基于多区域网络蠕虫的传播模型研究

摘要

随着信息化时代的发展，无论个人还是企业，从民用到军用，Internet都是不可缺少的信息交换媒介。故而，这必然导致大量的重要数据要在网络上传递。然而网络是公开的，信息失窃也是常见事故。如果被不法分子利用这些数据，会对个人或者企业造成损失，甚至影响到国防保障与国计民生。可见信息安全已经是一个需要重点关注与防患的问题。而蠕虫病毒又是黑客常用手段之一，不仅针对普通用户攻击，甚至针对政府战略渗透。故而，近年内学者对其传播形态做出一系列研究，其中传播模型建模是一大热点。
　　当下，在蠕虫传播模型方面的研究，除了以流行病模型为基础的连续时间模型，还包括离散时间步逼近的离散模型，此外还有针对特定场合的各类传播模型。但是在多区域蠕虫方面的研究的并不多，针对性不够强。本文针对蠕虫在跨区域传播的特点基于离散时间提出了一种多区域蠕虫传播模型。该模型对此类跨区域传播的场合有着较强的预测性。本文主要研究内容分为三大部分：
　　(1)基于脆弱主机分布、区域扫描侧重因数、扫描延迟与扫描机制等建立了多区域蠕虫的扫描模型。并在此基础之上，提出了一种多区域蠕虫传播模型(Areas-AAWP模型)。该模型下蠕虫传播具有区域选择性，感染效果具有区域差异性。通过实验，分析其原因，主要是由扫描率的大小决定的，而上述四个影响扫描率因数是深层原因。
　　(2)蠕虫传播时，各区域扫描行为之间的相关性是除扫描率大小之外的又一重要的自身影响因数。为了研究该相关性对其传播的具体影响，利用相似矩阵理论，在Areas-AAWP模型中加入该相关性因数，分析该模型在不同相关性下的传播情况。理论与实验均表明，理想状态下，某区域中该相关性的强弱能够决定其中蠕虫传播速率的快慢，进而导致多区域中感染程度的差异性。
　　(3)为了研究除蠕虫自身扫描之外的网络因数的具体影响，首先，利用图论知识，构建多区域域间连通度关系；其次，在Areas-AAWP模型中加入该连通度因数，分析在两类扫描情况下该连通度对其传播影响。最后，理论推导与实验结果，表明该连通度对单区域和连通域内的蠕虫传播速率都产生重要的影响。

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1. 绪论

1.1. 研究背景

1.2. 研究意义

1.3. 研究现状与进展

1.4. 本文研究内容及结构安排

2. 基于传统蠕虫的相关研究

2.1. 蠕虫的功能模块与工作流程

2.2. 蠕虫入侵检测的相关研究

2.3. 蠕虫传播模型与扫描策略的相关研究

2.4. 本章小结

3. 基于多区域网络蠕虫传播的建模

3.1. 多区域蠕虫的概述

3.2. 多区域蠕虫扫描策略的模型研究

3.3. 建立多区域蠕虫传播模型

3.4. 本章小结

4. Areas-AAWP模型的传播性态研究

4.1. 多区域扫描相关性对其传播的影响

4.2. 网络拓扑对多区域蠕虫传播的影响

4.3. 实验仿真与分析

4.4. 本章小结

5. 总结与展望

5.1. 全文内容总结

5.2. 进一步研究工作

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的研究成果

致谢