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毕业设计

题 目

基于机器学习的网络安全态势感知系统设计与实现

起 止 日 期

2月24日—6月13日

共计16周

学生姓名

学 号

专业

指导教师

所在系室

xxx系

职称

毕业设计基本内容

1. 本系统是一个基于机器学习的网络安全态势感知系统，旨在通过机器学习算法对网络安全数据进行智能分析，以可视化方式展示网络安全态势，并提供相应的管理功能。

2. 用户注册与登录模块

系统提供用户注册页面，允许用户输入用户名、密码和邮箱等信息进行账户创建；同时，提供登录页面，用户可以使用已注册的账户信息进行系统登录。

3. 数据大屏可视化分析模块

功能描述：普通用户登录系统后，可以通过数据大屏查看网络安全态势的可视化分析图表，包括但不限于流量分析、攻击类型分布、安全事件趋势等，以便快速了解网络安全状况。

4. 管理员后台数据管理模块

功能描述：管理员登录系统后，可以进入后台管理系统，对数据进行增删改查操作，管理用户账户信息，查看系统日志，以及进行其他相关管理任务。

主要技术指标

1.系统响应时间

系统在用户操作后，如登录、数据查询、图表展示等，响应时间不超过2秒，确保用户体验流畅。

2.数据处理效率

系统使用Pandas进行数据清洗和预处理，确保数据处理的及时性和有效性。

3.系统设计具备良好的可扩展性

能够支持新增数据源的接入和新功能的添加，以适应未来网络安全态势感知需求的变化。

要求

设计（论文）

设计结果

□软件□论文□其他

论文字数

≥1.5万字

毕业设计所需的参考资料

[1]寇志谦.计算机网络安全态势感知系统的设计与实现[J].信息记录材料,2025,26(01):47-49.DOI:10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2025.01.060.

[2]宁鄞.数据融合下广电网络安全态势感知技术研究[J].广播电视网络,2024,31(12):78-80.DOI:10.16045/j.cnki.catvtec.2024.12.005.

[3]廖志远,覃志华,张胜元.交通运输网络安全态势感知系统的研究与设计[J].通讯世界,2024,31(12):49-51.

[4]王靓.基于网络安全态势感知的工业APP设计与实现[J].工业信息安全,2024,(06):35-42.

[5]韩宏略.沪杭甬联网收费系统优化升级网络安全建设方案[J].中国交通信息化,2024,(12):130-133+139.DOI:10.13439/j.cnki.itsc.2024.12.019.

[6]张炼.基于决策树的网络安全态势感知系统设计[J].中国新通信,2024,26(23):44-46+238.

[7]解皓.智能化计算机安全监控信息网络技术分析[J].信息记录材料,2024,25(12):67-69.DOI:10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2024.12.053.

[8]卢毅.大数据下的网络安全态势感知系统研究[J].无线互联科技,2024,21(22):115-118.

[9]Zhang Y ,Xu X ,Shi Y .Construction and Analysis of Network Cloud Security Situation Awareness System Based on DBN-DE Algorithm[J].Journal of Cyber Security and Mobility,2024,13(3):439-460.

[10]S J M S ,Thirunavukkarasu M ,Kumaran N , et al.Deep learning with blockchain based cyber security threat intelligence and situational awareness system for intrusion alert prediction[J].Sustainable Computing: Informatics and Systems,2024,11-23.

毕业设计

题 目

学生姓名

学 号

专业

指导教师

所在系室

职称

1.课题研究的目的和意义

1.1 研究目的

本课题旨在设计和实现一个基于机器学习的网络安全态势感知系统，其核心目的在于通过先进的技术手段，提升网络环境的安全监测与分析能力。通过整合和鲸平台提供的公开数据集，利用机器学习算法对网络安全数据进行深度挖掘和分析，实现网络安全态势的实时监测与预警。这一目的旨在帮助用户及时发现潜在的安全威胁，减少网络安全事件的发生概率。系统应具备良好的可视化分析能力，能够将复杂的网络安全数据转化为直观、易懂的图表和报告，便于用户快速理解网络安全态势。这一目的旨在提高用户对网络安全状况的认知水平，为决策制定提供有力支持。系统还应提供强大的数据管理和后台支持功能，允许管理员对数据进行高效的增删改查操作，以及用户账户管理和系统日志查看等。这一目的旨在确保系统的稳定运行和数据的准确性，同时提升用户体验和满意度。

综上所述，本课题的研究目的旨在通过构建一个高效、智能的网络安全态势感知系统，为网络安全领域提供新的解决方案和技术支持，推动网络安全技术的持续进步。

1.2 研究意义

本课题的研究有助于推动机器学习技术在网络安全领域的应用和发展。通过整合多种机器学习算法和可视化技术，系统能够实现对网络安全数据的智能化分析和处理，提高网络安全监测的准确性和效率。本课题的研究对于提升网络空间的安全性和稳定性具有重要意义。系统能够实时监测网络安全态势，及时发现并预警潜在的安全威胁，为网络安全事件的预防和应对提供有力支持。同时，系统的可视化分析能力还能够帮助用户快速了解网络安全状况，为决策制定提供科学依据。本课题的研究有助于拓展网络安全领域的研究视野和思路。通过深入探索机器学习技术在网络安全态势感知中的应用，可以推动相关学科的理论研究和技术创新，为网络安全领域的发展注入新的活力和动力。

综上所述，本课题的研究意义不仅在于推动网络安全技术的进步和发展，更在于提升网络空间的安全性和稳定性，为社会的信息化建设和数字化转型提供有力保障。

2.课题目前的研究现状

2.1 国内研究现状

在国内，基于机器学习的网络安全态势感知系统已成为网络安全领域的研究热点。近年来，随着大数据、云计算和人工智能技术的快速发展，国内学术界和工业界对网络安全态势感知的研究日益深入。

国内研究主要集中在以下几个方面：一是利用机器学习算法对网络安全数据进行深度挖掘和分析，以识别潜在的安全威胁和攻击模式。例如，通过构建分类、聚类等模型，对网络安全事件进行自动化识别和分类，提高安全事件的响应速度和准确性。二是开发高效的可视化技术，将复杂的网络安全数据转化为直观、易懂的图表和报告，帮助用户快速了解网络安全态势。国内一些研究机构和企业已经推出了基于大数据的可视化平台，为网络安全态势感知提供了有力的支持。三是研究如何整合多种数据源和异构数据，提高网络安全态势感知的全面性和准确性。通过融合网络流量、日志信息、用户行为等多种数据，构建更加完善的网络安全态势感知模型。

国内还在积极探索基于深度学习的网络安全态势感知技术，旨在通过构建更加复杂的神经网络模型，提高安全威胁的识别精度和效率。同时，一些研究机构还在研究如何将人工智能技术应用于网络安全事件的预测和防范，以实现更加智能化的网络安全防护。

总的来说，国内在基于机器学习的网络安全态势感知系统的研究方面已经取得了显著的进展，但仍面临着数据融合、算法优化、可视化技术等方面的挑战。

2.2 国外研究现状

在国外，基于机器学习的网络安全态势感知系统的研究同样备受关注。相较于国内，国外在相关领域的研究起步更早，技术积累更为深厚。

国外研究的主要方向包括：一是利用先进的机器学习算法和深度学习技术，对网络安全数据进行高精度、高效率的分析和处理。例如，通过构建深度学习模型，对网络安全事件进行自动分类和预测，提高安全威胁的识别速度和准确性。二是开发智能化的网络安全态势感知平台，实现对网络安全态势的实时监测和预警。这些平台通常具备强大的数据处理能力和可视化功能，能够为用户提供全面的网络安全态势分析和报告。三是研究如何将人工智能技术应用于网络安全策略的制定和优化，以实现更加智能化的网络安全管理。例如，通过构建自适应的网络安全策略模型，根据网络环境的实时变化自动调整安全策略，提高网络安全防护的灵活性和有效性。

国外还在积极探索基于区块链、云计算等新兴技术的网络安全态势感知方法，旨在进一步提高网络安全态势感知的可靠性和安全性。同时，一些国际知名企业和研究机构还在积极推动网络安全态势感知技术的标准化和规范化工作，以促进相关技术的广泛应用和发展。

3.课题的主要设计内容和拟采用的实施方案

3.1 主要设计内容

设计并实现用户注册与登录模块。该模块需支持用户通过注册页面创建新账户，并能在登录页面使用已注册的账户进行登录。系统需验证用户输入的用户名、密码和邮箱（仅在注册时）的有效性，并返回登录成功或失败的提示信息。

开发数据大屏可视化分析功能。此功能需面向普通用户，提供网络安全态势的可视化展示，包括流量分析、攻击类型分布、安全事件趋势等图表。系统需从后端获取用户登录凭证后，展示相应的可视化图表，以直观呈现网络安全态势。

构建管理员后台数据管理功能。管理员需能够通过后台管理系统进行数据的增删改查操作，同时管理用户账户和查看系统日志。系统需验证管理员登录凭证后，提供数据管理界面，涵盖数据操作、用户管理和系统日志查看等功能。

3.2 拟采用的实施方案

基于Flask框架搭建后端服务，定义路由和视图函数，提供用户注册、登录、数据查询等API接口。同时，使用Pandas处理数据，读取和鲸平台公开数据集，进行清洗和预处理后写入MySQL或SQLite数据库。

前端采用HTML、CSS、JavaScript和Bootstrap 4框架实现用户界面，使用ECharts.js生成可视化图表。通过AJAX请求后端API获取数据，并在前端生成相应的图表，实现数据大屏可视化分析功能。

使用Flask-Admin实现管理员后台数据管理功能，提供数据管理界面，支持数据的增删改查操作，以及用户管理和系统日志查看等功能。同时，对系统进行全面的测试和优化，确保系统的稳定性和可靠性。

4.参考文献

[1]寇志谦.计算机网络安全态势感知系统的设计与实现[J].信息记录材料,2025,26(01):47-49.DOI:10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2025.01.060.

[2]宁鄞.数据融合下广电网络安全态势感知技术研究[J].广播电视网络,2024,31(12):78-80.DOI:10.16045/j.cnki.catvtec.2024.12.005.

[3]廖志远,覃志华,张胜元.交通运输网络安全态势感知系统的研究与设计[J].通讯世界,2024,31(12):49-51.

[4]王靓.基于网络安全态势感知的工业APP设计与实现[J].工业信息安全,2024,(06):35-42.

[5]韩宏略.沪杭甬联网收费系统优化升级网络安全建设方案[J].中国交通信息化,2024,(12):130-133+139.DOI:10.13439/j.cnki.itsc.2024.12.019.

[6]张炼.基于决策树的网络安全态势感知系统设计[J].中国新通信,2024,26(23):44-46+238.

[7]解皓.智能化计算机安全监控信息网络技术分析[J].信息记录材料,2024,25(12):67-69.DOI:10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2024.12.053.

[8]卢毅.大数据下的网络安全态势感知系统研究[J].无线互联科技,2024,21(22):115-118.

[9]蒋亚坤,林旭.网络安全态势感知系统地级主站厂站通信状况监视功能研制[J].云南电业,2024,(11):1-7.

[10]王克良.基于大数据的网络安全态势感知系统设计[J].中国新通信,2024,26(21):31-33.

[11]陈斌.基于人工智能的网络安全态势感知技术研究与应用[J].通讯世界,2024,31(10):31-33.

[12]李小菲,陈义.基于大数据分析的5G网络安全态势感知系统设计[J].中国宽带,2024,20(10):58-60.

[13]鞠海斌.电网络安全态势感知平台技术研究与应用[J].广播与电视技术,2024,51(10):118-122.DOI:10.16171/j.cnki.rtbe.20240010023.

[14]Zhang Y ,Xu X ,Shi Y .Construction and Analysis of Network Cloud Security Situation Awareness System Based on DBN-DE Algorithm[J].Journal of Cyber Security and Mobility,2024,13(3):439-460.

[15]S J M S ,Thirunavukkarasu M ,Kumaran N , et al.Deep learning with blockchain based cyber security threat intelligence and situational awareness system for intrusion alert prediction[J].Sustainable Computing: Informatics and Systems,2024,11-23.

5.进度安排

2025.02.25-2025.03.18 调研、查找资料；

2025.03.19-2025.03.25 撰写开题报告；

2025.03.26-2025.04.01 需求分析；

2025.04.02-2025.04.08 总体设计；

2025.04.09-2025.04.29 详细设计；

2025.04.30-2025.05.28 运行调试并撰写论文；

2025.05.29-2025.06.08 指导教师评定、审阅人评定；

2025.06.09-2025.06.15 毕业设计答辩；

2025.06.16-2025.06.22 整理并上交毕业设计相关资料。