[发明专利]一种P2P幂律网络蠕虫的传播模型及其构建分析方法

说明书

技术领域

本发明属于P2P网络蠕虫建模分析技术领域，具体涉及到一种P2P幂律网络蠕虫的传播模型及其构建分析方法。

背景技术

P2P网络具有非常适合蠕虫传播的特性，随着P2P技术的广泛应用，P2P网络蠕虫成为威胁网络安全的一个重要问题。P2P网络蠕虫是一类利用P2P共享程序在网络中传播的恶意代码，具有隐蔽性强、传播速度快、危害面广等特点。P2P网络的结点度分布呈现幂律分布的特性，综合考虑P2P网络特点和蠕虫自身特点，刻画相对准确的P2P拓扑结构并建立合适的P2P网络蠕虫传播模型，有利于分析P2P蠕虫的传播规律，暴露P2P蠕虫的传播弱点，探索P2P网络中蠕虫的检测和防御机制，从而有效抑制P2P网络蠕虫的大规模传播。

目前，关于P2P蠕虫的有很多相关研究，对P2P网络中利用漏洞感染逻辑邻居结点的蠕虫传播进行仿真，揭示了P2P蠕虫的主动攻击性和强大的感染能力。引入结点逻辑邻居个数，建立了P2P网络中蠕虫传播模型并进行分析。模拟了基于非结构化P2P网络逻辑拓扑的蠕虫传播过程和传播模型，描述了蠕虫传播的非精确上限。

对于P2P蠕虫的研究，其首要问题是建立准确的传播模型，但当前的研究存在的问题是，蠕虫模型相对简单，未能准确的描述蠕虫的传播过程和传播模型。

发明内容

本发明提供一种P2P幂律网络蠕虫的传播模型及其构建分析方法，其目的是结合P2P网络拓扑自身的特点，以克服现有蠕虫模型相对简单，未能准确的描述蠕虫的问题。

为克服现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是：一种P2P幂律网络蠕虫的传播模型是：

其中，I_i为时刻i已感主机总数, New_i为时刻i新增感染主机总数, N为网络结点总数, d为 P2P结点平均度数，P_i为时刻i单个易感结点被其某个邻居感染的概率，Reinf_i为时刻i每个易感结点平均重复感染次数，h为初始已感主机数量，V_i为时刻i感染总数；。

一种P2P幂律网络蠕虫的传播模型的构建分析方法，包括下述步骤： 

(1)对于同一个易感结点，在时刻i可能被其d个邻居结点中的一个或多个同时感染，每个已感邻居结点感染该节点的概率为P_i，对于单个易感结点，其某个邻居结点为已感结点的概率为(N-I_i-1)/N。于是有如下公式：

 

(2)该结点被重复感染的次数为Reinf_i，表示在时刻i内平均每台易感结点主机在被其某一邻居结点感染的基础上，被其他邻居结点感染的次数，因此有如下公式：

(3)对于时刻i内的新增感染主机结点，，其中V_i表示时刻i内已感主机成功感染其邻居结点的总数。时刻i,易感主机总数为N-I_i-1,单个结点为已感主机结点的概率为I_i-1/N，每台易感主机被其某个邻居结点感染的概率为；

(4)该蠕虫模型为：

。

本发明的有益效果是：本发明相对真实的刻画了P2P网络的拓扑结构，在此基础之上对P2P网络中蠕虫的传播过程进行模拟，分析P2P网络蠕虫的传播特点，相对准确的刻画了P2P网络蠕虫的传播趋势。

附图说明

本发明中新增感染结点理论值与模拟值的曲线图；

图2是本发明中感染结点总数理论值与模拟值的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

根据P2P网络拓扑自身的特点，为了简化建模过程，本发明有如下假设条件：

（1）网络中所有节点都为易感结点；

（2）感染时间为一个时刻（time tick）；

（3）蠕虫能够同时扫描所有邻居结点；

（4）同一时刻内，一个易感结点可能被他的多个邻居结点同时感染；

（5）已感结点不会被重复感染。

表1列出该模型中使用到的相关变量及其含义。