随着网络信息技术飞速发展,网络空间已经成为国家主权的新疆域,然而庞大的用户人群以及复杂的网络基础设施使网络空间安全面临严峻挑战。移动目标防御（Moving Target Defense,MTD）作为一种“改变游戏规则”的主动防御技术,其动态性、随机性、多样性的技术特点可以有效弥补传统防御方法“被动性”、“静态性”的缺陷。软件定义网络（Software Defined Networking,SDN）数控分离、网络可编程的特点可以为MTD的实现以及部署提供灵活的网络架构支撑。因此,本文主要围绕基于SDN的网络层MTD技术展开研究,主要研究成果如下:1.针对窃听攻击威胁,提出了基于双虚假端信息的高混淆动态跳变技术。围绕窃听攻击在数据重组阶段依赖于数据包之间的关联性,通过周期性地端信息动态跳变破坏会话数据包在时间维度上的关联性;通过采用双虚假端信息进行通信,破坏会话数据包在空间维度上的关联性。该技术从时空双维度破坏会话数据包之间的关联性,提高通信链路中数据包的混淆程度,从而提升窃听攻击在数据重组阶段的难度以及成本。实验结果表明,该技术能将通信链路中数据包的混淆程度提升一倍以上,并且能保证较低的系统开销。2.针对链路洪泛攻击威胁,提出了基于路径状态矩阵的自适应路由跳变技术,为解决现有路由跳变技术生成路由跳变空间的时间复杂度较高的问题,提出了基于回溯法的路由跳变空间生成方法,该方法通过将生成路由跳变空间需要满足的约束条件形式化为回溯法的约束函数,以优化生成跳变空间的时间复杂度;针对现有路由跳变技术缺乏自适应调整防御策略能力的问题,结合链路洪泛攻击以及窃听攻击所依托的路径状态构建路径状态矩阵,根据路径状态矩阵生成路由跳变的防御策略,从而实现自适应动态调整的路由跳变防御策略。实验结果表明,该技术能根据路径状态自适应地调整防御策略,并且生成路由跳变空间所需的时间开销更少。3.针对侦察攻击威胁,提出了基于有限视图的多层次拓扑动态防御技术。为解决当前拓扑动态防御技术未能有效限制真实拓扑信息暴露范围的问题,通过为每个用户生成专属的有限拓扑视图,在不影响用户正常业务的前提下,缩小真实拓扑信息的暴露范围;通过在网络中的关键节点部署不断变换的虚假网络拓扑,提高拓扑探测面的动态性;通过结合流量检测手段实现对全局数据包的监测,并对恶意探测包进行欺骗性响应,阻止攻击者获取到真实的网络拓扑信息。实验结果表明,所提方法能有效缩小真实拓扑信息的暴露范围,并且能有效阻止攻击者获取真实的网络拓扑信息。