深度解析大數(shù)據(jù)可視化設計案例分析

大數(shù)據(jù)可視化是個熱門話題，在信息安全領域，也由于很多企業(yè)希望將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息可視化呈現(xiàn)的各種形式，以便獲得更深的洞察力、更好的決策力以及更強的自動化處理能力，數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)成為網(wǎng)絡安全技術的一個重要趨勢。
　　一、什么是網(wǎng)絡安全可視化

　　攻擊從哪里開始?目的是哪里?哪些地方遭受的攻擊最頻繁……通過大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡安全可視化圖，我們可以在幾秒鐘內(nèi)回答這些問題，這就是可視化帶給我們的效率。大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡安全的可視化不僅能讓我們更容易地感知網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息，快速識別風險，還能對事件進行分類，甚至對攻擊趨勢做出預測。可是，該怎么做呢?

　　1.1 故事+數(shù)據(jù)+設計 =可視化

　　做可視化之前，最好從一個問題開始，你為什么要做可視化，希望從中了解什么?是否在找周期性的模式?或者多個變量之間的聯(lián)系?異常值?空間關系?比如政府機構(gòu)，想了解全國各個行業(yè)漏洞的分布概況，以及哪個行業(yè)、哪個地區(qū)的漏洞數(shù)量最多;又如企業(yè)，想了解內(nèi)部的訪問情況，是否存在惡意行為，或者企業(yè)的資產(chǎn)情況怎么樣?？傊?，要弄清楚你進行可視化設計的目的是什么，你想講什么樣的故事，以及你打算跟誰講。

　　有了故事，還需要找到數(shù)據(jù)，并且具有對數(shù)據(jù)進行處理的能力，上圖是一個可視化參考模型，它反映的是一系列的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過程：

　　我們有原始數(shù)據(jù)，通過對原始數(shù)據(jù)進行標準化、結(jié)構(gòu)化的處理，把它們整理成數(shù)據(jù)表。

　　將這些數(shù)值轉(zhuǎn)換成視覺結(jié)構(gòu)(包括形狀、位置、尺寸、值、方向、色彩、紋理等)，通過視覺的方式把它表現(xiàn)出來。例如將高中低的風險轉(zhuǎn)換成紅黃藍等色彩，數(shù)值轉(zhuǎn)換成大小。

　　將視覺結(jié)構(gòu)進行組合，把它轉(zhuǎn)換成圖形傳遞給用戶，用戶通過人機交互的方式進行反向轉(zhuǎn)換，去更好地了解數(shù)據(jù)背后有什么問題和規(guī)律。

　　最后，我們還得選擇一些好的可視化的方法。比如要了解關系，建議選擇網(wǎng)狀的圖，或者通過距離，關系近的距離近，關系遠的距離也遠。

　　總之，有個好的故事，并且有大量的數(shù)據(jù)進行處理，加上一些設計的方法，就構(gòu)成了可視化。

　　1.2 可視化設計流程

　　一個好的流程可以讓我們事半功倍，可視化的設計流程主要有分析數(shù)據(jù)、匹配圖形、優(yōu)化圖形、檢查測試。首先，在了解需求的基礎上分析我們要展示哪些數(shù)據(jù)，包含元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)維度、查看的視角等;其次，我們利用可視化工具，根據(jù)一些已固化的圖表類型快速做出各種圖表;然后優(yōu)化細節(jié);最后檢查測試。

　　具體我們通過兩個案例來進行分析。

　　二、案例一：大規(guī)模漏洞感知可視化設計

上圖是全國范圍內(nèi)，各個行業(yè)漏洞的分布和趨勢，橙黃藍分別代表了漏洞數(shù)量的高中低。

　　2.1 整體項目分析

　　我們在拿到項目策劃時，既不要被大量的信息資料所迷惑而感到茫然失措，也不要急于完成項目，不經(jīng)思考就盲目進行設計。首先，讓我們認真了解客戶需求，并對整體內(nèi)容進行關鍵詞的提煉?？梢暬暮诵脑谟趯?nèi)容的提煉，內(nèi)容提煉得越精確，設計出來的圖形結(jié)構(gòu)就越緊湊，傳達的效率就越高。反之，會導致圖形結(jié)構(gòu)臃腫散亂，關鍵信息無法高效地傳達給讀者。

　　對于大規(guī)模漏洞感知的可視化項目，客戶的主要需求是查看全國范圍內(nèi)，各個行業(yè)的漏洞分布和趨勢。我們可以概括為三個關鍵詞：漏洞量、漏洞變化、漏洞級別，這三個關鍵詞就是我們進行數(shù)據(jù)可視化設計的核心點，整體的圖形結(jié)構(gòu)將圍繞這三個核心點來展開布局。

　　2.2 分析數(shù)據(jù)

　　想要清楚地展現(xiàn)數(shù)據(jù)，就要先了解所要繪制的數(shù)據(jù)，如元數(shù)據(jù)、維度、元數(shù)據(jù)間關系、數(shù)據(jù)規(guī)模等。根據(jù)需求，我們需要展現(xiàn)的元數(shù)據(jù)是漏洞事件，維度有地理位置、漏洞數(shù)量、時間、漏洞類別和級別，查看的視角主要是宏觀和關聯(lián)。涉及到的視覺元素有形狀、色彩、尺寸、位置、方向，如圖所示。

　　2.3 匹配圖形

　　分析清楚數(shù)據(jù)后，就要找個合適的箱子把這些“蘋果”裝進去。上一步，或許還可以靠自身的邏輯能力，采集到的現(xiàn)成數(shù)據(jù)分析得到，而這一步更多地需要經(jīng)驗和閱歷。幸運的是，現(xiàn)在已經(jīng)有很多成熟的圖形可以借鑒了。從和業(yè)務的溝通了解到，需要匹配的圖形有中國地圖、餅圖、top圖、數(shù)字、趨勢等。

　　2.4 確定風格

　　匹配圖形的同時，還要考慮展示的平臺。由于客戶是投放在大屏幕上查看，我們對大屏幕的特點進行了分析，比如面積巨大、深色背景、不可操作等。依據(jù)大屏幕的特點，我們對設計風格進行了頭腦風暴：它是實時的，有緊張感;需要新穎的圖標和動效，有科技感;信息層次是豐富的;展示的數(shù)據(jù)是權(quán)威的。

　　最后根據(jù)設計風格進一步確定了深藍為標準色，代表科技與創(chuàng)新;橙紅藍分別代表漏洞數(shù)量的高中低，為輔助色;整體的視覺風格與目前主流的扁平化一致。

　　2.5 優(yōu)化圖形

　　有了圖形后，嘗試把數(shù)據(jù)按屬性繪制到各維度上，不斷調(diào)整直到合理。雖然這里說的很簡單，但這是最耗時耗力的階段。維度過多時，在信息架構(gòu)上廣而淺或窄而深都是需要琢磨的，而后再加上交互導航，使圖形更“可視”。

　　在這個任務中，圖形經(jīng)過很多次修改，上圖是我們設計的過程稿，深底，高亮的地圖，多顏色的攻擊動畫特效，營造緊張感;地圖中用紅、黃、藍來呈現(xiàn)高、中、低危的漏洞數(shù)量分布情況;心理學認為上方和左方易重視，“從上到下”“從左至右”的“Z”字型的視覺呈現(xiàn)，簡潔清晰，重點突出。

　　完成初稿后，我們進一步優(yōu)化了維度、動效和數(shù)量。維度：每個維度，只用一種表現(xiàn)，清晰易懂;動效：考慮時間和情感的把控，從原來的1.5ms改為3.5ms;數(shù)量：考慮了太密或太疏時用戶的感受，對圓的半徑做了統(tǒng)一大小的處理。

　　2.6 檢查測試

　　最后還需要檢查測試，從頭到尾過一遍是否滿足需求;實地投放大屏幕后，用戶是否方便閱讀;動效能否達到預期，色差是否能接受;最后我們用一句話描述大屏，用戶能否理解。

　　三、案例二：白環(huán)境蟲圖可視化設計

　　如果手上只有單純的電子表格(左)，要想找到其中IP、應用和端口的訪問模式就會很花時間，而用蟲圖(右)呈現(xiàn)之后，雖然增加了很多數(shù)據(jù)，但讀者的理解程度反而提高了。

　　3.1 整體項目分析

　　當前，企業(yè)內(nèi)部IT系統(tǒng)復雜多變，存在一些無法精細化控制的、非法惡意的行為，如何精準地處理安全管理問題呢?我們的主要目標是幫助用戶監(jiān)測訪問內(nèi)網(wǎng)核心服務器的異常流量，概括為2個關鍵詞：內(nèi)網(wǎng)資產(chǎn)和訪問關系，整體的圖形結(jié)構(gòu)將圍繞這兩個核心點來展開布局。

　　3.2 分析數(shù)據(jù)

　　接下來分析數(shù)據(jù)，案例中的元數(shù)據(jù)是事件，維度有時間、源IP、目的IP和應用，查看的視角主要是關聯(lián)和微觀。

　　3.3 匹配圖形

　　根據(jù)以往的經(jīng)驗，帶有關系的數(shù)據(jù)一般使用和弦圖和力導向布局圖。最初我們采用的是和弦圖，圓點內(nèi)部是主機，用戶要通過3個維度去尋找事件的關聯(lián)。通過測試發(fā)現(xiàn)，用戶很難理解，因此選擇了力導向布局圖(蟲圖)。第一層級展示全局關系，第二層級通過對IP或端口的鉆取進一步展現(xiàn)相關性。

　　3.4 優(yōu)化圖形

　　優(yōu)化圖形時，我們對很多細節(jié)進行了調(diào)整：

　　– 考慮太密或太疏時用戶的感受，只展示了TOP N。

　　– 弧度、配色的優(yōu)化，與我們UI界面風格相一致。

　　– IP名稱超長時省略處理。

　　– 微觀視角中，源和目的分別以藍色和紫色區(qū)分，同時在線上增加箭頭，箭頭向內(nèi)為源，向外是目的，方便用戶理解。

　　– 交互上，通過單擊鉆取到單個端口和IP的信息;鼠標滑過時相關信息高亮展示，這樣既能讓畫面更加炫酷，又能讓人方便地識別。

　　3.5 檢查測試

　　通過調(diào)研，用戶對企業(yè)內(nèi)部的流向非常清楚，視覺導向清晰，鉆取信息方便，色彩、動效等細節(jié)的優(yōu)化幫助用戶快速定位問題，提升了安全運維效率。

　　四、總結(jié)

　　總之，借助大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡安全的可視化設計，人們能夠更加智能地洞悉信息與網(wǎng)絡安全的態(tài)勢，更加主動、彈性地去應對新型復雜的威脅和未知多變的風險。

　　可視化設計的過程中，我們還需要注意：1、整體考慮、顧全大局;2、細節(jié)的匹配、一致性;3、充滿美感，對稱和諧。