随着互联网的普及,信息的快速传播和共享得以实现,使人们的工作生活变得更加便利,推动了社会的进步。3G、4G、光纤宽带的发展使网络速度得到极大的提升,促进了企业的信息化建设,从而增强了企业的竞争力。然而,互联网给我们带来便利的同时也存在着诸多安全隐患,如网站信息泄露、软件漏洞、黑客攻击等网络威胁,这给人们带来了严重的经济损失。因此,准确的网络安全评估和有效的安全防御策略变得十分迫切和必要。在网络安全评估和防御方面,现在已经有了一些比较成熟的方案,如IDS、IPS、防火墙,但是它们只从攻击者的角度进行分析,并且主要侧重于事后的定性评估,不能全面及时的对网络进行保护。本文分析了已有的网络安全评估方法的优势和不足,在此基础上给出了新的网络脆弱性评估方法。为了预测可能的攻击路径并进行量化评估,本文建立了贝叶斯属性攻击图模型。在属性攻击图中,本文给出了攻击环路消除算法,得到无环属性攻击图。在此基础上,给出无环属性攻击图向贝叶斯网络转化的方法,从而构建了贝叶斯属性攻击图模型。在该模型中,将网络安全现状的数据作为输入,得到所有可能的攻击路径,并利用贝叶斯公式计算每一条攻击路径发生的概率,从而可以量化评估网络的脆弱性。网络管理员根据预测结果,进行有针对性的网络安全加固。为了从攻防两个方面量化评估网络安全状况,本文在贝叶斯属性攻击图的基础上引入了博弈论思想,建立博弈论脆弱性评估框架。基于属性节点的机密性、可用性、完整性三个方面给出攻防双方收益新的计算方法。我们将攻击者收益和防御者收益用两个博弈矩阵表示,从而建立多属性攻防策略双矩阵博弈模型。在博弈模型中,通过计算得出混合策略纳什均衡点,进一步给出最优的防御策略。最后在网络实验环境中对两个模型进行了测试,证明了模型的可用性和有效性,可以为网络管理员设计网络加固方案提供依据。