基于元胞自动机的蠕虫病毒传播研究

论文摘要

随着网络系统应用及复杂性的增加,网络蠕虫成为网络系统安全的重要威胁。在网络环境下,多样化的传播途径和复杂的应用环境使网络蠕虫的传染率增高、潜伏性变强、覆盖面更广。网络蠕虫传播研究的一个关键问题是对蠕虫的行为建模。建立合理的模型能有效、高效的检测和控制蠕虫的传播。本文以元胞自动机理论为基础,针对复杂的网络环境下,网络蠕虫病毒的传播行为和特性进行研究和分析。并讨论了影响蠕虫传播的相关因素。首先,针对蠕虫病毒传播的复杂性,提出了基于元胞自动机模型的蠕虫病毒传播的仿真。根据蠕虫病毒的传播特性,将蠕虫病毒传播的不同阶段建立不同的元胞自动机模型,对不同阶段的不同的传播特性提出了相应的模型。将蠕虫传播分为两个阶段,分别对其建立模型。在蠕虫病毒传播初期,将不会太受关注;在传播后期,在不采取控制措施的条件下,感染数量将会达到某一动态固定值;对仿真数据进行统计分析,发现反映了实际网络中蠕虫的传播情况。其次,由于有些参数很难准确获得的不足,提出了基于模糊元胞自动机的模型,并对蠕虫的输入变量模糊化,并建立模糊控制规则。蠕虫病毒按照模糊元胞自动机的模型传播,会更接近实际。最后,考虑了一些阈值或参数为难以给定的不足,提出了基于神经网络的元胞自动机的蠕虫病毒传播。提出的基于神经网络的CA模型,用户无需提供转换规则,模型的参数则通过训练数据来自动获取。进一步改善了有许多参数要调节和给定带来的不利。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 课题的国内外研究现状
• 1.3 国内外研究现状存在的问题
• 1.4 研究内容和目标及拟解决的关键问题
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究目标
• 1.4.3 拟解决的关键问题
• 1.5 拟采取的研究方法、技术路线及可行性分析
• 1.6 创新点
• 第二章 基于元胞自动机的网络蠕虫病毒传播及仿真
• 2.1 引言
• 2.2 元胞自动机
• 2.3 基于CA的网络蠕虫病毒传播模型构建方法
• 2.3.1 建模问题分析及假设
• 2.3.2 元胞自动机蠕虫病毒模型的演化规则
• 2.3.3 参数设仿真系统置方法
• 2.3.4 模型参数分析和考察指标
• 2.4 病毒传播仿真分析
• 2.5 结论
• 第三章 基于模糊元胞自动机的蠕虫病毒传播
• 3.1 引言
• 3.2 模糊元胞自动机（FCA）
• 3.3 基于FCA的网络蠕虫病毒传播模型构建方法
• 3.3.1 模糊逻辑系统的描述
• 3.3.2 模糊化输入变量、输出控制,并将其模糊化
• 3.3.3 建立模糊控制规则
• 3.3.4 进行模糊推理
• 3.3.5 反模糊化输出变量
• 3.3.6 模糊元胞自动机的演化规则
• 3.4 仿真分析
• 3.5 总结
• 第四章 基于神经网络的元胞自动机网络蠕虫病毒传播建模
• 4.1 引言
• 4.2 神经网络元胞自动机模型（ANNCA）
• 4.3 基于ANNCA的网络蠕虫病毒传播模型
• 4.3.1 引言
• 4.3.2 神经网络元胞自动机的训练模型
• 4.3.3 神经网络元胞自动机的预测
• 4.4 算法实现
• 4.5 总结
• 第五章 结论
• 5.1 本文研究的主要工作
• 5.2 有待进一步研究的工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果