用于行为分析反木马的模糊分类算法研究

摘要

信息安全问题，在网络迅速发展与广泛应用的现代社会中，日益受到人们重视。特洛依木马(Trojan-horse)是影响信息安全的一个重要问题，与绝大多数的网络政治经济案件联系在一起，数量和危害程度上均占到较大比重，并呈上升趋势，至今尚未能找到行之有效的办法来充分遏制木马危害的持续上升。因此，反木马的研究一直是信息安全领域的一个热点和重点。 目前木马检测方法大多为特征码检测技术体系。行为分析由于具有检测特征码未知的木马、病毒等非法程序的能力，具有主动防御的特点，成为反木马和反病毒等研究领域中的最重要技术。在对现有的基于行为分析技术的反木马策略分析后，本文发现，大多数策略中存在着误报、漏报率过高、应用效率过低、交互式结构不符合用户使用等诸多不足。鉴于上述不足，本文通过对反木马算法理论体系研究和木马行为特征分析，建立了一套反木马算法设计标准，为算法的构建和实际应用提供有力的依据。在此基础上提出并设计了用于行为分析反木马的模糊模型分类算法，最后利用实验证明了本文反木马算法的有效性。本文的主要研究工作如下： 1．归纳总结出行为分析反木马技术面临的核心问题。 本文深入的分析木马危害的形成过程，描述了木马产业链的构成。讨论了主流木马查杀技术与评判标准。对现有的反木马算法进行了深入地剖析。最后本文总结认为：用于行为分析判别的分类算法不成熟是该技术面临的核心问题。 2．建立了反木马算法设计标准，同时指出了判别精度的理论上界。 本文依据国外著名学者Frederick.Cohen博士提出的恶意代码的不可精确判定理论体系，指出了冯．诺伊曼体系下的恶意代码是无法在多项式时间内100％精确地判别恶意代码，从而从理论上得到反木马系列算法只可做到局部100％的精度上界。在总结和归纳目前反木马分类算法上存在的不足，结合行为分析技术以及反木马的特点，我们给出了三条原则作为基于行为分析的反木马设计算法标准：算法能够有效缓减特征属性的增长带来的算法效率下降；算法允许在多项式时间内自适应局部收敛到一个有效精度；算法可以自动提炼特征属性。 3．提出了一种新的基于多层模糊分类系统的反木马算法。 模糊分类是指用来处理带有模糊性模式的识别方法，具备概率推理能力强、语义清晰、易于理解等特点。木马与合法程序的行为特征就存在这样的一种模糊性。基于这种模糊性的特点以及反木马算法设计的三个标准，本文给出了一种新的基于多层模糊分类系统的反木马算法，它根据模糊规则初始分类的正确与否自适应的调整规则的置信强度来训练算法中的规则，最终实现木马判别的局部高精度分类。 4．对本文给出的算法进行实验验证，并利用交叉验证法首次解决了木马实验数据集一直存在的小数据量及测试样本库权威性的问题，从而使测试结果更加有效。 实验中，共收集了200个合法程序，并查阅和研究了200个木马的技术细节，提取了常见的7个行为特征来进行实验。通过实验结果分析，证明了本文给出模糊分类算法在训练阶段可在有效的时间实现局部100％的分类精度，并在测试阶段取得高精度判别。同时，本文通过与同等实验条件下的贝叶斯反木马分类算法的比较后发现，我们的算法在平均精度和最佳精度上均高于贝叶斯算法。

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文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章绪论

1.1本章摘要

1.2研究背景

1.2.1木马危害的严重性

1.2.2木马的概念与分类

1.2.3主流木马查杀技术与评判标准

1.2.4木马行为特征

1.2.5行为分析反木马技术的必要性

1.2.6行为分析反木马技术面临的问题

1.3研究内容及论文组织

1.3.1主要研究内容

1.3.2论文组织

第二章相关研究现状

2.1本章摘要

2.2恶意代码的不可精确判定理论

2.3分类算法相关概念

2.3.1分类算法概念

2.3.2分类算法的构造步骤

2.3.3分类算法研究现状

2.4常见反木马分类算法

2.4.1贝叶斯分类反木马算法

2.4.2人工免疫反木马算法

2.4.3神经网络反木马算法

2.5目前反木马分类算法上存在的不足

第三章基于模糊分类器的反木马分类算法设计

3.1本章摘要

3.2模糊逻辑的特点与应用分析

3.3程序行为的模糊特性

3.4多层模糊分类器

3.5一种新的反木马模糊分类器设计

3.5.1数据抽象

3.5.2分类器总体模型

3.5.3改进的多层模糊分类器

3.5.4自适应机制模块

第四章分类器实验与性能分析

4.1本章摘要

4.2 Matlab辅助分类器框架设计

4.2.1模糊逻辑单元的模型建立

4.2.2隶属函数的建模过程

4.2.3自适应模块的建立

4.2.4总体模型数据计算

4.3实验数据与交叉验证

4.3.1实验数据

4.3.2交叉验证

4.4实验结果分析

第五章总结与展望

5.1全文总结

5.2展望

参考文献

附录

致谢

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