基于SSFNet的网络蠕虫实验床-Indexof.pptVIP

基于SSFNet的网络蠕虫实验床 荆涛 周庆国 武文忠 jingtaojackie@ 兰州大学网络中心高性能实验室 2004-12-26 OUTLINE 研究背景 网络蠕虫仿真 SSFNET简介 网络蠕虫仿真实验床实现 结论 研究背景 蠕虫危害 蠕虫研究现状 蠕虫危害 蠕虫的研究现状 蠕虫传播策略的研究[2] 理论蠕虫[1]：Warhol worm ，Flash worm 蠕虫传播的复杂网络结构的研究 蠕虫的防范研究 网络仿真技术研究 网络仿真是对网络行为的抽象 考虑网络行为的网络本身性质 安全,高效,低成本 网络蠕虫仿真 概念：通过现有的计算机、操作系统、软件环境，利用相应的数学抽象模型，建立仿真环境，模拟网络蠕虫传播，进而对网络蠕虫进行研究。 研究手段：从蠕虫的传播机理入手，分析蠕虫传播策略特点，进而分析研究蠕虫的对抗，防范技术；从改善网络结构本身入手，分析网络结构对蠕虫传播的影响，不同类型网络中蠕虫传播的特点，找到蠕虫传播的网络相关性。 蠕虫的传播模型 1 . 简单传染病模型：dI(t)/dt = βI(t)[N-I(t)] 2. Kermack - Mckendrick 模型：[3] dS(t)/dt = -βs(t)I(t) (3) dI(t)/dt = βS(t)I(t) –γI(t) (4) dR(t)/dt = γI(t) (5) t 时刻蠕虫传播过程中，易感主机数目，感染主机数目，移除主机数目随时间t的变化模型。 β ，γ分别为感染参数和移除参数 3. AAWP（Analytical Active Worm Propagation） 传播模型： Ni+1 = (1-d-p)ni + [(1-p)iN - ni][1-(1 – 1/232)sn4] KM模型 AAWP模型 SSFNet网络仿真软件 SSFNet[4]是一个Internet网络协议的仿真和建模软件 可扩展仿真建模的并行运算环境 在SSF上实现的面向对象的语言－DML（Domain Modeling Language ） 分为SSF.OS（主机，操作系统相关的建模，尤其是协议）和SSF.NET（建立网络连接，实现节点和链路的配置） SSFNet提供的协议支持包括：IP,TCP,UDP,SOCKET,OSPF,BGP4,HTTP等等 支持windows,linux,Unix系列操作系统，java环境支持 可以进行网络协议，系统仿真，蠕虫传播等网络研究的仿真模拟 与传统的仿真软件相比，它占用资源小得多，对操作系统有广泛的支持，运算效率高。 SSFNet蠕虫仿真包 SSF.App.Worm ，Michael Liljenstam博士[5]编写 ，用户可以自行修改相关代码，设计蠕虫传播模型。 能够模拟蠕虫传播的SI,SIS,SIR传染病模型 Wormprotocolsession MacroscopicModel定义宏观传播状态 SSFNet层次结构模型 实验床的实现: DML语言定义网络的微观传播状态 定义蠕虫包中的相应传播类库文件 ：*WormEpidemic.java ，*Intializer.java ，MeanRate*.java *IPSpaceDistr定义IP地址分布 类Flash蠕虫仿真实现 具有Flash蠕虫的传播特性：攻击表自动分成n块 ；对应攻击表的1/n复制给对应块的感染结点 我们取n为10，网络带宽10Mbit/sec 网络结构的数据来自Oregon大学的“Route Views”项目计划[6]，反应的是真实网络中各个AS的拓扑分布情况。 使用SI 模型 定义相关的类库文件，FlashMeanRateWormTraffic.java，FlashWormEpidemicInitializer.java 仿真传播结果： 实验结论 传播主机数目300,000台，实验带宽采用10M，Flash蠕虫的理论传播带宽为622MB/s,当Flash蠕虫在此带宽传播时相当于理论攻击时间为30分钟左右，与最后得出的结果43分钟是同一量级 实验床可以满足网络蠕虫研究的基本要求 未来的研究 不同网络拓扑结构下的动力学机制 蠕虫传播的相关特点 仿真环境下，网络拓扑结构的描述及生成 参考文献 [1] S.Staniford, V. Paxson, and N. Weaver, How to own the Internet in Your Spare Time,Proc. 11th Usenix Security Symp . (Security’02), Usenix Assoc.,2002;