網(wǎng)絡蠕蟲傳播過程的系統(tǒng)動力學模型研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)應用的普及，網(wǎng)絡蠕蟲對計算機系統(tǒng)安全和網(wǎng)絡安全的威脅日益增加，給社會經(jīng)濟帶來了巨大損失，網(wǎng)絡蠕蟲已經(jīng)成為當今網(wǎng)絡安全領域研究的重要課題。 網(wǎng)絡蠕蟲傳播模型是分析和預防網(wǎng)絡蠕蟲的理論基礎，但現(xiàn)有的網(wǎng)絡蠕蟲傳播模型卻忽略了網(wǎng)絡蠕蟲傳播過程中許多細節(jié)因素的影響。隨著網(wǎng)絡系統(tǒng)變得越來越復雜，使得網(wǎng)絡蠕蟲傳播系統(tǒng)成為一個非線性、動態(tài)反饋的復雜系統(tǒng)。系統(tǒng)動力學理論和方法十分適用于研究具有高階次、非線性和多回路特點的復雜系統(tǒng)，因此本

2、文利用系統(tǒng)動力學理論和方法來研究復雜的網(wǎng)絡蠕蟲傳播系統(tǒng)是一種新的思路，對網(wǎng)絡蠕蟲傳播模型的研究具有一定的指導意義。 在網(wǎng)絡蠕蟲對抗方面，利用良性蠕蟲主動對抗網(wǎng)絡惡性蠕蟲是一個非常有效的方法，但是現(xiàn)有的利用良性蠕蟲對抗網(wǎng)絡蠕蟲的模型卻忽略了良性蠕蟲本身的傳播與其他限制因素的關(guān)系。由于生物免疫系統(tǒng)是一個具有高度分布性和很強的自學習能力的系統(tǒng)，能主動發(fā)現(xiàn)并迅速消滅外來病毒，網(wǎng)絡蠕蟲免疫系統(tǒng)則用來保護計算機網(wǎng)絡免受網(wǎng)絡蠕蟲的攻擊，二者在

3、功能上具有很多相似性。因此本文通過借鑒生物免疫思想，在提出了成熟良性蠕蟲、記憶良性蠕蟲和疫苗良性蠕蟲這三種良性蠕蟲新概念的基礎上，建立了新的網(wǎng)絡蠕蟲免疫模型。 因此本文基于系統(tǒng)動力學理論和方法，深入研究網(wǎng)絡蠕蟲傳播過程的復雜影響因素，提出一個新的網(wǎng)絡蠕蟲傳播模型(NWPM模型)，并且借鑒生物免疫原理建立一個網(wǎng)絡蠕蟲免疫模型(IWIM模型)。借鑒生物免疫思想并利用多種良性蠕蟲作為智能對抗主體來對抗日益復雜多變的網(wǎng)絡惡意蠕蟲，為抑制

4、網(wǎng)絡蠕蟲的傳播提供了一種新的思路，有一定的參考價值。 (1)對網(wǎng)絡蠕蟲傳播機制進行深入分析，提出了網(wǎng)絡蠕蟲潛伏期新概念，建立了新的主機狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系，運用系統(tǒng)動力學理論和方法，建立了一種新的網(wǎng)絡蠕蟲傳播模型，深入刻畫網(wǎng)絡蠕蟲快速傳播階段的網(wǎng)絡特性，為動態(tài)防治網(wǎng)絡蠕蟲傳播提供了新的理論依據(jù)。 (2)利用系統(tǒng)動力學軟件Vensim模擬了一種新的網(wǎng)絡蠕蟲傳播模型。根據(jù)三次網(wǎng)絡蠕蟲爆發(fā)的數(shù)據(jù)，對該模型分別進行模擬。通過仿真試驗，從

5、定性和定量兩方面分析和預測網(wǎng)絡蠕蟲傳播趨勢，并對影響網(wǎng)絡蠕蟲傳播過程的重要因素進行了分析討論。 (3)在NWPM模型的基礎上，基于生物免疫原理提出了成熟良性蠕蟲、記憶良性蠕蟲和疫苗良性蠕蟲三種良性蠕蟲的新概念，然后運用系統(tǒng)動力學方法建立了IWIM模型，為動態(tài)主動防治網(wǎng)絡蠕蟲傳播提供了新的思路。 (4)利用系統(tǒng)動力學軟件Vensim模擬了IWIM模型，分別考慮了三種良性蠕蟲不會自行銷亡、三種良性蠕蟲自行銷亡、三種良性蠕蟲存