mnos拟态网络操作系统设计与实现

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1、MNOS:拟态网络操作系统设计与实现王稹鹏扈红超程国振家数字交换系统工程技术研宄中心摘要：控制层的漏洞利用攻击，如恶意APP、流表总改等是软件定义网络(softwaredefinednetworking,SDN)面临的主要威胁之一，而俾统基于漏洞修复技术的防御策略无法应对未知漏洞或后门.提出一种基于拟态防御思想的网络操作系统安全架构拟态网络操作系统(mimicnetworkoperatingsystem,MNOS)一一保障SDN控制层安全.该架构采用异构冗余的网络操作系统(networkoperatingsystem,NOS),并在传统的

2、SDN数据层和控制层间增设了拟态层，实现动态调度功能.首先拟态层动态选取若干NOS作为激活态并行提供服务，然后根据各NOS的处理结果决定最终的有效响应返回底层交换机.实验评估表明:在增加有限的时延开销下，MNOS可以有效降低SDN控制层被成功攻击的概率，并具备良好的容错/容侵能力;在此基础上，提出的选调策略和判决机制，可以有效提升系统的异构度和判决的准确性，进一步提升安全性能.关键词：软件定义网络;主动防御;拟态安全防御;动态异构冗余;网络操作系统;作者简介:扈红超(13633833568@139.com)作者简介：王祺鹏，whuwzp@

3、whu.edu.cn作者简介：ChengGuozhen,bornin1986.PhDandresearchassistant.Hismainresearchinterestsincludesoftwaredefinednetworkingandactivedefense.收稿日期：2017-06-11基金：W家自然科学基金项目(61309020,61602509)家自然科学基金创新群体项0(61521003)DesignandImplementationofMimicNetworkOperatingSystemWangZhenpengHu

4、HongchaoChengGuozhenNationalDigitalSwitchingSystemEngineering&TechnologicalResearchCenter;Abstract：Asamission-criticalnetworkcomponentinsoftwaredefinednetworking(SDN),SDNcontrolplaneissufferingfromthevulnerabilitiesexploitedtolaunchmaliciousattacks,suchasmaliciousapplicat

5、ionsattack,modifyingflowruleattack,andsoon.Inthispaper,wedesignandimplementmimicnetworkoperatingsystem(MNOS)，anactivedefensearchitecturebasedonmimicsecuritydefensetodealwithit.InadditiontotheSDNdataplaneandcontrolplane,amimicplaneisintroducedbetweenthemtomanageanddynamica

6、llyscheduleheterogeneousSDNcontrollers.First,MNOSdynamicallyselectsmcontrollerstobeactivetoprovidenetworkserviceinparallelaccordingtoacertainschedulingstrategy,andthenjudgeswhethercontrollersareinbenignconditionsviacomparingthemresponsesfromthecontrollers，anddecidesamostt

7、rustedresponsetosendtoswitchessothattheminorityofmaliciouscontrollerswillbetolerated.TheoreticalanalysisandexperimentalresultsdemonstratethatMNOScanreducethesuccessfulattackprobabilityandsignificantlyimprovenetworksecurity,andthesebenefitscomeatonlymodestcost:thelatencyis

8、onlyabout9.47%lower.Andsimulationresultsprovethattheschedulingstrategyanddecisionfusionmethodpro