計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真研究

◆閆 娜

(永城職業(yè)學(xué)院 河南 476600)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真研究

◆閆 娜

(永城職業(yè)學(xué)院 河南 476600)

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，逐漸滲透到各項(xiàng)事業(yè)當(dāng)中，不得不承認(rèn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生活中扮演一個(gè)重要的角色，甚至是必要的角色，不可或缺，很難想象失去了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)后的時(shí)代和我們會(huì)變成什么樣。但是，就是在發(fā)展的如此之迅猛的21世紀(jì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自身的敏感性和特殊性，也使當(dāng)代的網(wǎng)絡(luò)存在不安全因素，所以還是會(huì)有很多的方面不能夠很好地應(yīng)用或者是根本不能應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。研究人員針對(duì)這一問(wèn)題，充分利用建模仿真技術(shù)，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防的安全性進(jìn)行控制，本文將對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行剖析，并為相關(guān)研究提出個(gè)人意見(jiàn)。

計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)攻防；建模仿真

0 引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得越快，越多的問(wèn)題就會(huì)暴露出來(lái)，其安全性問(wèn)題就越會(huì)得到大家的重視，網(wǎng)絡(luò)攻防通過(guò)建模仿真技術(shù)是現(xiàn)今技術(shù)人員所最重視的，也是主攻的解決網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題的措施，形成了很多類(lèi)型的建模仿真方式，現(xiàn)在我們所需要的就是研究如何彌補(bǔ)諸多類(lèi)型中的短板，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，解決網(wǎng)絡(luò)技術(shù)安全性的問(wèn)題。需要對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真方法進(jìn)行概述，建模仿真技術(shù)是一種通過(guò)技術(shù)支持和有效的檢測(cè)環(huán)境，建立模擬的仿真模型，得出具體的實(shí)施效果的技術(shù)手段。其中會(huì)應(yīng)用到很多方面的技術(shù)手段，接下來(lái)將會(huì)逐一進(jìn)行分析。

1 基于圖形的網(wǎng)絡(luò)攻擊建模仿真方法

1.1 基于攻擊圖形的網(wǎng)絡(luò)攻擊建模方法

網(wǎng)絡(luò)攻擊建模常見(jiàn)的方式有攻擊圖和攻擊樹(shù)，攻擊圖是指應(yīng)用手工模式進(jìn)行的一種假設(shè)，針對(duì)這種方式的緩慢性，進(jìn)行了一種模式上的創(chuàng)新，產(chǎn)生了貝葉斯攻擊模型，這是一種可以更大范圍地高效地評(píng)估和推理網(wǎng)絡(luò)信息風(fēng)險(xiǎn)的方式。工作人員可以通過(guò)各種假設(shè)的概率進(jìn)行分析，而后提出相應(yīng)的建議。這種方法在實(shí)際的應(yīng)用中的反應(yīng)欠佳，而且操作麻煩。為克服這種現(xiàn)狀，研究人員研究出了鄰接矩陣的形式，增強(qiáng)了這種建模方式的應(yīng)用度。另一種方式為攻擊樹(shù)，攻擊樹(shù)是利用樹(shù)形圖展示網(wǎng)絡(luò)漏洞，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)的轉(zhuǎn)換，以及研究出造成網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)的因素，可以應(yīng)用相應(yīng)的機(jī)制，然后根據(jù)系統(tǒng)的脆弱性與否計(jì)算出成功的概率，對(duì)危險(xiǎn)程度進(jìn)行高效的區(qū)分。

1.2 基于防御圖形的網(wǎng)絡(luò)防御建模方法

現(xiàn)代技術(shù)上所應(yīng)用到的最常見(jiàn)的防御建模方式主要包括預(yù)防、檢測(cè)和攻擊源追蹤的形式來(lái)進(jìn)行，也就順其自然地出現(xiàn)了承接各種形式的相應(yīng)類(lèi)型的防御樹(shù)。而防御樹(shù)的主要構(gòu)成和原理就是攻擊樹(shù)，通過(guò)攻擊樹(shù)的虛擬網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)和網(wǎng)絡(luò)威脅反饋，來(lái)對(duì)防御進(jìn)行相關(guān)計(jì)劃和改進(jìn)，重點(diǎn)還是在通過(guò)計(jì)算概率進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測(cè)分析，然后在實(shí)行的過(guò)程中可以進(jìn)行較為迅速和有效地模擬現(xiàn)實(shí)，在出現(xiàn)意外的情況下能及時(shí)的報(bào)警然后進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)和重新設(shè)定。

2 基于網(wǎng)絡(luò)蠕蟲(chóng)行為分析的建模仿真方法

2.1 傳染病模型

網(wǎng)絡(luò)中蠕蟲(chóng)病毒的傳播與現(xiàn)實(shí)生活中傳染病的傳染方式近似，都具有迅速和嚴(yán)重的特點(diǎn)，就可以將現(xiàn)實(shí)生活中傳染病研究得到的解析模型直接應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)攻防建模當(dāng)中。目前，各種類(lèi)型的模型都是將傳染病的相關(guān)研究應(yīng)用到建模中，而且把主機(jī)進(jìn)行感染病毒后的區(qū)分，通過(guò)不同類(lèi)型的主機(jī)的感染數(shù)量和中毒程度，然后加上數(shù)學(xué)方法進(jìn)行運(yùn)算，最后提出了蠕蟲(chóng)病毒的一種傳播建模。由于蠕蟲(chóng)病毒存在的巨大的傳播性，能夠在最大的范圍上驗(yàn)證到所有網(wǎng)絡(luò)的同性，但是會(huì)忽略了一些相關(guān)狀態(tài)的變化，或許不夠逼真。

2.2 數(shù)據(jù)包模型

數(shù)據(jù)包模型是為了彌補(bǔ)之前蠕蟲(chóng)病毒建模缺陷的新興技術(shù)，研究人員研究出了這種低成本且高性能的數(shù)據(jù)包技術(shù)，不僅能夠快速的發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中哪個(gè)方面存在威脅或者是漏洞，也能進(jìn)行到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)是哪個(gè)方面出現(xiàn)問(wèn)題和問(wèn)題發(fā)展傾向。為了保證更加逼真的建模，研究人員又創(chuàng)造了“全虛擬系統(tǒng)”，通過(guò)虛擬機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了更確切的仿真建模。

3 其它的建模方法

3.1 基于良性蠕蟲(chóng)的網(wǎng)絡(luò)防御建模方法

蠕蟲(chóng)病毒本質(zhì)上是一種惡性病毒，但是良性的蠕蟲(chóng)的大量引入可以對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)良性蠕蟲(chóng)的正常傳播，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)漏洞并且能夠?qū)崿F(xiàn)自行修補(bǔ)，還能向系統(tǒng)發(fā)出提示，能在前期主動(dòng)掃描容易感染的主機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)散布，后期靜止，伺機(jī)感染惡性蠕蟲(chóng)，在正常繁衍的過(guò)程中進(jìn)行有效的克制，保證蠕蟲(chóng)繁衍數(shù)量在穩(wěn)定數(shù)值內(nèi)浮動(dòng)。

3.2 基于級(jí)聯(lián)實(shí)效的網(wǎng)絡(luò)攻防效果建模

任何一個(gè)建模的完整性和可行性都是要考慮到在實(shí)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的后果和如何補(bǔ)救，或者是在失效或補(bǔ)救之后看能否還可以得到有效的訊息，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)混亂，哪怕經(jīng)歷了病毒的攻擊或者是感染，都能夠使網(wǎng)絡(luò)還能夠繼續(xù)保持著服務(wù)能力，節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系就會(huì)造成部分或者整體的癱瘓。

3.3 基于流量重分配的網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效建模

因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)會(huì)存在失效現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致流量重新分配，數(shù)量相對(duì)恒定的節(jié)點(diǎn)就會(huì)接受到相對(duì)更多更大的任務(wù)量，負(fù)載一旦超過(guò)本身最大接收量就會(huì)造成這些節(jié)點(diǎn)的失效，研究人員針對(duì)這一問(wèn)題，進(jìn)行級(jí)聯(lián)失效建模，提出一種可以相對(duì)減輕這種問(wèn)題的假設(shè)，假定節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)最短路徑傳遞出相同流量，不考慮網(wǎng)絡(luò)擁堵問(wèn)題，所以可行性也并不是很高。

4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真研究的意義

4.1 促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展完善

因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)在多方面都沒(méi)能夠進(jìn)行使用和介入，并不是因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行相應(yīng)的開(kāi)發(fā)，而是因?yàn)樵谶M(jìn)行開(kāi)發(fā)之后發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)存在安全性缺失的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的不斷地探索，對(duì)安全性問(wèn)題進(jìn)行彌補(bǔ)，才有了上面所說(shuō)的各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真研究。多種逐步發(fā)展完善，利用更具有可行性的建模模式去對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全性問(wèn)題進(jìn)行修補(bǔ)，就是可以說(shuō)是促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展完善。 4.2 推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展

因?yàn)橐坏┛梢杂眉夹g(shù)手段對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的漏洞進(jìn)行彌補(bǔ)，計(jì)算機(jī)技術(shù)就有足夠的地位和理由在之前沒(méi)有涉獵過(guò)或是被否認(rèn)的各個(gè)方面得到應(yīng)用。新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)時(shí)代發(fā)展，對(duì)各行各業(yè)之間更廣泛和深層的交流是提供了一個(gè)便利的條件，上升到社會(huì)意義的高度，可以說(shuō)是對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。

4.3 是人類(lèi)智慧的展現(xiàn)

“創(chuàng)造”是我眼中人類(lèi)的一項(xiàng)無(wú)以倫比的技能，人類(lèi)創(chuàng)造了互聯(lián)網(wǎng)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，就能夠針對(duì)所反饋出來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行彌補(bǔ)，創(chuàng)造出同樣可以具有科技性能和運(yùn)算能力的另一種技術(shù)。不得不承認(rèn)，這是人類(lèi)的智慧的外化，也是整個(gè)社會(huì)的巨大財(cái)富，我絕對(duì)認(rèn)為進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真是人類(lèi)智慧的展現(xiàn)。

5 總結(jié)

當(dāng)代的計(jì)算機(jī)攻防建模仿真技術(shù)的發(fā)展主要有兩方面的阻礙，一方面是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的一種大尺度、不穩(wěn)定的特性，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈接的各種變化和增減會(huì)對(duì)建模帶來(lái)難度，另一方面，多種計(jì)算機(jī)病毒的進(jìn)化，攻擊特性都不同，基于這兩方面存在的問(wèn)題，就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不能被應(yīng)用到各種場(chǎng)合各種技術(shù)上，所以網(wǎng)絡(luò)攻防仿真建模就是在技術(shù)人員不斷的探索中，將這種技術(shù)發(fā)展到相對(duì)完美，適用于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以彌補(bǔ)漏洞，保證網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全性。這不僅是對(duì)使用計(jì)算機(jī)的大家負(fù)責(zé)任，也是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的完善。網(wǎng)絡(luò)建模仿真技術(shù)現(xiàn)在的發(fā)展雖然還沒(méi)有達(dá)到絕對(duì)解決問(wèn)題的程度，但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，在研究人員的不斷探索下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全會(huì)越來(lái)越受重視，針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全分析的網(wǎng)絡(luò)功放建模也具有更廣闊的市場(chǎng)。

[1]代延合，吳開(kāi)貴．攻擊樹(shù)在多層網(wǎng)絡(luò)攻擊模型中的應(yīng)用[J]．網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2009.

[2]李伯虎，柴旭東，朱文海．現(xiàn)代建模仿真技術(shù)發(fā)展中的幾個(gè)焦點(diǎn)[J]．系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2013．

[3]李春亮，司光亞，王艷正．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防建模仿真研究綜訴[J]．計(jì)算機(jī)仿真，2013．

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[5]周翰遜，趙宏．分而治之的混合型良性蠕蟲(chóng)的建模與分析[J]．計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2010．