网络蠕虫仿真研究

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1、万方数据第26卷第7期计算机仿真2009年7月文章编号：1006—9348(2009)07—0142—04网络蠕虫仿真研究徐晨亮，荆继武(中国科学院研究生院信息安全国家重点实验室，北京100049)摘要：针对蠕虫传播解析模型在参数选取上的限制和仿真保真度上的不足，提出了蠕虫传播特性的仿真模型，确定了蠕虫仿真的参数。在网络仿真平台上构建了一个高保真度的、完全数据包级别的蠕虫仿真系统。利用系统，对网络蠕虫的传播特性进行了仿真分析，实验分析了链路延时、链路带宽、传输层协议、感染包大小对蠕虫传播的影响。仿真实验结果证明仿真系统

2、是有效的，与解析模型相比，仿真系统能够设置更多的参数，考虑的更加全面，所得结果更加符合实际情况。系统可以为网络蠕虫研究提供重要支持。关键词：蠕虫；仿真；网络安全中图分类号_．TP391．9文献标识码：AInternetWormSimulationResearchXUChen一]iang，JINGJi—WU(StateKeyLaboratoryofInformationSecurity，GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)ABSTRAC

3、T：ThispaperfirstintroducesanalyticalmodelsforInternetworlnsandindicatestheirconstraintsinparam—etersanddisadvantagesinfidelity．Thenitpresentsasimulationmodelforwormpropagationanddeterminesthepa-rametersforWOrmsimulation．Acompletepacketlevelwornlsimulationsystemw

4、ithhighfidelityisimplementedinnetworksimulator．Finally，withsimulationexperiments，thepaperanalyzestheimpactsoflinkdelay，linkband—width，￡ransportprotocolandinfectionpacketsizeonwormpropagation．Thesimulationresuhsshowthatthesimula-tionsystemiseffective．Comparedwith

5、analyticalmodel，thesimulationsystemcansetmoreparameters，ismorecomprehensive，andtheresultsaremoreconsistentwiththerealsituation．ThesimulationsystemCanprovidegreatsupportforWOrmresearch．KEYWORDS：Worm；Simulation；Networksecurity1引言网络蠕虫是一种恶意的计算机程序，能够不断进行自我复制，并且通过网络进行

6、传播，对网络和计算机造成严重破坏。2001年CodeRed蠕虫爆发，在爆发后的9小时内攻击了25万台计算机，造成的经济损失超过20亿美元。2003年Slammer蠕虫爆发，在短短十分钟内感染了90％的存在系统漏洞的SQL服务器，造成美国大多数银行ATM网络的瘫痪。目前蠕虫爆发的频率越来越快，几乎每年都有新的蠕虫出现。更为可怕的是，传播速度更快、危害更大的蠕虫完全可以实现⋯。鉴于网络蠕虫的巨大危害性，目前已经成为网络安全领域的一个研究热点。但是，由于网络蠕虫传播范围非常广，而且具有突发性和破坏性的特点，所以通过在真实网络

7、环境基金项目：国家自然科学基金项目(60573015)；中国科学院研究生院科研启动基金(045002CM03)收稿日期：2008—05—04修回日期：2008—06—28---——142---——中观测和重放蠕虫来研究其传播特性是不可行的。因此采用仿真和建模的手段就成了蠕虫研究领域的一个热点方向。然而，传统的蠕虫传播解析模型存在参数选取上的限制和保真度上的不足。针对这些不足，本文提出了蠕虫传播特性的仿真模型，并确定了蠕虫仿真的参数。在通用仿真平台上，构建了一个具有高保真度的、完全数据包级别的蠕虫仿真系统。该蠕虫仿真系统

8、可以考虑各种蠕虫特性参数和网络环境参数，分析它们对蠕虫传播的影响，并在仿真规模和仿真保真度上取得了较好的平衡。相比于蠕虫传播解析模型，该系统能够设置更多的参数，考虑得更加全面，所得的结果更加符合实际情况。2蠕虫传播解析模型蠕虫传播解析模型是蠕虫传播特性研究最常用的一种方法。它通过一组微分方程或离散的递归表达式，来描述蠕虫在网络中传