文献类型：学位论文

中文题名：基于多恢复的入侵容忍模型及其开销量化分析方法

作者：李帆超[1];

机构：[1]华东理工大学;

导师：黄建华;华东理工大学|朱育红;华东理工大学

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：计算机网络安全;入侵容忍;恢复机制;系统开销;量化方法

摘要：入侵容忍技术作为国际上流行的第三代网络安全技术受到越来越多的关注和研究，相比与传统的安全系统的防护策略，入侵容忍系统具有对入侵行为更高的容忍能力。然而当前入侵容忍系统依然存在着模型复杂，成本较高等问题。同时对入侵容忍系统安全属性的量化分析也存在着量化结果不精确以及量化指标不足以反映系统安全指标等问题。<br>　　本文针对现有入侵容忍恢复机制的不足提出了将多种恢复方式结合的入侵容忍模型来提高入侵容忍系统的安全性，对传统的入侵容忍系统做出了一些改进，将反应式恢复、漏洞恢复机制与主动恢复相结合，提出了一种结合多种恢复的入侵容忍系统(Intrusion Tolerance System Based on Multi-Recovery-MRIT)。基于状态转移模型对MRIT系统的行为进行建模，建立了可用性、平均安全故障时间等多项安全指标的量化模型。针对系统开销对安全性的影响和恢复阶段的系统开销难以评估的问题，提出了一种基于半马尔科夫过程模型的开销分析方法，对于系统在平均安全故障时间内进行的恢复所需的开销进行量化计算。开销模型针对三种不同恢复阶段分别计算各自的开销，结合半马尔科夫过程得到的系统运行周期内恢复的次数，提出了平均恢复开销这种新的量化方法，这种方法量化了系统级的开销，且对采用恢复方式的入侵容忍系统具有普适性。本文通过安全量化仿真实验评估了系统的可靠性和平均安全故障时间等安全属性。通过基于OpenStack云平台搭建了MRIT系统，并测试了系统恢复周期等相关指标对安全性能的影响，实验结果表明:多种恢复方式的结合虽然增大了系统的负载但是系统性能并未受较大影响。实验分析了开销对系统性能的影响，结果表明在保证MRIT系统开销不影响性能且保持正常对外提供服务的条件下，通过适当调节主动恢复的周期可以有效地减少系统开销。