基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)病毒求源問(wèn)題研究

余可

摘 要 當(dāng)前的針對(duì)計(jì)算機(jī)病毒的研究主要集中在病毒的傳播路徑方面，對(duì)病毒的求源問(wèn)題的研究還特別少，計(jì)算機(jī)病毒的求源研究可以解決病毒傳播的路徑問(wèn)題的探討，為控制計(jì)算機(jī)病毒提供幫助。本文這對(duì)計(jì)算機(jī)病毒的求源問(wèn)題進(jìn)行探討，提出了求源問(wèn)題的模型本文首先介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際連接狀態(tài)，建立一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)病毒求源模型的構(gòu)建。利用網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的分析，模擬計(jì)算機(jī)病毒的傳播，引起網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的特殊改變。通過(guò)對(duì)其中的內(nèi)容進(jìn)行分析，得出網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化的一般流程，通過(guò)流程分析病毒傳播的路徑，得到病毒的初始節(jié)點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)得到的模型進(jìn)行有針對(duì)性的修改，為計(jì)算機(jī)病毒的最終發(fā)現(xiàn)提供依據(jù)，為計(jì)算機(jī)病毒的求源問(wèn)題的解答提供幫助。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)病毒 病毒求源 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步非?？?，人們可以利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多種活動(dòng)，因此計(jì)算機(jī)病毒的傳播途徑更加廣泛了。計(jì)算機(jī)病毒的傳播為互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了安全方面的隱患。分析計(jì)算機(jī)病毒的傳播路徑是當(dāng)前防范計(jì)算機(jī)病毒的一種途徑，通過(guò)高效的防范策略，可以構(gòu)建病毒防范體系，為網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。人們?cè)谘芯坑?jì)算機(jī)病毒的功能方面已經(jīng)進(jìn)行了大量的探討，提出了一些防病毒的方法，還有人利用穩(wěn)態(tài)分析的方法推導(dǎo)出了計(jì)算機(jī)病毒傳播的臨界狀態(tài)，還有學(xué)者通過(guò)蒙特卡羅方法計(jì)算出了網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的均勻分布和非均勻分布，得出了病毒傳播的臨界狀態(tài)，獲知的真實(shí)的蒙特卡羅值，但是這些和免疫能力無(wú)關(guān)。盡管不同的學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了各種探討，得到了一定的模型和經(jīng)驗(yàn)。但是從技術(shù)上而言都沒(méi)有涉及到計(jì)算機(jī)病毒的源頭問(wèn)題，沒(méi)有涉及到計(jì)算機(jī)病毒的傳播途徑，如何控制計(jì)算機(jī)病毒就顯得需要繼續(xù)探討。本文對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的計(jì)算機(jī)病毒進(jìn)行深入研究，得出了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中計(jì)算機(jī)病毒的傳播方式，通過(guò)對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的觀察可以發(fā)現(xiàn)，大量的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中都需要繼續(xù)進(jìn)行實(shí)證研究，這樣才會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的特征，對(duì)標(biāo)度進(jìn)行標(biāo)示。同時(shí)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的建模問(wèn)題也是一種挑戰(zhàn)，相比較其他網(wǎng)絡(luò)而言，需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的鏈接情況，建立一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)病毒的求解模型。利用網(wǎng)絡(luò)病毒的時(shí)序問(wèn)題對(duì)計(jì)算機(jī)病毒進(jìn)行模擬，提出網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化步驟，得出計(jì)算機(jī)病毒的真實(shí)源頭，對(duì)計(jì)算機(jī)病毒進(jìn)行有效防治。通過(guò)對(duì)與網(wǎng)絡(luò)病毒有關(guān)的結(jié)點(diǎn)的觀察，可以準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒的定位。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際連接狀態(tài)，可以構(gòu)建出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型，利用序時(shí)狀態(tài)，模擬病毒的傳播方法，從而得到結(jié)點(diǎn)的變化情況，最終綜合分析，得到病毒的網(wǎng)絡(luò)傳播過(guò)程，病毒傳播的逆過(guò)程就是病毒求源，初始狀態(tài)的病毒就是最初的來(lái)源。

1計(jì)算機(jī)病毒的含義和特點(diǎn)

1.1計(jì)算機(jī)病毒的含義

計(jì)算機(jī)病毒是能夠?qū)τ?jì)算機(jī)程序產(chǎn)生一定破壞，或者對(duì)計(jì)算機(jī)所保存的數(shù)據(jù)造成一定破壞，使得計(jì)算機(jī)功能有損失，影響用戶使用體驗(yàn)，并且其自身可以自我復(fù)制代碼，進(jìn)行一定的指令計(jì)算的計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)病毒通常都能傳染其他計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)病毒具有非常強(qiáng)大的傳染屬性，其自身的復(fù)制能力一般都比較強(qiáng)，如果一旦電腦感染了計(jì)算機(jī)病毒，那么同一網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)很容易就被傳染，病毒會(huì)尋找適合自己傳染的網(wǎng)絡(luò)通道進(jìn)行傳播，因?yàn)榫邆湟欢ǖ目蓮?fù)制性，因此其自身具備強(qiáng)大的傳播能力。計(jì)算機(jī)病毒的破壞性雖然有強(qiáng)弱之分，但是都會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生一定破壞，弱的計(jì)算機(jī)病毒可能對(duì)系統(tǒng)的資源的利用效率產(chǎn)生影響，使得系統(tǒng)運(yùn)行變得緩慢，嚴(yán)重的話會(huì)影響系統(tǒng)的資源，如果病毒可以隨意的刪除用戶的文件，將會(huì)對(duì)用戶的正常使用造成影響，嚴(yán)重的時(shí)候引起系統(tǒng)信息丟失，造成用戶系統(tǒng)崩潰，給用戶的使用添加大量麻煩。病毒會(huì)隱藏在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，用戶很難自己找到病毒，計(jì)算機(jī)病毒一般都會(huì)選擇程序寄存在其中，只要有時(shí)機(jī)成熟的時(shí)候，就會(huì)被激活，病毒會(huì)不斷復(fù)制，然后擴(kuò)散。病毒一般會(huì)隱藏在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，只要某個(gè)特定的文件或者某個(gè)特定的日期出現(xiàn)，就會(huì)導(dǎo)致病毒被觸發(fā)，進(jìn)而病毒會(huì)感染其他文件，這就是計(jì)算機(jī)病毒的可觸發(fā)性，在網(wǎng)絡(luò)日益發(fā)達(dá)的當(dāng)今社會(huì)，病毒的變化種類特別多，病毒的傳播路徑也非常廣，更新速度很快，擴(kuò)散的范圍也非常廣，病毒查殺需要有目的性和針對(duì)性。

按照計(jì)算機(jī)病毒傳染的路徑劃分可以分成非駐留型病毒和駐留型病毒。駐留型病毒在感染了計(jì)算機(jī)之后會(huì)把自身的程序停留在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，從而和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合并，如果系統(tǒng)處于激活的狀態(tài)，則會(huì)讓整個(gè)系統(tǒng)處于癱瘓之中。非駐留型病毒并不會(huì)感染計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，但是部分會(huì)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存當(dāng)中，但是并不會(huì)通過(guò)內(nèi)存去感染其他計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)病毒可以分成網(wǎng)絡(luò)病毒和引導(dǎo)型病毒，引導(dǎo)型病毒可以分成侵入扇區(qū)的病毒和侵入引導(dǎo)扇區(qū)的病毒。網(wǎng)絡(luò)病毒可以主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播的，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)感染其他用戶中的exe文件。文件病毒主要感染對(duì)象是計(jì)算機(jī)當(dāng)中的文件?；旌闲筒《揪哂卸鄠€(gè)病毒的特點(diǎn)，因此破壞性更大，混合型病毒的算法往往比較特殊，感染的方式也更加極端，因此清除工作變得異常困難。除上述病毒之外，現(xiàn)在又誕生了新病毒，例如宏病毒等，還有通過(guò)電子郵件感染的病毒。

計(jì)算機(jī)病毒有可能覆蓋磁盤(pán)當(dāng)中的信息，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)當(dāng)中存儲(chǔ)的信息消失，病毒借助部分dos功能感染扇區(qū)，可能刪除計(jì)算機(jī)當(dāng)中的文件，將數(shù)據(jù)文件進(jìn)行替換，或者更改部分文件的內(nèi)容，部分病毒可以刪除程序的代碼，將硬盤(pán)上特定的文件刪去。

1.2計(jì)算機(jī)病毒的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)病毒具有自啟動(dòng)性能，病毒有可能會(huì)啟用dos的功能把磁盤(pán)未利用的區(qū)域檢測(cè)出來(lái)，然后把病毒傳染進(jìn)該部分空間中，導(dǎo)致原來(lái)的信息被破壞，該部分空間被占用之后，大量的文件會(huì)被感染，產(chǎn)生出大量垃圾文件，造成磁盤(pán)存儲(chǔ)空間的大量浪費(fèi)。計(jì)算機(jī)病毒會(huì)拉慢電腦的運(yùn)行速度，病毒進(jìn)入電腦后有可能執(zhí)行檢測(cè)電腦運(yùn)行環(huán)境的操作，然后產(chǎn)生大量的垃圾文件，占用電腦的內(nèi)存，影響電腦CPU的運(yùn)行效率，嚴(yán)重的病毒有可能造成系統(tǒng)的運(yùn)行速度減慢，導(dǎo)致電腦死機(jī)。計(jì)算機(jī)病毒處理不當(dāng)會(huì)造成用戶的心理恐慌，計(jì)算機(jī)病毒給用戶造成心理恐慌的作用也不得不重視，由于電腦中病毒之后會(huì)產(chǎn)生大量文件的損失，病毒又像幽靈一樣存在于網(wǎng)絡(luò)之中，因此會(huì)造成用戶的恐懼，影響到用戶正常的使用電腦，由此會(huì)帶來(lái)精神上的恐慌心理。

2對(duì)計(jì)算機(jī)病毒的求源問(wèn)題建模

通過(guò)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的計(jì)算機(jī)病毒求源問(wèn)題的模型進(jìn)行構(gòu)建，可以得出一個(gè)可以適用的模型，建立一個(gè)隨時(shí)間變化的序時(shí)模式，實(shí)際上網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)向量圖，可以表述成S（A，B），其中S就是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集合，表示網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的多種設(shè)備，各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A={A1，A2，…，An}，B是網(wǎng)絡(luò)中各種邊界的集合，可以代表網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的鏈接情況，其中存在一些無(wú)邊界的方向，或者在邊界之上，就可以表示成（Ai，Aj）∈B，計(jì)算機(jī)之間具備物理鏈接，病毒才可以通過(guò)物理鏈接進(jìn)行傳播，本文可以利用矩陣表示這種鏈接的特征，如果計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)受到了感染，那么可以通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)病毒的傳播，存在多條計(jì)算機(jī)病毒感染的路徑，節(jié)點(diǎn)的定義可以看出，計(jì)算機(jī)病毒被感染是有傳播路徑的，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的傳播路徑更加多樣，根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的病毒傳播路徑，可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)病毒的溯源研究。

同樣通過(guò)組建模型研究計(jì)算機(jī)病毒的傳播特性，從病毒源到節(jié)點(diǎn)會(huì)有不同的分布狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)會(huì)有三種不同的狀態(tài)，分別是容易被感染的狀態(tài)，已經(jīng)被感染的狀態(tài)和處于病毒免疫的狀態(tài)。易感染的狀態(tài)當(dāng)中，該種節(jié)點(diǎn)容易被計(jì)算機(jī)病毒感染，感染狀態(tài)當(dāng)中，該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)受到了傳播，并且有可能會(huì)傳播給其他結(jié)點(diǎn)，免疫狀態(tài)表明該種病毒不會(huì)傳染，并且該種節(jié)點(diǎn)的病毒已經(jīng)被移除，從而不會(huì)傳染給其他計(jì)算機(jī)。

3計(jì)算機(jī)病毒的求源實(shí)驗(yàn)

通過(guò)對(duì)模型的構(gòu)建，可以得知網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的計(jì)算機(jī)病毒的傳播過(guò)程，和病毒傳播的表示方法，病毒求源的過(guò)程就是病毒傳播過(guò)程的反過(guò)程，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)病毒求源問(wèn)題的探索，得到最終的取值，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)就是病毒的最終來(lái)源。病毒的來(lái)源并非單一的，有可能有多重來(lái)源的可能。利用公式對(duì)病毒的來(lái)源進(jìn)行免疫清除測(cè)試，可以通過(guò)迭代的方法尋找到病毒的來(lái)源。如果當(dāng)前的免疫狀態(tài)不被向量所取代，病毒的狀態(tài)向量就可以用作運(yùn)算，最終得出向量的結(jié)果，結(jié)果可以表述成免疫特征之后的病毒被感染狀況。通過(guò)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，筆者構(gòu)建了一個(gè)具有二十個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的局域網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容進(jìn)行讀取，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)包，病毒通過(guò)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳播，所獲取的局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)包就包含了病毒的特征，本文所獲取的數(shù)據(jù)包可以通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得到一些基本連接之后，可以獲取病毒的傳播途徑，構(gòu)造一種序時(shí)的矩陣狀態(tài)。記錄病毒的傳播途徑和傳播節(jié)點(diǎn)的免疫情況，通過(guò)免疫向量的構(gòu)建，組建成完整的計(jì)算機(jī)病毒傳播狀態(tài)方程模型。

4實(shí)際檢測(cè)的效果

對(duì)于計(jì)算機(jī)病毒的研究不適合停留在病毒的傳播特性方面，對(duì)其他問(wèn)題也需要進(jìn)行溯源，本實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果就是對(duì)實(shí)際應(yīng)用的研究，實(shí)驗(yàn)間隔三個(gè)小時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)流量包進(jìn)行收集，因?yàn)椴杉臅r(shí)間有一定周期，可能出現(xiàn)搜集不到有效信息的情況，根據(jù)VBS病毒的特征，可能網(wǎng)絡(luò)病毒對(duì)計(jì)算機(jī)的危害性較小，為了獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的真實(shí)狀況，實(shí)際操作流程采用了如下方法。第一，獲取與網(wǎng)絡(luò)流量有關(guān)的所有數(shù)據(jù)流量。第二，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行解析。第三，對(duì)數(shù)據(jù)連接和網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行解析，構(gòu)建成矩陣。第四，對(duì)不同的計(jì)算內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行序時(shí)計(jì)算。第五，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)序時(shí)矩陣模型，定位網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)當(dāng)中的病毒。從實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)情況而言，實(shí)踐中的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)部分表明節(jié)點(diǎn)已經(jīng)遭受了傳染，在進(jìn)行病毒清除措施之后，則之后不會(huì)出現(xiàn)多次感染。通過(guò)記錄實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的數(shù)據(jù)時(shí)刻，得到了病毒的時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的清毒措施，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中找到了病源，從而找到了病毒的真正來(lái)源。對(duì)病毒的求源問(wèn)題可以方便人們掌握病毒的傳播流程，從而為人們控制病毒的特性提供幫助。

5結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)于病毒求源有關(guān)的路徑問(wèn)題進(jìn)行了分析，通過(guò)模型的建立觀察各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間如何實(shí)現(xiàn)連接，對(duì)病毒的傳播問(wèn)題進(jìn)行溯源研究，網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際連接狀況是有差異的，通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)路模型的構(gòu)建，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)序時(shí)矩陣模型當(dāng)中的結(jié)點(diǎn)的觀察。通過(guò)分析可以最終的到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的結(jié)論。最終通過(guò)實(shí)際狀態(tài)判斷出病毒的最初來(lái)源。本文對(duì)復(fù)雜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的病毒起源問(wèn)題進(jìn)行了探究，病毒的起源過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，病毒的傳播路徑和病毒的來(lái)源有關(guān)，病毒傳播的起點(diǎn)就可以認(rèn)為是病毒的來(lái)源，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的流量包進(jìn)行讀取，可以創(chuàng)建計(jì)算機(jī)病毒的求源模型，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)序時(shí)模型之后，對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和免疫狀態(tài)進(jìn)行求解，可以得出實(shí)際結(jié)論，通過(guò)反復(fù)求解和矩陣計(jì)算，可以得到網(wǎng)絡(luò)的起始狀態(tài)的公式，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)病毒的感染問(wèn)題化解，初始狀態(tài)和病毒的來(lái)源就是最終根源。

參考文獻(xiàn)

[1] 蓋紹婷.計(jì)算機(jī)病毒網(wǎng)絡(luò)傳播模型穩(wěn)定性與控制研究[D].青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2013.

[2] 任建國(guó).計(jì)算機(jī)病毒的網(wǎng)絡(luò)傳播機(jī)制：三個(gè)新型的動(dòng)力系統(tǒng)模型[D].重慶：重慶大學(xué)，2012.

[3] 楊茂斌.三種新型計(jì)算機(jī)病毒傳播模型：理論研究與應(yīng)用策略[D].重慶：重慶大學(xué)，2012.