主動(dòng)P2P蠕蟲的檢測與防御技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)前，P2P網(wǎng)絡(luò)的流量已超過互聯(lián)網(wǎng)帶寬的60%，由此帶來的安全隱患也與日俱增。主動(dòng)P2P 蠕蟲可以通過各種安全漏洞在P2P網(wǎng)絡(luò)中傳播，它通過獲取感染節(jié)點(diǎn)的鄰居信息，對(duì)部分或全部鄰居發(fā)起直接攻擊。與隨機(jī)掃描蠕蟲相比，它不需要通過隨機(jī)生成IP地址進(jìn)行嗅探以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，也不會(huì)產(chǎn)生大量的失敗連接，因而傳播更快更隱蔽，更難以檢測和防御。主動(dòng)P2P蠕蟲已成為制約P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展的嚴(yán)重安全威脅之一。
　　 構(gòu)建了主動(dòng)P2P蠕蟲傳播的離散遞歸模

2、型（P2P Worm Discrete Recursive Model，PWDRM）。主動(dòng)P2P 蠕蟲的傳播是一種動(dòng)態(tài)過程，在每個(gè)離散的時(shí)刻分析節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)和行為，歸納相鄰時(shí)刻感染節(jié)點(diǎn)數(shù)量之間的關(guān)系，從而構(gòu)建起遞歸數(shù)學(xué)模型。該模型引入P2P網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、節(jié)點(diǎn)在線概率、節(jié)點(diǎn)感染概率和節(jié)點(diǎn)拓?fù)涠鹊萈2P網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以及攻擊速率和hit-list規(guī)模等蠕蟲參數(shù)。特別考慮了拓?fù)漕愋汀⒐?jié)點(diǎn)平均拓?fù)涠?、無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)的冪律指數(shù)、感染策略、hit-list

3、拓?fù)涠?、鄰居?jié)點(diǎn)選擇策略等對(duì)主動(dòng)P2P蠕蟲傳播的影響。仿真表明該模型能有效描述主動(dòng)P2P蠕蟲在無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)和結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中的傳播現(xiàn)象，比現(xiàn)有的拓?fù)湫蛡魅静∥⒎帜Ｐ透苷鎸?shí)反映主動(dòng)P2P蠕蟲的傳播。
　　 提出了基于網(wǎng)絡(luò)、利用應(yīng)用層知識(shí)的主動(dòng)P2P 蠕蟲檢測方法。1）基于連接變化點(diǎn)的檢測方法（Connection Change-point based Detection，CCD）。使用隨機(jī)序列表示擁有不同“源-目”對(duì)的連接

4、總數(shù)，應(yīng)用序列變化檢測理論對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢測。2）基于異常多播特征的檢測方法（Abnormal Multicast based Detection，AMD）。構(gòu)建主動(dòng)P2P蠕蟲的多播樹，將它的傳播視為泊松過程，并檢測其可能出現(xiàn)的異常多播現(xiàn)象以發(fā)現(xiàn)蠕蟲。另外，該方法還可通過阻塞感染節(jié)點(diǎn)的蠕蟲多播行為，實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)P2P蠕蟲的防御。仿真表明上述方法能夠在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)主動(dòng)P2P 蠕蟲，并遏制它的傳播。
　　 提出了主動(dòng)P2P蠕蟲的

5、防御策略、防御方法，以及防御系統(tǒng)框架。1）選擇性靜態(tài)免疫方法（Selective Static Immunization，SSI）。通過對(duì)部分節(jié)點(diǎn)實(shí)施靜態(tài)免疫，以減緩或遏制主動(dòng)P2P 蠕蟲的傳播速度。2）基于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的本地隔離方法（Key Nodebased Local Containment，KNLC）。利用多層k 路分區(qū)算法將P2P網(wǎng)絡(luò)劃分為大小基本相同的若干區(qū)域，通過對(duì)關(guān)鍵（蠕蟲在不同區(qū)域之間傳播必須經(jīng)過的）節(jié)點(diǎn)進(jìn)行免疫，蠕蟲的傳

6、播將被限制在這些區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了與其它區(qū)域的隔離。另外，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)選擇算法還可以作為選擇性靜態(tài)免疫節(jié)點(diǎn)的依據(jù)。3）基于連通控制集的動(dòng)態(tài)免疫方法（Connected Dominating Set based Dynamic Imunization，CDSDI）。構(gòu)建P2P網(wǎng)絡(luò)的連通控制集，將疫苗推送至其中部分節(jié)點(diǎn)，在P2P網(wǎng)絡(luò)中快速分發(fā)。仿真表明：
　　 通過采取合適的節(jié)點(diǎn)選擇策略，SSI對(duì)于無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)有效；KNLC和C