾幾何時(shí),籠罩在百度頭上的光環(huán)散去,官司纏身、投訴不斷、媒體曝光令百度應(yīng)接不暇,“點(diǎn)擊欺詐”、“暗箱操作”、“危機(jī)公關(guān)”、“暴力營銷”等負(fù)面新聞與百度如影隨形。如今,百度關(guān)鍵詞競(jìng)價(jià)東窗事發(fā),沉重打擊華爾街投資人信心,花旗、摩根斯坦利等分析機(jī)構(gòu)相繼調(diào)低了對(duì)百度的評(píng)級(jí)和未來營收預(yù)期,百度股價(jià)應(yīng)聲而跌,連續(xù)4日跌幅近40%。以市值計(jì)算,百度在短短4天之內(nèi)市值縮水超過120億美元。
百度何以在一夜之間失寵于業(yè)界?會(huì)不會(huì)就此成為互聯(lián)網(wǎng)上的“三鹿”?
網(wǎng)民揭批百度“舞弊黑幕”
一家名為“反百度聯(lián)盟”的網(wǎng)站負(fù)責(zé)人表示:眾多網(wǎng)民以及中小網(wǎng)站對(duì)百度的質(zhì)疑和不滿由來已久,只不過,憚?dòng)诤笳呓^對(duì)強(qiáng)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)話語權(quán)勢(shì),難以發(fā)出自己的聲音。央視此次戳破了膿瘡,作為互聯(lián)網(wǎng)中文強(qiáng)勢(shì)引擎的百度沉淀已久的暗黑面悉數(shù)暴露無遺。媒體和公眾對(duì)百度的質(zhì)疑主要集中在環(huán)環(huán)相扣、互為表里的四個(gè)方面:
存在欺詐虛假網(wǎng)站信息。據(jù)央視報(bào)道,從去年開始,國家食品藥品監(jiān)督管理局對(duì)違法網(wǎng)絡(luò)售藥行為進(jìn)行了嚴(yán)厲打擊,但在百度搜索引擎上仍可搜索到大量宣稱特效治療癌癥等疾病的非法藥品網(wǎng)站,并且這些藥品中絕大多數(shù)都是沒有取得國家藥準(zhǔn)字號(hào)的。據(jù)報(bào)道,對(duì)于參與競(jìng)價(jià)排名的虛假網(wǎng)站,百度個(gè)別工作人員非但沒有進(jìn)行嚴(yán)格審查,甚至還幫助他們弄虛作假,蒙混過關(guān)。
人工干預(yù)搜索結(jié)果。據(jù)知情人士表示,當(dāng)傳統(tǒng)媒體有負(fù)面新聞時(shí),百度可以通過屏蔽相關(guān)內(nèi)容獲得廣告,也可通過置頂?shù)炔僮鞣糯筘?fù)面效果,讓廣告主上門討?zhàn)垺芍芮埃环輷?jù)稱來自百度內(nèi)部的汽車營銷PPT方案在網(wǎng)上曝光,該方案特別推薦了百度的“增值服務(wù)”――公關(guān)監(jiān)控和危機(jī)公關(guān),鼓勵(lì)用戶“花錢免災(zāi)”,只要用戶支付足夠的錢,百度就可以替客戶屏蔽搜索引擎上針對(duì)客戶的負(fù)面報(bào)道。此前,三鹿奶粉事件曝光后,三鹿御用公關(guān)公司試圖用300萬元換取百度刪除負(fù)面新聞,雖然百度對(duì)此一概否認(rèn),但此公關(guān)事件的曝光卻令百度身陷道德危機(jī)。
涉嫌組織網(wǎng)絡(luò)黑社會(huì)性質(zhì)的勒索營銷。批評(píng)者指出,百度幫主李彥宏儼然成了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的“老大哥”,他所率領(lǐng)的“真理部”借助技術(shù)壟斷優(yōu)勢(shì),操控了互聯(lián)網(wǎng)話語權(quán),把所有拒絕合作或者反對(duì)它的網(wǎng)站以“垃圾信息”為由直接屏蔽。這一舉措引發(fā)了公眾對(duì)搜索引擎信息公平性與商家商業(yè)道德的普遍質(zhì)疑。一位不愿透露姓名的站長向記者表示:“只要你參與了百度的競(jìng)價(jià)排名,然后退出了這個(gè)游戲,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)你的網(wǎng)站從此在百度上消失了。”百度華南商證實(shí)了這一說法。在幾家門戶網(wǎng)站針對(duì)網(wǎng)民的調(diào)查中,80%以上的網(wǎng)民表示“遇到過網(wǎng)站被百度封殺的案例”。
廣告與搜索結(jié)果混淆。在業(yè)內(nèi)流傳著一個(gè)冷笑話:許多用戶在百度上搜索資料時(shí),會(huì)直接點(diǎn)到最后一頁,然后往前倒過來搜索結(jié)果,因?yàn)榈谝豁搸缀跏歉?jìng)價(jià)排名的結(jié)果,百度排列信息的重要性和相關(guān)性標(biāo)準(zhǔn)是與廣告主的現(xiàn)金掛鉤,而不是同信息有效性本身掛鉤。網(wǎng)友發(fā)現(xiàn),隨著參與競(jìng)價(jià)排名的廠商越來越多,用戶查找需要的信息變得越來越困難。業(yè)內(nèi)專家指出:關(guān)鍵詞競(jìng)價(jià)排名,作為一種搜索引擎特有的網(wǎng)絡(luò)廣告,客戶花錢,網(wǎng)絡(luò)商通過特定的方式加以體現(xiàn)和推廣的手段,其本身無可厚非,包括Google在內(nèi),許多搜索引擎也都以不同方式接納商業(yè)廣告,這是搜索引擎最重要的盈利途徑。然而百度的最大問題在于魚目混珠的操作方法,將付費(fèi)廣告同正常信息相混雜,甚至直接用付費(fèi)廣告頂替正常信息。相反,Google則明確將合作伙伴商業(yè)廣告放置在搜索結(jié)果的右側(cè),使用者一目了然,根本不會(huì)將兩者混為一談。
批評(píng)者指出,上述一系列手段成了百度核心競(jìng)爭(zhēng)力和屢試不爽的秘密武器。
業(yè)界呼吁信息搜索標(biāo)準(zhǔn)透明
其實(shí),百度這些“罪狀”都是表象,所有爭(zhēng)議的焦點(diǎn)和問題的癥結(jié)在于如何確定、誰來確定搜索結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)。
拿 Google 來說,其核心搜索標(biāo)準(zhǔn)是 PageRank (頁面評(píng)級(jí)),一個(gè)頁面被鏈接的數(shù)量(反向鏈接)越多,被推薦越高。這樣的搜索結(jié)果由第三方客觀因素決定,透明、簡單而清晰。雖然 Google 的“良好用心”也常常被部分“聰明”的站長惡意利用,但是根子還是端正的,利多弊少。
而百度的搜索標(biāo)準(zhǔn)卻復(fù)雜到只有百度自己才能理解。一個(gè)網(wǎng)站是否被“信息垃圾”的標(biāo)簽屏蔽,全部由百度這個(gè)裁判說了算。到底什么是有用信息,什么是無效信息?它們之間的區(qū)別和尺度在哪里?如果裁判裁決的主要依據(jù)不是職業(yè)操守加上專業(yè)經(jīng)驗(yàn),而是球隊(duì)進(jìn)貢的數(shù)量,“黑哨”就不可避免。“沒有被收進(jìn)來那肯定是你自己有問題”,正是這種標(biāo)準(zhǔn)的主觀性、隨意性,支撐了百度的全部商業(yè)模型――關(guān)鍵詞競(jìng)價(jià),客戶出錢的多少?zèng)Q定了信息的價(jià)值,決定了它的排位,以及它可以在網(wǎng)民眼球中的位置。分析人士指出,百度首先操控了標(biāo)準(zhǔn),才得以把客戶作為綁架的“肉票”,才能把千千萬萬網(wǎng)民玩弄于股掌之間。
百度不是關(guān)鍵詞競(jìng)價(jià)排名的發(fā)明者,卻是第一個(gè)將其發(fā)揚(yáng)光大,用到極致的公司。百度關(guān)鍵詞競(jìng)價(jià)排名創(chuàng)造的收益占到百度全部收入的九成以上。《人民網(wǎng)》評(píng)論一針見血地指出:“競(jìng)價(jià)是百度的蜜糖,卻是網(wǎng)民的毒藥。”反百度聯(lián)盟網(wǎng)站站長踏無痕表示:“百度自稱是搜索引擎,不過展現(xiàn)給大家的更像一個(gè)廣告平臺(tái)……搜索結(jié)果的前四頁都是競(jìng)價(jià)排名廣告,到第五頁才出來了真正的搜索結(jié)果,百度想賺錢想瘋了。”具有百度特色的競(jìng)價(jià)模式,毒化了互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)環(huán)境和整體氛圍,只要花錢,本應(yīng)公平公正公開的互聯(lián)網(wǎng)信息傳播變成了百度商業(yè)過濾器過濾后充滿銅臭味的歪曲信息,網(wǎng)民真正需要的信息變得支離破碎,甚至無影無蹤。
關(guān)鍵詞:安全審計(jì)系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)安全管理;措施
互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息技術(shù)雖然使人們的生活更加便捷,卻帶來了網(wǎng)絡(luò)安全問題。盡管網(wǎng)絡(luò)外部檢測(cè)技術(shù)和防御系統(tǒng)已經(jīng)持續(xù)建設(shè),在某種程度抵御外部網(wǎng)絡(luò)的入侵,保護(hù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的安全,但是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的違規(guī)操作、非法訪問等造成的網(wǎng)絡(luò)安全問題在外部網(wǎng)絡(luò)的防御措施得不到有效解決。因此可以利用安全審計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全管理,檢測(cè)訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部系統(tǒng)的用戶,監(jiān)控其網(wǎng)絡(luò)行為,記錄其異常網(wǎng)絡(luò)行為,針對(duì)記錄結(jié)果解決網(wǎng)絡(luò)安全問題,對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全隱患的評(píng)判具有重要作用。本文主要介紹安全審計(jì)系統(tǒng)以及作用,闡述其在網(wǎng)絡(luò)安全管理的必要性以及實(shí)際應(yīng)用。
1網(wǎng)絡(luò)安全管理的安全審計(jì)系統(tǒng)
1.1安全審計(jì)系統(tǒng)的組成
①事件產(chǎn)生器;②事件數(shù)據(jù)庫;③事件分析器;④響應(yīng)單元。事件產(chǎn)生器的作用:將單位網(wǎng)絡(luò)獲得的事件提供給網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)系統(tǒng);事件分析器的作用:詳細(xì)地分析所得到的數(shù)據(jù);事件響應(yīng)單元的作用:根據(jù)時(shí)間分析器得到的分析結(jié)果做出相應(yīng)的反映;事件數(shù)據(jù)庫的作用:保存時(shí)間分析器得到的分析結(jié)果。
1.2安全審計(jì)系統(tǒng)的要求
1.2.1記錄與再現(xiàn)記錄安全審計(jì)系統(tǒng)中全部違規(guī)操作、非法行為,再現(xiàn)系統(tǒng)某種狀態(tài)的主要行為。1.2.2入侵檢測(cè)審計(jì)系統(tǒng)檢查出大多數(shù)常見的系統(tǒng)入侵的意圖,設(shè)計(jì)相應(yīng)程序阻止入侵行為。1.2.3記錄入侵行為審計(jì)系統(tǒng)記錄所有的入侵企圖,對(duì)于成功入侵用戶,可以根據(jù)入侵記錄恢復(fù)系統(tǒng)。1.2.4系統(tǒng)本身的安全性安全審計(jì)系統(tǒng)必須保證自身系統(tǒng)操作系統(tǒng)和軟件安全以及審計(jì)數(shù)據(jù)安全才可以發(fā)揮其在網(wǎng)絡(luò)安全管理的作用。
2網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)的必要性
2.1提高企業(yè)數(shù)據(jù)安全管理績效
高新科技技術(shù)已經(jīng)滲透到社會(huì)方方面面,有利也有弊,其中企業(yè)來說,網(wǎng)絡(luò)信息安全的問題頻頻出現(xiàn),這對(duì)于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和實(shí)際經(jīng)營造成很大的沖擊、帶來經(jīng)濟(jì)損失。防火墻、防病毒軟件、反入侵系統(tǒng)雖然可以解決部分內(nèi)部用戶的非法違規(guī)網(wǎng)絡(luò)行為導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題,某種程度也保障了網(wǎng)絡(luò)信息安全。網(wǎng)絡(luò)信息外部的防衛(wèi)無法抵御內(nèi)部用戶在沒有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的不合法操作,網(wǎng)絡(luò)外部的安全防衛(wèi)措施無法解決網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部出現(xiàn)的故障。所以企業(yè)網(wǎng)絡(luò)要正常運(yùn)營、企業(yè)經(jīng)營要得到持續(xù)發(fā)展,必須要建立企業(yè)內(nèi)部的安全審計(jì)系統(tǒng),對(duì)內(nèi)部用戶訪問網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控和審計(jì),有必要時(shí)可以采取相應(yīng)措施懲戒造成網(wǎng)絡(luò)安全問題的人員,讓網(wǎng)絡(luò)信息安全事件不再發(fā)生。
2.2提高網(wǎng)絡(luò)信息安全性
(1)安全審計(jì)系統(tǒng)采取訪問控制手段對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行安全審計(jì)和監(jiān)控,從而提高網(wǎng)絡(luò)信息安全;(2)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息加密實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息安全審計(jì)的目的,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)私有,做到網(wǎng)絡(luò)安全管理,為了提高網(wǎng)絡(luò)信息安全水平要經(jīng)常維護(hù)與檢查安全日志;(3)安全審計(jì)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔ⅲO(jiān)控網(wǎng)絡(luò)操作行為,提高網(wǎng)絡(luò)信息安全性,提供社會(huì)組織的網(wǎng)絡(luò)化行為安全性保障。
3安全審計(jì)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)安全管理的應(yīng)用
安全審計(jì)系統(tǒng)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)病毒防護(hù)產(chǎn)品相互結(jié)合,共同保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的整體安全。企業(yè)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全體系建設(shè)只注重網(wǎng)絡(luò)邊界的安全,重點(diǎn)建設(shè)針對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)向企業(yè)內(nèi)網(wǎng)攻擊的防護(hù)措施,沒有考慮到內(nèi)網(wǎng)自身存在的安全隱患,企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)信息安全無法得到有效保障。因此,借助安全審計(jì)系統(tǒng)對(duì)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行審計(jì)和評(píng)估,實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的全面安全監(jiān)督。隨著互聯(lián)網(wǎng)科技快速發(fā)展,銀行金融行業(yè)處于信息化時(shí)代,信息化推動(dòng)銀行智能化發(fā)展,銀行網(wǎng)絡(luò)信息安全對(duì)銀行安全穩(wěn)定發(fā)展非常重要,如銀行數(shù)據(jù)集中處理有風(fēng)險(xiǎn)、網(wǎng)絡(luò)金融服務(wù)容易受到黑客、病毒攻擊等。由于銀行涉及到金錢等財(cái)務(wù)利益上的交易,而且銀行作為信息化時(shí)代以客戶為主導(dǎo)的服務(wù)行業(yè),必須嚴(yán)格地對(duì)客戶信息進(jìn)行保密,保障客戶信息安全。不僅銀行關(guān)系到國計(jì)民生、對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有重要意義,所以控制銀行信息化風(fēng)險(xiǎn)的最有效方法就是建立銀行網(wǎng)絡(luò)信息安全審計(jì)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用給教育行業(yè)帶來很大便利,目前很多高校和發(fā)達(dá)地區(qū)中小學(xué)都建立自己的校園網(wǎng),但是網(wǎng)絡(luò)問題作為信息化水平發(fā)展的附屬品,給校園網(wǎng)安全管理造成很大困擾。雖然校園網(wǎng)已經(jīng)加大網(wǎng)絡(luò)外部病毒防御系統(tǒng)建設(shè),但是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部檢測(cè)和審計(jì)更需要引起重視,為了減少網(wǎng)絡(luò)有害信息和侵權(quán)行為,規(guī)范師生上網(wǎng)行為,維護(hù)校園網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,非常有必要建立校園網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)系統(tǒng)。
4結(jié)語
本文詳細(xì)介紹了網(wǎng)絡(luò)安全管理的安全審計(jì)系統(tǒng)以及功能,并且闡述了網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)的必要性,安全審計(jì)系統(tǒng)的使用,使網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控力度大大加強(qiáng),讓網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控效率得到顯著提高,為信息化建設(shè)提供了良好的保障。
參考文獻(xiàn)
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自成立以來,百卓網(wǎng)絡(luò)始終以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,依靠先進(jìn)的技術(shù),開發(fā)出貼近用戶需求的產(chǎn)品。百卓網(wǎng)絡(luò)憑借鍥而不舍的創(chuàng)新精神和強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力,以國際一流的技術(shù)打造高性能、可運(yùn)營、可管理的新一代信息安全整體解決方案,服務(wù)于高速發(fā)展的信息安全市場(chǎng)。
PatrolFlow-AM系列產(chǎn)品是百卓網(wǎng)絡(luò)為滿足互聯(lián)網(wǎng)接入用戶在信息內(nèi)容安全管理、規(guī)范上網(wǎng)行為、網(wǎng)絡(luò)資源利用、法律風(fēng)險(xiǎn)避規(guī)及網(wǎng)絡(luò)投資回報(bào)等多方面的需求而推出的高性能應(yīng)用交付型上網(wǎng)行為管理設(shè)備。設(shè)備采用百卓網(wǎng)絡(luò)獨(dú)具創(chuàng)新的基于重核處理器及硬件級(jí)信息內(nèi)容處理引擎的新一代高性能多業(yè)務(wù)軟硬件體系架構(gòu)開發(fā),除具有專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用控制、URL分類阻斷、網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容過濾、網(wǎng)絡(luò)信息統(tǒng)計(jì)及分析等上網(wǎng)行為管理功能外,還具備鏈路負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)帶寬優(yōu)化、防共享上網(wǎng)、Web推送、專業(yè)VPN、硬件防火墻等多種應(yīng)用交付及增值業(yè)務(wù)功能。依托創(chuàng)新的軟硬件架構(gòu),PatrolFlow-AM產(chǎn)品在多種業(yè)務(wù)功能同時(shí)開啟的情況下依然能夠保持良好的運(yùn)行狀態(tài),為用戶提供卓越的綜合業(yè)務(wù)處理能力,滿足使用者對(duì)于關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在高性能、高可靠性及可擴(kuò)展等方面的要求。
創(chuàng)新的硬件架構(gòu) 基于彈性眾核CPU+ASIC+FPGA+TCAM的新一代硬件處理架構(gòu)和并行多業(yè)務(wù)BZOS軟件操作系統(tǒng)統(tǒng)一構(gòu)建的PatrolFlow-AM產(chǎn)品為用戶提供了一套性能卓越的網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)處理平臺(tái),滿足用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及信息處理設(shè)備在高性能、高可靠性及高擴(kuò)展性等方面的嚴(yán)格要求。
精準(zhǔn)的應(yīng)用識(shí)別 通過使用百卓網(wǎng)絡(luò)獨(dú)有的智能模式識(shí)別技術(shù)并結(jié)合業(yè)界領(lǐng)先的增強(qiáng)型DPI(深度報(bào)文檢測(cè))技術(shù),PatrolFlow-AM可精確識(shí)別各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及協(xié)議,最大程度保證網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用控制及信息內(nèi)容審計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
強(qiáng)大的上網(wǎng)行為管理 設(shè)備內(nèi)置全面、實(shí)時(shí)更新的應(yīng)用識(shí)別和URL分類庫,還提供基于關(guān)鍵字過濾各種網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容的能力,在控制策略上可以基于用戶、組、時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)接口等多種條件組合制定控制策略,使得網(wǎng)絡(luò)管理者可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶實(shí)施精確、靈活的上網(wǎng)行為管理。
專業(yè)的信息內(nèi)容審計(jì) PatrolFlow-AM提供專業(yè)的信息內(nèi)容審計(jì)能力,管理者可定義內(nèi)容審計(jì)策略,設(shè)備根據(jù)所定義的審計(jì)策略詳細(xì)記錄用戶所有的上網(wǎng)行為日志及網(wǎng)絡(luò)訪問信息內(nèi)容,并提供簡單易用的審計(jì)日志查詢手段,幫助企業(yè)管理者全面掌握并快速定位與網(wǎng)絡(luò)行為及信息內(nèi)容相關(guān)的問題。所有審計(jì)數(shù)據(jù)除可記錄在設(shè)備本地硬盤外,還可以記錄到外置的日志服務(wù)器及專業(yè)存儲(chǔ)設(shè)備上,以提高審計(jì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)的可靠性。
應(yīng)用背景及管理目標(biāo)
長期以來,由于大東網(wǎng)絡(luò)所在的集團(tuán)企業(yè)的信息化網(wǎng)絡(luò)一直受到來自公共網(wǎng)絡(luò)的攻擊、信息竊取、計(jì)算機(jī)病毒以及企業(yè)內(nèi)部泄密等各方面的威脅,企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)階層備受困擾;另外,企業(yè)職員在辦公過程中,瀏覽與工作無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)、P2P檔案共享軟件的運(yùn)行、即時(shí)訊息的傳送(IM),以及串流媒體的在線播放等行為,不僅降低了工作效率,也占用了大量的帶寬資源,企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重,對(duì)企業(yè)內(nèi)部的正常網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用形成了潛在威脅。為了幫助該集團(tuán)維護(hù)其商業(yè)秘密、核心機(jī)密,解決企業(yè)在信息安全方面的困擾,大東網(wǎng)絡(luò)根據(jù)該企業(yè)的實(shí)際情況與需求,提供了DD2000網(wǎng)絡(luò)信息審計(jì)系統(tǒng)。
項(xiàng)目實(shí)施后發(fā)現(xiàn)問題
通過審計(jì)系統(tǒng)的流量監(jiān)測(cè)模塊找到了網(wǎng)速變慢的主要原因,企業(yè)內(nèi)部存在使用BT下載的現(xiàn)象,網(wǎng)絡(luò)中BT下載流量占了網(wǎng)絡(luò)帶寬的60%左右;通過審計(jì)系統(tǒng)的流量監(jiān)測(cè)模塊找到了占用網(wǎng)絡(luò)資源最多的IP地址;通過審計(jì)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)行為審計(jì)模塊發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中訪問的與企業(yè)工作無關(guān)的信息IP地址及無關(guān)內(nèi)容;通過審計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫審計(jì)模塊查看企業(yè)內(nèi)部用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作步驟及內(nèi)容,P2P檔案共享軟件的運(yùn)行不規(guī)范。
提出解決方案
優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的主要依據(jù)就是了解網(wǎng)絡(luò)中各協(xié)議、各種數(shù)據(jù)包所占的比例,如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障,需要找到引起網(wǎng)絡(luò)故障的源頭才能解決。該集團(tuán)將DD2000網(wǎng)絡(luò)信息審計(jì)系統(tǒng)部署在其中央服務(wù)器上,通過DD2000網(wǎng)絡(luò)信息審計(jì)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)功能,找到了企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)速慢的主要原因之一,就是企業(yè)內(nèi)部有員工使用BT下載,占用了大量的企業(yè)帶寬資源。而通過部署該系統(tǒng),將企業(yè)內(nèi)部使用BT下載者的IP和MAC地址進(jìn)行定位、對(duì)其BT下載進(jìn)行流量限制等,實(shí)現(xiàn)了規(guī)范企業(yè)員工上網(wǎng)行為的目的,大大提高了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度。
具體實(shí)施
對(duì)BT下載進(jìn)行流量限制;綁定IP/MAC地址,根據(jù)管理員定義的IP地址以及端口號(hào)對(duì)特定的協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤并記錄原始的數(shù)據(jù)報(bào)文,同時(shí)記錄各個(gè)網(wǎng)站的點(diǎn)擊量,設(shè)置流量異常事件(包括字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)包數(shù)、增量數(shù)等)進(jìn)行實(shí)時(shí)的報(bào)警;對(duì)QQ、MSN、ICQ、雅虎通等即時(shí)通信協(xié)議進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、審計(jì),并可以對(duì)操作過程進(jìn)行回放。
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