基于动态检测隔离机制的网络蠕虫传播模型与分析

提出一种基于动态检测隔离机制的通用网络蠕虫传播模型,该模型定义了蠕虫在隔离阶段的可疑状态,显式地刻画了蠕虫动态检测隔离过程;并利用动态蠕虫感染率和动态主机移除率、主机自动免疫率分别描述了蠕虫传播造成的网络拥塞现象和人类在对抗蠕虫病毒过程中的主观能动性.分析表明,基于动态检测隔离机制系统可有效降低蠕虫传播速度,减少被感染主机数,延迟蠕虫传播峰值出现的时间.     

SIRS蠕虫传播模型及其分析

提出SIRS蠕虫传播模型并对其稳定性进行分析,当R0<1时,网络最终将处于“无病”状态,当R0>1时,将出现蠕虫“地方病”。利用CAIDA提供的蠕虫数据进行检验,结果表明模型与实际数据吻合。基于该模型,分析了主机不能保持免疫力、感染蠕虫后及时关机或断开网络、主机主动免疫等不同策略对蠕虫控制的影响。     

新型工业控制系统勒索蠕虫威胁与防御

工业控制系统（ICS）的大规模攻击对于电力生产、输配电、石油化工、水处理和传输等涉及国计民生的关键基础设施是一个巨大的威胁,目前提出的针对ICS的勒索蠕虫受限于工控网络隔离的特性,难以大规模传播。基于观察到的ICS实际开发场景,针对ICS高度隔离化的问题,提出一种基于新的攻击路径的勒索蠕虫威胁模型。此威胁模型首先将工程师站作为初次感染目标,然后以工程师站作为跳板,对处于内部网络的工业控制设备进行攻击,最后实现蠕虫式感染和勒索。基于此威胁模型,实现了ICSGhost——一种勒索蠕虫原型。在封闭的实验环境中,ICSGhost能够以预设的攻击路径对ICS进行蠕虫式感染;同时,针对该勒索蠕虫威胁,讨论了防御方案。实验结果表明此种威胁切实存在,并且由于其传播路径基于ICS实际的开发场景,较难检测和防范。     

基于本地网保护的蠕虫防御系统研究

为了阻止外网蠕虫向本地网的传播,设计了一个基于本地网保护的蠕虫防御系统.该系统通过监测外部主机连接本地网的连接强度、端口相似度和失败比率等统计信息预警蠕虫扫描行为和可疑外部主机,通过检测和丢弃来自可疑主机的蠕虫攻击包防御蠕虫向本地网传播.为了提高系统效率和减少系统对正常网络活动的影响,蠕虫攻击包检测采用了源地址跟踪和蠕虫特征匹配两级检测.最后建立了该蠕虫防御系统保护下的本地网蠕虫传播模型,并通过仿真实验验证了系统的有效性.     

一种基于Agent的分布式病毒防御系统

目前的高速局域网为计算机病毒通过网络传播搭建了理想的高速通道,使得病毒在局域网范围内容易迅速蔓延.因此需要探讨一种局域网内的新型杀毒软件系统,这是一种结合了分布式和Agent技术优点的,智能、主动的计算机病毒防御系统.该系统具有高度的信息共享能力,当某一台主机受到病毒危害时,局域网内的所有主机将迅速获得相关信息,并有针对性地进行系统加固,使整个网络的安全性大幅提高.     

基于生物学原理的计算机网络病毒传播模型

针对已有的SIR病毒模型并没有很好地反映现实计算机网络中节点状态转换的问题,根据生物学传染病原理,结合已有的SIR模型,提出一个新的SIRS计算机病毒传播模型。利用微分方程理论分析该模型的动力学行为,发现基本再生数R0的取值是影响网络中病毒是否能彻底控制的关键。数值模拟结果表明,该模型能有效地预测和控制计算机网络病毒的传播。     

基于免疫主机的蠕虫非线性传播新模型优化

基于Two-Factor传播模型提出了一种新的QSIRV传播模型,该模型更合理地考虑了被免疫主机的失效性。通过仿真得出,QSIRV模型较Two-Factor模型能够更好地描述蠕虫的传播规律以及传播过程中网络流量和蠕虫流量之间的相互影响,尤其是对免疫后的主机数目变化的仿真更是符合实际情况,同时考虑了已隔离、免疫及被感染主机的数量的影响以及人们对蠕虫传播的警惕性的提高。对QSIRV模型进行了进一步的改进。仿真结果验证,改进后的模型可以更快地遏制蠕虫传播。     

基于生物免疫原理的网络蠕虫免疫模型

提出一种新的网络蠕虫传播模型,并基于生物免疫原理提出了成熟良性蠕虫、记忆良性蠕虫和疫苗良性蠕虫新概念,建立了新的主机状态转移关系,运用系统动力学理论和方法,建立了一种新的网络蠕虫免疫模型,它能够从定性和定量两方面分析和预测网络蠕虫免疫过程,并能够深入刻画恶性蠕虫和良性蠕虫交互过程中的网络特性,为动态防治网络蠕虫提供了新的理论依据。模拟实验结果表明,引入的三种良性蠕虫是动态防御恶性网络蠕虫传播的重要因素。     

一种计算机病毒传播模型的分析与仿真

计算机病毒已经对计算机网络构成了严重地威胁。但由于计算机病毒传播复制的方式多种多样,很难简单地用单一的模型刻画所有的病毒,而应该根据病毒不同特征提出模型从而加以研究。传统模型一般以主机节点为研究对象,粒度较大,不能反映更细致的传播过程和相关特点。为遏制病毒传播,提出了一种新的病毒传播模型,用来描述通过网络共享方式传播的病毒。模型与传统的模型相比,采用了细粒度的文件代替主机作为研究对象,同时加入了文件类型比例及访问频度等参数。通过对模型方程的求解和分析,以及进行仿真实验,并将搜集整理的实际统计数据与实验数据比较,说明了模型能更为细致地反映病毒的传播特征,从而为计算机病毒的防范提供了科学依据。     

基于常数输入的蠕虫传播模型及其分析

针对蠕虫病毒提出了易感主机有常数输入并具有标准传染率的SIRS传播模型,考虑蠕虫病毒在传播期间主机总数的动态变化性,应用微分方程定性与稳定性理论对该模型进行分析, 讨论了不同因素对蠕虫病毒控制的影响。并利用Abilene网络分析了网络拓扑对病毒传播速率的影响。最后,通过CAIDA提供的蠕虫数据对该模型进行了检验。     

Pulse quarantine strategy of internet worm propagation: Modeling and analysis

Worms can spread throughout the Internet very quickly and are a great security threat. Constant quarantine strategy is a defensive measure against worms, but its reliability in current imperfect intrusion detection systems is poor. A pulse quarantine strategy is thus proposed in the current study. The pulse quarantine strategy adopts a hybrid intrusion detection system with both misuse and anomaly detection. Through analysis of corresponding worm propagation models, its stability condition is obtained: when the basic reproduction number is less than one, the model is stable at its infection-free periodic equilibrium point where worms get eliminated. Numerical and simulation experiments show that constant quarantine strategy is inefficient because of its high demand on the patching rate at “birth”, whereas the pulse quarantine strategy can lead to worm elimination with a relatively low value. As patching almost all hosts in the actual network is difficult, the pulse quarantine strategy is more effective in worm elimination.     

大规模蠕虫在线追踪培养皿

提出了一个用于反向追踪大规模网络蠕虫传播的虚拟实验环境，能够用于网络蠕虫检测和防御实验。实验环境使用虚拟机技术，虚拟大量主机和网络设备参加，尽量符合网络实际。在可控的范围内，使用真实的感染代码引发大规模蠕虫的爆发，观测蠕虫的传播过程。实验环境中可以发现蠕虫的传播特性，实时收集网络蠕虫的流量数据和感染过程。     

非均匀随机扫描的蠕虫离散传播模型

为进一步提高蠕虫传播效率,深入研究了非均匀扫描策略,建立了非均匀随机扫描的蠕虫传播模型,在此基础上从已感染主机免疫率、易感染主机免疫率、主机扫描数三个角度定量地分析了非均匀随机扫描策略下网络蠕虫的传播效率,得到在非均匀扫描模式下主机总体感染率峰值可达0.8以上,达到峰值提前近1000s,抑制过半延迟近2000s。最后通过模拟实验验证了非均匀随机扫描模型具有更高的蠕虫传播效率。     

蠕虫在P2P网络中的传播研究

P2P蠕虫是利用P2P机制进行传播的恶意代码。通过P2P节点的共享列表,蠕虫很容易获得攻击目标的信息,所以其爆发时传播速度很快,这种大量的快速传播导致的直接后果是网络阻塞。该文分析蠕虫在P2P网络中的传播原理,在经典病毒传播模型基础上提出了考虑带宽及治愈响应起始时间因素的蠕虫传播模型,从带宽饱和与阻塞两个方面分析带宽对蠕虫传播的影响,在此基础上分析了蠕虫的防御措施。通过模拟实验,该模型能够较真实地描述蠕虫大规模爆发时引起带宽拥塞的情况。     

Modeling and analyzing of the interaction between worms and antiworms during network worm propagation

Interaction of antiworms with a worm population of e.g. hosts of worm infected and hosts of antiworm infected must be considered as a dynamic process. This study is an attempt for the first time to understand how introduction of antiworm affects the dynamic of network worm propagation. In this paper, we create a mathematical model (SIAR model) using ordinary differential equations to describe the interaction of worms and antiworms. Although idealized, the model demonstrates how the combination of a few proposed nonlinear interaction rules between antiworms and worms is able to generate a considerable variety of different kinds of responses. Taking the Blaster and Nachi worms as an example, we give a brief analysis for designing a practical antiworm system. To the best of our knowledge, there is no model for the spread of an antiworm that employs the passive scan and the finite lifetime and we believe that this is the first attempt on understanding the interaction between worms and antiworms.     

主动Internet蠕虫防治技术-接种疫苗

常规的蠕虫防治策略中网络管理人员处于被动地位,蠕虫爆发后会在网络中长期泛滥,无法得到有效抑制。该文通过对经典蠕虫的分析,给出了蠕虫疫苗的定义(为破坏蠕虫传播流程中的某个环节而在主机上建立的标记,称为蠕虫“疫苗”;标记的建立过程,称为“接种疫苗”),讨论了蠕虫疫苗的判定选择方法以及接种技术要点。通过对网络中易感主机进行接种疫苗,可以减少网络中易感主机的存在数量,使蠕虫失去攻击的对象,无法继续传播。接种疫苗可以作为网络管理人员主动进行蠕虫防治、迅速消灭蠕虫的一种有效手段。     

离散时间下混合型良性蠕虫的建模仿真分析

为了更好地刻画良性蠕虫的传播过程,采用了离散时间模型。在离散时间下,考虑恶性蠕虫和良性蠕虫传播对网络的影响,对混合型良性蠕虫的传播过程进行分析和数学建模,通过仿真验证传播模型,并引入泰勒公式对关键参数进行分析比较。理论分析和仿真实验表明,在混合型良性蠕虫释放时间和网络性能一定的条件下,存在一个临界值使得切换时间最佳,而网络敏感度足够小时,不同的切换时间对感染类主机数量的变化几乎没有影响。