当前网络攻击的数量与复杂程度不断上升,网络安全问题日益严峻。传统网络架构因其静态性、确定性、可预测性等基因缺陷,攻击者可以轻易绕过防火墙、入侵检测等基于先验知识的传统防御手段,网络空间呈现一种“易攻难守”的不对称性安全态势。同时,随着信息技术的不断发展,攻击者的攻击手段与攻击思路愈加高级与复杂,网路系统中未知的漏洞不断被发现,而已知的漏洞却通常不能及时被修复,传统的打补丁式的基于边界防御的理论与定性描述的技术体系已无法面对网络空间中日益复杂的安全问题。针对网络空间攻防不对称的安全现状,本文从动态化防御思路出发,以干扰和阻断攻击者基于目标侦察的网络杀伤链的完整性为目标,研究基于博弈模型的动态网络防御关键技术,通过将关键网络属性动态化,增加攻击者探测目标系统脆弱性的难度与开销,并有效控制防御者的动态化成本与开销,从而在不影响目标系统稳定性和正常业务的前提下,增强目标系统应对不确定性威胁的主动防御能力。论文的主要研究内容包括:1.研究基于单一属性的动态网络防御技术优化问题,将网络空间中基于目标侦察的攻击与防御行为建模为一个双玩家的非零和混合战略博弈,证明周期性的动态机制为对抗非适应性攻击者的最优防御策略,并给出具体网络系统参数下的最优动态频率计算公式,降低防御开销,提高安全增益。2.研究多策略机制下动态网络防御的策略切换问题,基于斯塔克尔伯格博弈模型,证明基于多维属性动态能力的多策略切换可以有效提升网络安全性与防御收益,从而指导具备多策略动态防御能力的目标系统有策略地切换动态属性与动态频率,提高防御效能。3.研究设计内网环境中L2/L3地址协同动态机制。基于SDN的集中控制特性,由SDN控制器协同控制L2/L3地址的动态变换,在不影响正常业务条件下有组织地隐藏真实网络主机。实验分析表明,采用该机制的目标系统可以有效切断L2/L3地址与真实网络身份、上层服务的关联性,最大化地隐藏网络内的主机,阻断网络攻击的连续性。