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随着网络安全问题日益严重,人们对网络攻击的防御提出了越来越高的要求。
为了设计出安全性更高、更全面的网络防御系统,人们急切地需要对攻击的过程有更为深入和系统的认识,因此提出了网络攻击模型的概念。本文正是在前人的研究究基础上,以Petri网为基本的形式化方法,结合双枝模糊集理论和可靠性理论建立网络攻击模型,并构造攻击规则推理算法。
双枝模糊集理论在攻击模型中的应用可以将攻击的影响因素从促进攻击的单方面扩展到促进和阻碍正反两方面,更实际的描述攻击过程。给攻击模型中引入可靠性理论,使攻击模型从静态发展到动态。
首先,本文指出了以往基于 Petri 网的攻击模型共同具有的一些缺陷,并结合双枝模糊集理论和模糊Petri网建立了。致性网络攻击模型——CBBVFP,该模型对“AND"和“OR”两种基本Petri结构进行了扩展,同时采用多种手段避免了攻击模型中可能出现的不一致现象。另外模型中针对一致性的需要,构造了新的命题真实度推理公式,和模型的推理算法。其次,本文从可靠性的角度出发,结合具有时间特性的模糊时间Petri网(FTPN)建立了动态可靠性网络攻击模型——DRFTPN。
DRFTPN与以往攻击模型相比最大的改进是引入时间因素对攻击的影响,将静态模型发展至动态。模型中将攻击过程描述为一个不可修复复杂系统,认为库所代表的攻击状态是随机失效的,以此为基础对模型系统进行可靠性分析。另外该模型中还提出一种基于最小路集的Petri网路经生成算法。接着,本文在DRFTPN模型的研究的基础上,结合双技模糊决策理论,建立另一种可靠性网络攻击模型-RBBFPRN。该模型与DRFTPN在可靠性方面的区别在于:RBBFPRN认为一个攻击的状态不仅是随机失效的,而且在失效后经过一个修复期,该攻击状态将得到修复。这样做更符合攻击者总是维持攻击状态,使其利于攻击的实事。
本文对新构建的三种模型和相应的推理算法分别进行了实例验证,验证结果表明了这些模型的合理性,同时也说明这些攻击模型是可以给防御方案的设计提供必要参考。综上,本文深化了Petri 网在网络攻击模型和攻击理论方面的应用研究,为研究动态网络攻击模型提供了新的思路。