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动态自组织p2p僵尸网络的构建及其防御

信息安全学报 2023年第2期8卷 28-41页

作者：赵昊舒辉刘潮歌邢颖赵耘田数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001 中国科学院信息工程研究所北京100093

僵尸网络作为大规模攻击活动的基础平台,严重威胁网络空间安全,从预测的角度对其开展研究具有重要的现实意义。针对现有研究在终端感知、身份识别和动态对抗中存在的不足,本文概括僵尸网络生命周期,总结p2p结构僵尸网络的脆弱点,建立p2... 详细信息

僵尸网络作为大规模攻击活动的基础平台,严重威胁网络空间安全,从预测的角度对其开展研究具有重要的现实意义。针对现有研究在终端感知、身份识别和动态对抗中存在的不足,本文概括僵尸网络生命周期,总结p2p结构僵尸网络的脆弱点,建立p2p僵尸网络动态对抗模型,分析节点真实性判断和网络拓扑优化重构的重要性。在此基础上,从攻击者视角提出一种新颖的动态自组织p2p僵尸网络模型DSBot。该模型在架构设计上可扩展至各类目标设备,通过基于可信度矩阵和真实性验证的节点安全性评估机制增强终端对抗性,并提出分阶段感染策略。借鉴无线自组网和多智能体的思路和方法,刻画节点属性多维表示和基于状态标识的动态网络框架,以此为基础设计O(Ni)更新算法、均匀连接算法和节点主动移除算法,并结合相应的初始化和调整机制提出网络自组织重构策略,从而进一步提升网络的健壮性。其中,O(Ni)更新算法确保节点的可信度,均匀连接算法降低网络暴露风险,节点主动移除算法实时移除可疑节点。从平均等待时间、命令可达率、网络连接度和重构稳定时间等方面对DSBot模型进行评估。实验结果表明,DSBot模型在效率和韧性上可满足僵尸网络命令控制机制的基本需求。最后,从终端清除、命令控制服务器打击和命令控制过程等方面讨论了可能的防御策略。本文旨在通过预测新型僵尸网络模型来完善防御解决方案。

关键词：网络安全 p2p僵尸网络动态自组织健壮性

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p2p僵尸网络的快速检测技术

东北大学学报（自然科学版） 2010年第12期31卷 1709-1712页

作者：于戈于晓聪董晓梅秦玉海东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004 中国刑事警察学院计算机犯罪侦查系辽宁沈阳110035

以僵尸网络为平台的攻击发展迅速,其控制协议与结构不断演变,基于p2p协议的分布式结构僵尸网络得到快速发展.现有的p2p僵尸网络检测技术大都通过分析历史网络流量信息来进行离线检测,很难保证检测结果的准确性,也较难满足实时性需求.针... 详细信息

以僵尸网络为平台的攻击发展迅速,其控制协议与结构不断演变,基于p2p协议的分布式结构僵尸网络得到快速发展.现有的p2p僵尸网络检测技术大都通过分析历史网络流量信息来进行离线检测,很难保证检测结果的准确性,也较难满足实时性需求.针对这种情况,提出p2p僵尸网络快速检测技术,首先采用一种改进的增量式分类技术,在线分离出满足p2p协议的网络流量;然后利用p2p僵尸主机的通信模式具有行为相似性和周期性的特点,通过动态聚类技术和布尔自相关技术,快速检测出可疑僵尸主机.实验结果表明该技术能够高效实现p2p僵尸网络的快速检测.

关键词： p2p僵尸网络快速检测增量式分类动态聚类布尔自相关

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结构化对等网络中p2p僵尸网络传播模型

软件学报 2012年第12期23卷 3161-3174页

作者：钱权萧超杰张瑞上海大学计算机工程与科学学院上海200072 中国科学院软件研究所信息安全国家重点实验室北京100190

依赖结构化对等网传播的p2p僵尸是未来互联网面临的重要威胁.详细分析了两种典型的结构化p2p协议Chord和Kademlia的工作原理,在此基础上,使用数学建模的方法建立了结构化p2p僵尸网络的传播模型.该模型将Kademlia,Chord协议与双因子免疫... 详细信息

依赖结构化对等网传播的p2p僵尸是未来互联网面临的重要威胁.详细分析了两种典型的结构化p2p协议Chord和Kademlia的工作原理,在此基础上,使用数学建模的方法建立了结构化p2p僵尸网络的传播模型.该模型将Kademlia,Chord协议与双因子免疫机制、主机在线率等因素相结合,较为全面地研究了两种典型的结构化p2p网络中僵尸的传播机理,并使用软件仿真的方法模拟了节点超过百万时,结构化p2p网络中僵尸的传播行为,通过软件仿真得出的数据与理论数据进行对比,验证了模型的正确性.从实验结果可以看出:对于Kademlia和Chord两种结构化p2p网络,僵尸传播无论是双因子免疫模型还是结合双因子与主机在线率的模型,理论模型与仿真结果都非常吻合,体现了模型的准确性,为僵尸的检测与防御提供了理论依据.

关键词：网络安全结构化对等网 p2p僵尸网络传播模型

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识别蜜罐网络的p2p僵尸网络构建机制

清华大学学报（自然科学版） 2012年第3期52卷 385-389页

作者：李雪峰段海新诸葛建伟吴建平清华大学计算机科学与技术系北京100084

p2p僵尸网络构建过程中要解决的主要问题是如何识别由大量蜜罐(honeypot)组成的蜜罐网络(honeynet),特别是避免在僵尸网络中混入蜜罐节点。根据p2p僵尸网络构建机制的工作原理,可将其构建机制划分为:传播与扩散、节点加入和拓扑构建3个... 详细信息

p2p僵尸网络构建过程中要解决的主要问题是如何识别由大量蜜罐(honeypot)组成的蜜罐网络(honeynet),特别是避免在僵尸网络中混入蜜罐节点。根据p2p僵尸网络构建机制的工作原理,可将其构建机制划分为:传播与扩散、节点加入和拓扑构建3个功能模块。基于这3个功能模块,该文提出一种指定优先攻击列表的传播模块,基于身份验证的节点加入模块,以及模拟遗传机制的拓扑构建模块等相结合的p2p僵尸网络构建机制。证明了该机制能有效识别蜜罐节点,并建立其传播模型,同识别蜜罐的僵尸网络传播模型进行对比,通过数学分析及模拟证明该机制在一定条件下具有更高的构建效率。最后针对该机制带来的威胁讨论了一些可能的防御方法。

关键词：计算机网络网络安全 p2p僵尸网络蜜罐网络传播模型

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p2p僵尸网络的传播建模与分析

计算机应用 2015年第1期35卷 68-71页

作者：冯丽萍宋礼鹏王鸿斌赵青杉忻州师范学院计算机系山西忻州034000 中北大学计算机与控制工程学院太原030051

为了有效控制自愿式p2p僵尸网络的大规模爆发,从动力学的角度研究了僵尸网络的传播规律。首先,根据僵尸网络的形成过程,建立了一个时滞微分方程模型;其次,通过详细的数学分析得出了有效控制僵尸网络的阈值表达式;最后,数值模拟验证了理... 详细信息

为了有效控制自愿式p2p僵尸网络的大规模爆发,从动力学的角度研究了僵尸网络的传播规律。首先,根据僵尸网络的形成过程,建立了一个时滞微分方程模型;其次,通过详细的数学分析得出了有效控制僵尸网络的阈值表达式;最后,数值模拟验证了理论分析的正确性。理论分析和实验结果均表明,当基本再生数的值小于1时,僵尸网络可以被完全控制;否则,安全防御措施只能减小僵尸网络的规模。模拟结果还表明,降低僵尸程序的感染率或提高网络节点的免疫率,可以有效控制僵尸网络的爆发。实际网络管理中,可以通过不均匀分布网络节点、及时下载漏洞补丁等措施控制僵尸程序的传播。

关键词： p2p僵尸网络网络安全动力学病毒模型计算机病毒

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p2p僵尸网络检测技术研究

P2P僵尸网络检测技术研究

作者：杨小燕湖南大学

学位级别：硕士

现今因特网的威胁中，僵尸网络是一种危害性极高，且感染数量逐年上升的重大威胁之一。使用者的计算机如果被植入僵尸病毒，攻击者即可从远程下指令给所有被植入僵尸病毒的僵尸计算机。近年来，僵尸网络的演化迅速，从集中式控制的IRC... 详细信息

现今因特网的威胁中，僵尸网络是一种危害性极高，且感染数量逐年上升的重大威胁之一。使用者的计算机如果被植入僵尸病毒，攻击者即可从远程下指令给所有被植入僵尸病毒的僵尸计算机。近年来，僵尸网络的演化迅速，从集中式控制的IRC僵尸网络、HTTp僵尸网络演化到分布式控制的p2p僵尸网络，这样的演进增加了检测的难度。新型的p2p僵尸网络应用p2p的传输架构，使得攻击者可以从任何一个p2p僵尸网络节点发送攻击指令，如此一来，原先对于集中式控制的僵尸网络的检测和防御有良好成效的机制，不能适用于p2p传输架构的僵尸网络的检测和防御。本文首先对僵尸网络进行了深入研究，分析了现有僵尸网络检测技术的优缺点，为研究工作提供参考方案。随后，针对一般常用的p2p软件和p2p僵尸病毒peacomm进行了比较，分析了一般常用p2p软件的网络数据包与p2p僵尸病毒的网络数据包的差异性。以正常p2p软件与基于p2p技术的僵尸病毒在数据包上的差异性作为设计仿真程序基础。在仿真程序的基础上，针对p2p网络中的僵尸病毒设计了一个防御机制，该机制采用异常行为检测的方式，通过观察网络行为找出以p2p方式运用网络的主机程序，并监视这些程序在主机上的活动，当检测到可判定为异常行为的活动时，即设置防火墙对所有该程序的网络端口进行阻挡。经分析，在该方案中，由于存在错误检测的可能性，因此本研究针对该方案的不足之处对该检测机制进行了改进，改进后的检测机制根据主机上p2p通讯的活动迹象确定需观察的对象，由主机上的异常行为确认主机遭受p2p僵尸网络的毒害，并且准确地阻止p2p僵尸网络与受害者的通讯通道。本文完成了这个方法的实验，验证了这个入侵检测防御机制可行性。

关键词： p2p僵尸网络僵尸网络检测入侵检测入侵防御系统

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p2p僵尸网络检测及传播模型研究

P2P僵尸网络检测及传播模型研究

作者：任玮中北大学

学位级别：硕士

计算机网络技术的飞速发展给人们的生活和工作中带来极大便利,但互联网安全也成为不可忽视的问题,当前网络安全领域里最为严重的威胁当属僵尸网络。僵尸网络可以利用诸如分布式拒绝服务攻击等多种方式来攻击目标,其从出现起就一直是网... 详细信息

计算机网络技术的飞速发展给人们的生活和工作中带来极大便利,但互联网安全也成为不可忽视的问题,当前网络安全领域里最为严重的威胁当属僵尸网络。僵尸网络可以利用诸如分布式拒绝服务攻击等多种方式来攻击目标,其从出现起就一直是网络安全领域的研究热点和难点。近年来,p2p(peer-to-peer)僵尸网络被攻击者所广泛使用,该类型僵尸网络实现了非中心化的控制方式,具有更高的隐蔽性和更强的抗毁性。本文对p2p僵尸网络的功能原理、流量特征、检测技术和传播模型进行深入研究,主要工作及贡献包括:(1)提出基于深度信念网络的p2p僵尸网络检测方法。研究了僵尸网络不同于正常网络的流量特征,并分析了当前检测算法的不足,提出了一种基于深度信念网络的检测方法,最后使用真实流量数据对检测模型进行训练和测试。实验结果表明,相对于传统检测方法,基于深度信念网络的检测方法具有更高的识别率。(2)提出基于SEIR(susceptible-exposed-infected-recovered)传染病模型的p2p僵尸网络传播模型。由于僵尸主机从感染病毒到防御措施启动之间需要一定的时间,本文考虑到这段时间对僵尸网络传播的影响,在传统SEIR传播模型中引入时滞?,并分析了模型在平衡点的稳定性。理论分析和数值模拟结果都表明,时间延迟?会影响p2p僵尸网络的传播趋势。该时滞模型更真实的反映p2p僵尸网络在真实网络中的传播规律,为制定防御策略提供指导。

关键词： p2p僵尸网络网络流量特征深度信念网络传播模型

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p2p僵尸网络检测技术的研究与实现

P2P僵尸网络检测技术的研究与实现

作者：原志超北京航空航天大学

学位级别：硕士

p2p僵尸网络（p2p Botnet）是指通过直接交互传递命令，能够发起和响应请求的恶意程序所组成的网络。研究p2p僵尸网络的检测技术，通过发现p2p僵尸网络的命令与控制（command-and-control）的网络通信拓扑结构，并利用社区发现算法检测... 详细信息

p2p僵尸网络（p2p Botnet）是指通过直接交互传递命令，能够发起和响应请求的恶意程序所组成的网络。研究p2p僵尸网络的检测技术，通过发现p2p僵尸网络的命令与控制（command-and-control）的网络通信拓扑结构，并利用社区发现算法检测出网络中可能的p2p僵尸网络节点，能够为攻击、防御和利用p2p僵尸网络提供有价值的信息。本文研究p2p僵尸网络检测技术，设计并实现一个原型系统，主要的工作如下： 1.分析国内外p2p僵尸网络相关研究现状，指出当前研究存在的问题：现有p2p僵尸网络检测技术主要用于检测是否存在僵尸进程或流量是否为僵尸网络流量，没有根据僵尸网络节点之间的命令与控制关系进行检测。 2.给出检测p2p僵尸网络的一种解决方案。明确p2p僵尸网络结构相关的概念，结合项目需求，给出p2p僵尸网络的典型特征，根据这些特征执行算法检测僵尸网络。 3.给出p2p僵尸网络检测算法，该算法将输入的网络数据报抽取为网络流，在进行数据过滤之后，确定命令与控制网络流（对应命令与控制关系），进而得出命令与控制的网络通信拓扑结构，并基于社区发现算法最终检测出僵尸网络。论文详细介绍了各个算法的原理，并分析了算法特点和时间复杂度。 4.设计并实现了p2p僵尸网络检测原型系统。实验和结果分析表明：本文提出的基于社区发现的检测算法能够检测p2p僵尸网络，具有较高的命中率。

关键词： p2p僵尸网络结构检测

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p2p僵尸网络检测技术研究

P2P僵尸网络检测技术研究

作者：付伟智北京邮电大学

学位级别：硕士

僵尸网络是大量被僵尸程序所感染的主机受到攻击者控制而形成的以恶意活动为目的的覆盖网络。由于p2p僵尸网络具有架构上的复杂性、灵活性及较大的个性化差异,并且在网络结构和控制机制等方面仍在不断地改进和发展。因而需要对其结构和... 详细信息

僵尸网络是大量被僵尸程序所感染的主机受到攻击者控制而形成的以恶意活动为目的的覆盖网络。由于p2p僵尸网络具有架构上的复杂性、灵活性及较大的个性化差异,并且在网络结构和控制机制等方面仍在不断地改进和发展。因而需要对其结构和功能机制进行深入研究,以开展对p2p僵尸网络检测技术的研究。本文对传统p2p僵尸网络的拓扑结构和核心功能进行了深入的分析。依据以上的分析和研究,归纳出了p2p僵尸网络所具有的共性流量特征。通过调研和分析发现,这些流量特征多为已出现的p2p僵尸网络检测方法所重点关注的,而由于真实网络环境的复杂性和p2p僵尸程序的不可控性带来的影响,难以在真实的网络环境中对p2p僵尸网络的流量特征进行准确的研究和测量。因而,为了更好地实现对检测技术的研究,本文依据p2p僵尸网络的流量特征,设计并构建了基于分层结构的p2p僵尸网络实验平台LSBotnet以较好地实现上述特征。其中,本文提出了p2p僵尸网络邻居列表机制以及基于Rootkit Inline Hook的僵尸主机隐藏机制。通过对平台各组成部分及网络通信与命令机制的设计与实现,使得该平台能够依据需求,产生变化的流量数据,能够较好地模拟真实环境中p2p僵尸网络的状态,为僵尸网络及其检测技术的研究提供基础。本文以LSBotnet实验平台中采集到的流量数据作为构建和测试检测方法的基础。依据对LSBotnet平台的测试以及对p2p僵尸网络流量特征的分析,提取和构建p2p僵尸网络流量特征集。选取特征集中能够较好地描述p2p僵尸网络流量特征的特征项构成DSCA元组,结合多项Logistic回归方程,提出基于DSCA数据流多元特征组的p2p僵尸网络检测方法,并详细描述了方法的设计和实现过程。文章最后通过对比DSCA与其他特征元组选择方式的检测效果,证明了本文的检测方法能够较好地实现对p2p僵尸网络数据流的检测。

关键词： p2p僵尸网络数据流特征组多项Logistic 回归分析僵尸网络检测