網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)可生存性技術(shù)研究.pdf

1、隨著國家信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略的確定，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)建設(shè)取得了長足的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、政府和國防部門。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)、外部環(huán)境日趨復(fù)雜使得任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都不可能是安全的，因此，信息系統(tǒng)的可生存性技術(shù)研究，是繼系統(tǒng)安全性之后的又一個(gè)重要方向。 本文所作的主要工作是研究網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的可生存性評(píng)估和增強(qiáng)技術(shù)，達(dá)到能夠分析和定位信息系統(tǒng)可生存性弱點(diǎn)，并在給出量化分析的結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)可生存性狀況的增強(qiáng)方法。主

2、要包括以下幾個(gè)方面： 首先，利用隨機(jī)Petri網(wǎng)模型對(duì)信息系統(tǒng)可生存性分析進(jìn)行了建模研究。第一步，將信息系統(tǒng)抽象為請(qǐng)求組件、通信組件、處理組件、和存儲(chǔ)組件四個(gè)部分，第二步，將信息系統(tǒng)工作流程形式化描述和可生存性分析建模相結(jié)合，分別描述了通用信息系統(tǒng)、系統(tǒng)組件失效修復(fù)、串聯(lián)并接、冗余以及具有可生存屬性組件的建模方法。第三步，通過模擬的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)信息系統(tǒng)形式化描述的同時(shí)對(duì)其生存能力做了定性和定量分析。 其次，提出了一種信息系

3、統(tǒng)可生存性的層次化評(píng)估模型。該模型根據(jù)系統(tǒng)中關(guān)鍵服務(wù)及其原子服務(wù)組件信息，進(jìn)行漏洞探測(cè)，生成網(wǎng)絡(luò)攻擊圖和攻擊方案，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行基于真實(shí)環(huán)境下的可生存性測(cè)試，記錄攻擊中和攻擊后的服務(wù)質(zhì)量變化。通過服務(wù)質(zhì)量變化分析系統(tǒng)可生存性的四個(gè)關(guān)鍵屬性，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可生存性量化分析。 再次，在系統(tǒng)冗余和多樣性的前提條件下，提出了原子組件自組織來增強(qiáng)系統(tǒng)可生存性方法；根據(jù)中心極限定理以及系統(tǒng)運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)，獲取原子組件可生存性變化曲線，

4、并結(jié)合系統(tǒng)服務(wù)效率以及服務(wù)質(zhì)量等因素，設(shè)計(jì)了基于自組織的可生存性增強(qiáng)算法。 第四，在介紹了多種連接遷移技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)基于連接遷移技術(shù)的服務(wù)自組織系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)服務(wù)處理流程將系統(tǒng)組件分解為通信組件、服務(wù)分發(fā)組件、服務(wù)提供組件；備份組件將其可生存性信息實(shí)時(shí)發(fā)送給工作組件，并獲取最新服務(wù)狀態(tài)列表，當(dāng)某一組件可生存性最高時(shí)，根據(jù)組件的功能及其在體系結(jié)構(gòu)中的位置，通過多種連接遷移技術(shù)進(jìn)行服務(wù)自組織，該系統(tǒng)具有對(duì)用戶透明，配置簡(jiǎn)單

5、靈活的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)證明，該方法可以有效提高服務(wù)質(zhì)量，并達(dá)到增強(qiáng)服務(wù)可生存性目的。 網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)可生存性技術(shù)研究還處于起步階段，本文針對(duì)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，提出使用隨機(jī)Petri網(wǎng)進(jìn)行建模的方法，該技術(shù)研究成果可有效指導(dǎo)系統(tǒng)可生存性設(shè)計(jì)；其次對(duì)于基于網(wǎng)絡(luò)的信息系統(tǒng)提出了基于層次化的評(píng)估模型，可以幫助系統(tǒng)管理員快速定位影響系統(tǒng)生存性的關(guān)節(jié)點(diǎn)；在生存性增強(qiáng)方面，首先，提出基于服務(wù)自組織的可生存性增強(qiáng)算法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于連接遷移的服務(wù)