网络蠕虫传播特性研究与仿真

论文摘要

网络蠕虫所造成的巨大损失早已引起人们的重视,一个蠕虫带来的动辄数十亿的损失不亚于一场小规模局部战争,这就决定了蠕虫在信息对抗中将占有重要的位置。本文主要采用数学分析和仿真两种方法对蠕虫传播特性进行研究。首先,通过对蠕虫工作机制和功能结构的分析,建立了适合蠕虫参数化建模的简化功能结构模型,在此基础上,提出了蠕虫参数化建模的方法,并建立了实用性、扩展性较强的蠕虫参数化模型。其次,针对AAWP模型进行了扩展,建立了适用于本地优先扫描的AAWP模型,并利用数学推理方法讨论了本地优先扫描蠕虫的传播特性。同时,提出了一个能够根据网络特性变化,动态调整扫描参数的设计思路,并建立了理想的本地优先扫描传播模型,为该策略蠕虫的研究与设计提供了参考。再次,从仿真角度出发,探索使用仿真手段进行蠕虫研究的方法,并实现了一个粗粒度、大规模、高效率的蠕虫传播仿真器。该仿真器是一个离散事件仿真器,采用周期扫描法推进仿真时钟。依据蠕虫参数化模型,仿真器充分考虑了影响蠕虫传播的重要因素,并在系统设计时特别注重模块化和可扩展性。最后,验证了蠕虫传播仿真器的有效性,并利用它分析了网络参数和蠕虫参数对蠕虫传播特性的影响,得出了若干结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 蠕虫历史
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 主要进展
• 1.4 主要工作及结构安排
• 1.4.1 主要工作
• 1.4.2 结构安排
• 第二章 蠕虫的分析
• 2.1 蠕虫与病毒的区别
• 2.1.1 病毒定义
• 2.1.2 蠕虫定义
• 2.1.3 蠕虫与病毒的区别
• 2.2 蠕虫分类
• 2.3 蠕虫特征
• 2.4 蠕虫工作机制
• 2.5 蠕虫功能结构
• 2.6 蠕虫扫描策略
• 2.7 本章小结
• 第三章 蠕虫传播模型研究
• 3.1 经典传播模型
• 3.1.1 SEM模型
• 3.1.2 KM模型
• 3.1.3 SIS模型
• 3.1.4 Two-factor模型
• 3.1.5 AAWP模型
• 3.2 AAWP模型扩展
• 3.2.1 本地优先扫描策略
• 3.2.2 漏洞主机分布情况
• 3.2.3 本地优先扫描模型
• 3.2.4 本地优先扫描蠕虫特性
• 3.3 理想本地优先扫描模型
• 3.4 传播模型的仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 蠕虫传播仿真器设计与实现
• 4.1 仿真器设计
• 4.1.1 设计原则
• 4.1.2 仿真器结构
• 4.1.3 模块设计
• 4.2 网络模型生成
• 4.3 离散事件仿真
• 4.3.1 仿真引擎组成
• 4.3.2 时钟推进方式
• 4.4 蠕虫仿真程序
• 4.4.1 蠕虫建模
• 4.4.2 仿真流程图
• 4.4.3 数据结构
• 4.4.4 TCP和UDP蠕虫的实现
• 4.4.5 存储空间的优化
• 4.5 仿真运行
• 4.5.1 仿真执行过程
• 4.5.2 参数设置
• 4.5.3 仿真输出
• 4.6 本章小结
• 第五章 实验结果分析
• 5.1 实验环境
• 5.1.1 硬件平台
• 5.1.2 软件环境
• 5.2 仿真器性能
• 5.2.1 输入参数
• 5.2.2 参数配置
• 5.3 有效性测试
• 5.3.1 CodeRed Iv2
• 5.3.2 Sapphire/SQL Slammer
• 5.4 网络参数对蠕虫传播的影响
• 5.4.1 Internet模型
• 5.4.2 漏洞主机数量
• 5.5 蠕虫参数对蠕虫传播的影响
• 5.5.1 蠕虫扫描策略
• 5.5.2 蠕虫大小
• 5.5.3 TCP超时时间及重传
• 5.5.4 额外感染时间
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 进一步研究工作
• 附录
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士期间的科研经历
• 致谢