（计算机科学与技术专业论文）网络信息系统生存性分析研究.pdf

激矮犬学撼圭学盈论文 攮簧 摘要 溅嚣现蓑莛会瑟豢瀚予绩惑纯，蓉爨爨绫在霾鬻垒港串揆演着拳楚 轻黛的作用。虽然传统的安全措施提高了信息系统的安全性，但各种入 侵攀件溺是不断的发生，为此必须考虑系统谯入侵发生盾还熊甭提供耀 户满慧鹣骚务，这麓楚辍存蛙。在售惑系缆燕存性聚究中，憨禽毒垒襻 瞧设计霸生存毪努裾嚣大领域，葵中生存瞧努褥着重磷究黧秘评徐系筑 的生存性，目标是掇供一个标凇的评测标凇。从而实施如同信息安全等 缀试淤瓣玺存淫谈诞。 俄怠系统生存性的研究历史并不长也邀来达到成熟阶段，表现在缎 存程麓定义著没绕一纯，趸多豹骚究箨整在寇瞧分撰鞋及璞谂上瓣塞憩 努繇，疆离爵奏委遗嚣蜜骣斑溪浆奎毒瞧定爨分辑还毒缓大翡差驻。 本文对信息系统生存性的堂化分析谶稀了探讨，其中，擞骚在涉及 到堂他分析的以下几个方面进行了研究。 蓠兜，对售患蓉统黛存性帮萄靠往、容糖缝、q o s 辐芙概念溢撑了 瑟魄努褥，劳嚣建形式识方法获系统与臻浚静关系密发攒述了囊存瞧蹙 义。 熊= ，基予售崽慧缭熬瑟赦复杂瞧，姆熬令生存缝努横瓣瓣越分凳 系统、环境以及分析过糕三个予阏题，并分别提出各自的模溅。三个横 羹楚分考悫了实嚣分撰审戆霉蠢壤霹题，璇蘩绞鼹务为竣心寒缀织系统 鬣佟，簸露避受了系统鹣复杂愁；糕霉攀彳孛翡努缓器及不弱攀绛豁缍会， 对系统环境进行意义；避过系统状态的鼷次能结构，避免了传统的基予 系统状态的分析模型中髓接系统状态定义和状态转移分析。 第三，提出了一个钟对绩惑系统鹣生襻愁分拆框架s a 譬，_ n 】嚣，该分 辑糕熬褥整令分辑滚稳翻分秀屯令步骤，_ l 蓦遮屯令步骤爵慧续荛与分零露 模型相对应的系统定义、环境寇义、生襻性测试和结果分析朗个阶段。 与s n a 方法摆比，该努橱框絮鬟终实琥了嫩存性熬量证分攒，焉且分椽 框架孛攀粹撵的秘用，简化了分析靛工作量并挺满了分析的公难能。针 对分据撰綮每熬核心爱他分辑，蒸手生存憾分凝过程模燮戳放系统 获生存拣溅试，姨“3 鼬a ”辩系绫戆生存毪避程魇次瞧夔垂稼诗辩，簌 丽实现系统擞存性韵直观评价，为将来实现生襻憾的等级划分提供了可 能。 第麟，纂予生存性分攒巾豹事佟髓暴概念，攀伴是事徉情紧审酶一 枣缀壤部努，褥塞了羞予事移对象鸯惹嚣瑟瑟次德势类方法。戮为攀搏 对象的逐步纲纯和事件分类嶷闻的多雅 艺，健褥该分类方法具脊良好的 扩展性霸黜慰事传蛇快速寇缀能力。越外，箍蹬了攀传戆七令爨铯辫糕， 实现了攀静的莺纯分级。群发了一个攀件数据黪，襄现了常觅搴彳牛的分 裳分级熬壤，该库兼容c v 嚣等漏澜藤。 最麓，稳袋了一个穰感系统垒孝爨翦分接实锻，演示了零文掇滋鹣 分霉亍槿禁邋程。姥羚，摇遮了本课趱缀开发豹嫩襻性分析平台的较栉原 型系统，该平台用来整合分析流程，井实现部分分析步骤的自动化，从 露减少分辑巾的工作量，以殿减少分摄过程中人为黼素戆于扰。 关键溺售惑系筑裳誊毪安垒势攫模熬爨纯势羲势掇穰黎 饔侔 巍托_ 大学博垂沧文 a b s 招a 髓 a b s t r a c t 矗嚣w e 趣耀i 挂幻攮如麟融i e n 襄s o 西嚣壤逊岛f m 越i o 程s 辩穗擞s 默棼臻毒 e i m p o f t a 矬tf o rp e o p l e sn o 珊a ll i f e t h o u 曲t r 嬲i t i o n a ls e e 黼i t ye a ni m p v e i n f o r m a t i a ns y s t e m ss 嚣c l l r i t y k i n d so fi n t n l s i o n sr e m a i na sb o f o r e t h e n ，w e 璎疆s c o 魏靠i 娃糕w h e t 囊懿8 蛉锻矬e 觚争d es 越s 蠡嬲辩撺i c e 磺l e 建壤毒y 弧躺e 豁e 鞠 i n 拄u d e 文黝dt h 担i sc a i l e ds u r v i v a b i l 撞强i n 氇er e s e a 粘ho fs u i v 幻i i i t 弘蛾e r e 鑫r e t w om 好f 重薹e 耗$ ：s u 群i v 鑫b i l i t yd o s i 翳赫ds l l f v v 痨i l i t y 躲a l y s 逸a n 莲t 纛嚣l 袅捱e f 越o s l | y 辩牲d yh o wt oe v 嚣l u 鞋es y s t 。擞s 毛l 撑i va _ b i l i t 斡w 羲o s ep 毪零o s ei sl op v i 疆e a i le v a l u a t i o ns t a n d a r df o rr e a i i z i n gs 削i v a b i l i t yc e r t i f i c a t i o n t h eh i s t o r yo fr e 8 e a r c h i n g 溉f o 渤a t i o ns y s l 蝴ss u i v a b i l i t yi sn o tl o n 丞 越避氇毒f 鐾氇粒纛r e 鞴| 选螽r 蠹o mm 越鞋e ，w 魏i e hc 耩nb ee o n c 穗d 醴叠s 瓤 l 鹳畦硅基： 斑ed e 磊藏t i o no fs u r v i v 曲i 韩t yw 嚣sn o tu 珏i 矗e d 8 聪m o s t 黼s e a r c h e sa o 珏 q u a l i t a t i v ea 1 1 a l y s i sa 1 1 dt h e o r e t i c “q u a i l t i f i c a t i v e a l y s i sw h i c hi 8f a rf r o mb e i n g 嚣p l i e dl 矬p l 毽e 蛙c e 。 t h i st 蜘s i sf o c u s 嚣so 珏q 徽峨a 蛀v e 强a 王y s 至s 螽斑博w o 汰o fi 毪f o 蝴魏娃。珏 s y s t e 氆，w 莪i e hi se o m p o s 醛o f 氇e 惫l b w i n g 舔p t 鑫： f i 臻l 弘b a g e do n 芏n p 积鹕鞴姒v 西潮秒w i 毫hc o r f e l 越糙棼o n p ts u 穗鑫辜 d 印e n d a b i l i t y ，f a u l tt o l e 船咀c ea 董l dq o s ，t h ed e 烈n 凇o no fi n f o h n a t i o ns y s t e m s u i v a b i h t yi sg i v e db yf b r i i l a l i z a t i o nb a s e do nt h or e l a c i o n sb e t w e 吼s y t e ma n d e 毪v i 戮f 瓤e 箍 s 嚣e 黼霾重弘嚣si n 岛糯采i o ns y s 雹秘髓i s 艇o p 尊棘c o 檄p l e xs 姆 锄，墩ee 嫩i 豫 p r o b l e mo f8 u n r a b i l i t ya n a l w i si sd i v i d e di n 协_ c 1 1 r e es u b p r o b l m e s ：s y s t e m ， e 珏v i r o n 戤尊n 主箍琏d 强舔y s 耋sp o 拳蒜s ，怕如o fw 魏。骞e 鞴。畦e l si sp v i d e 莲，墨奄e 攮持e m o d e l s 如l l yc o n s i d e r 擐e 谂a s i b i 圭i t yo fp r a e t i c e ：s y s t lc o m p o n 蹦t sa r e c o 强b i 鑫e dt 聚。站矗s 笋l 嚣ms e f v i e ew 巍i e 囊鑫v o i 泰s y s t e 臻se o 黼p l e xs 弧。掘臻； e 珏v i 嘲撼i sd e s c r 至娩db yw 张耄sd 嚣蓼缱采i o 矬a n dc o m b i n 蛾o no fd i 璐凇l 灏江丈掌博：b 学证论文a b 砒r a c l e v e n t s ；h i e r a r c h i c a ls t r u c t u r eo f s y g t e 让1s t a t ei sp r o v i d e d 产1 w h i c ha v o i d sd e f i n i t i o n o fs y s t e ms t a t ea n da n a l y s i so fs t a t et r a l l s i t i o n 8i nt h et r a d i t i o n a l s y s t e l n s t a l 争b 嬲e d 黼a l y s i sm o d e l 。 t h i r d l y a 翻m e w o r ko fi n f o r m a t i o ns y s t e ms u r v i v a b i l i t ya n a l y s i s i s p r o v i d e d ，w h i c hi sn a m e ds a f n i s a c c o r d i n gt ot h oa n a l y s i sn l o d e l ，m ee n t i r e 托鑫l y s i sp 羚c e s si s m p o s 聪o fs e v 麟鼓謦s 趣t 撼s 如m e w o 魄w 鞋瞧。孤b e c o n c l u d e di n t of o u rp h a s e s ： s y s t e md e f i n i t i o n ，e n v i r o n m 棼n td e i n i t i o n ， s u r v i v a b i l i t y t e s ta n dr e s u l t a n a l y s 溆c o m p a r i n gw i t hs n am e t h o d ， t h i 8 蠹a m g w o r ku l t i m 武e l yr e a 量i z e sq u 勰t i 砖e a t 主v 嚣a n 蠢y s i so fs u r 畦v 癜i l i y 强d 穗e e v e n 耄d a a b a s e 穗瓶e 蠹a m o w o r k 王n a k e sm e 缸a l y s i sm o r es i m p i ea n df a i r f o rt h e k e yi s s u eo ft h ef r a m e w o r k ：q u a n t i f i c a t i v ea n a l y s i s ，ah i c r a r c h i c a lc o m p u t a t i o n p r o c e s si sp r o v i d e d ，a n ds u r v i v a b 援l yi sc o m p u t e dt 融o u 醢“3 r + a ”( r c s i s l a 建e e ， r e e o g 啦t i o n ，r e c o v e r ya n da d a p t i o n ) ，w h i c hc o n t r i b u t e t ol h e s u r v i v a b m t y d e g r a d a t i o ni nt h ef u t u r e f o u 峨l 弘b a s e do n 搬oe o n e e p to fe v e n ts c e 触靠。主ns u i v 曩b i l i t ya n a l y s i s ， e v e n i sap 8 r to fe v e 持ts e e 舞撕o ，袅建dat a r g e t - i 僦e n t i o nb a s e dh i e f a r e h i c a l c i a s s i f i c a t i o nm e t h o di sp r e 8 e n t i k sc l a s 8 i f i c a t i o nm e t h o dh a st h ea d v a n t a g eo f g o o de x p 拍s i b 攮t ya i l dq u i 呔l yl o c a l 主n ge v e n t ，f o r 攮e 托最n e dp f o c 嚣s so fe v e n t t 疆璃e ta n dm u i 懿i m c n s i o n 嚣王s p e 醴钾e n te l 勰s i 纛c a 垃o n 。m o o v s e v e n t q u a n t i f i c a t i v ei n d e x e sa r ep r e s e n tt og r a d ee v t s ，a l l da ne 、，e n td a t a b a s ei s d e v e l o p e dt oc o l l e c tn o l l 熊a le v o n t st h f o t l g hc l a s s i 曩c a 娃e n 鞠dd e g r 巍d a t i o 珏，w h i c h i 嚣e o m p 戤强耗w i 魄c v e 赫d 娟攒v 珏揪i l i 移d & t 酶毓s e 。 f i n a l ly ，ac a s es t u d yi s p r o v i d e dt od e m o n s t r a t et h ee n t i r ep r o c e s so f s u r v i v a b i l i t ya n a l y s i s f u r 魄e 蕊o r e ，ap r o t o t ) r p ea l l a l y s i sp l a t f o r mi sd e s c r 南醚 w 董l i e 量薹i s 连e v e l o p e d o 醢鞋i 每t h ee n t 糟勰a l y s i sp r o c e s s ，d e c r e a s et h ea n y s i s w o r k l o a da r 埘i n t e 疵r e n c eo fh u m a n k e y w o r d s i n f o r m a t i o ns ) r s t e m ，s u r v i v a b i l i t 弘s e c u r i t y ，基髓a j y s i sm o d e l ， 新江太学蹲n l 二论文a b s f 赫 q u a n l i t 矗t i v 格a n a l y s i s ，a n a l y s i s 积a 芏芏l e w o r k ，盯e n t 浙江大学博士学位论文 匿衰目最 图表目录 圈3 1 一个l o n l i s 图( l _ 5 ，h ，k = 3 ) 1 4 “2 l 图3 2 一个k 订e l l i s 图的三条不相爱路径( p 5 ，h = 4 ，k = 4 ) 2 2 图3 3 故障活动模型【4 9 1 2 2 图3 4 系绞生存性捷状模型【4 6 l 2 3 圈3 5 系统e s e c 链及e v s e c 链2 6 图3 6 系统的层次结构模型2 7 图3 7 攀件情景定义2 8 匿3 8 ( a ) 系统狡态转移圈 ( b ) 系绞获态层次结构3 l 图4 1s n a 分析框架3 6 图4 2s a f n i s 分析框架3 9 图4 - 3 生存性测试方案4 4 图5 。lh y u n 酎o n g 【的馍拟测试系统5 2 图5 2 生存性分层计算过程模型6 2 图6 1h o w a r d 分类方法6 6 图6 2 藻予对象意图的层次化分类方法6 9 图6 3 系统的软 睾结构7 0 图6 4 事件库界面7 9 图6 5 事件库结构8 0 图7 1 系统物理结构模型8 7 圈7 2 蒸本服务一基本缀件链9 0 图7 3 攀件情景基本组件链9 3 图8 一l 处理流程1 0 6 图8 2 分拆平台模块定义强8 图8 3 分析平台主界筒1 0 9 图8 4 测试结果输入界面1 1 1 图8 5 主要数据结构关系图1 1 4 图8 。6 基本组馋类定义。l1 5 v 疆辽太学辩圭掌链途文糍表瑟录 表3 1 系统舔凌定义裘，。3 0 表4 。l 系统魏生存瞧銎模板3 7 表6 * l 事馋分类结果7 5 表7 1 蒸本服务+ 原子服务* 系表+ 9 l 表7 2 基本报务事件情景表9 2 表7 3 层墨的事传情景滕予任务表舛 表7 。4 藤_ 孑程务粥；饔馋祭定义表。9 6 表孓5 生存性现蔽及建议浅。1 0 2 浙援文学麟虫学位论文：壤患系统生静黪静挺骚究 套等缓，谯麓蘸各耱安全穰擒统计泌络果显示蜜垒事 等猿| 妥瑟蹬不突，甚惩 这些安全设备霆凳垂骞骢蜜黛瓣踅逸蕊鸯系统安垒斡戆意。逮裁捷褥我冀l 纛 考一令溺鼷，我镪疑骰嚣逡数设备稳滚百势之氍蜜垒弱系统码? 缀繇熬，答 案是否嫩的，百分百安全的搽辅仅仪存在于理想状态下，因为网络信息系统 瓣复杂憔鞘开放性，其完盘耀以作为一个开放的藏絷臣系统【3 l ，黼我们对于 逮令蓉缝懿浚躲还远寒残熟。 。 辍鼹诗夔觏安全藜靛袋避稷，萄疆蒋冀燃势舞爨下死个豁蔽： 防御。这个阶段主臻考虑如何加颇系统，撼嬲系统对各种琰搬饔件的限 止韪力，擞辫研究瓣嚣器慧释秘攀熹设备，麴黼火墙、燕密逶倍簿。辍及安 全镶略。 捡溅：主除段藜各癸褰垒攘蘧不霉筵餐溱务耱羧壹装鬟壹纛慧统之终， 入爱警攀侮涎是会突疆蓉靛滋黪黎嚣系，嚣藏煞辩对系统状态避露羧羟，获 而发现嵇种八侵行为以使进行处理。这个阶段研蹴的内容主要魑如何对系统 进行监控，黼各种事件进错枪灏，主骚产品有l 鼬s 、计算机取诞蕊缆、鼹终 褒疆 辆靠始o l 等。 管理 褒藏嚣个淤袋，人稻蔓多戆关注挚擎令设备獒臻茨，褥没毒获整 体上考感襟婉的安全，因瓶使得各个设备糨蕊独_ 搬，各种安全储慰努散冗余 嚣无法缭辫繇入费一个熬髂瓣。滚识，这撵裁产辙魏程将系统孛熬游释安全 设施整套韵汹题。这个阶段融瑷了一烂薪概念。搬入侵管理系缆( 默s ， 颡童n l s i b 稳雠黼8 9 e m 鼹ts y s t e 擞) ，安垒运营审心( s o e ，s 筑嫩0 爹e 斌 耀 镦建群。 在上述的安全研究阶墩巾，虽然人们先艏蝌澈出了各种安垒没祷，提出 了一些发盛耀念，但现实状擞感防御产品无法对入僚事件进行酉分鞭的阻止， 褥捡测产蕊懿国s ) 甏楚戳菇其至今无法蠢敝髂决懿嵩误壤零默及部努懿 瀑羧攀褥攥漆学羲邃霹久稼祷瀑避孬躐踩鼗警。农警瑾藤爱，太嬲更多瓣爨 倾向予对现商安全设备提供的释种信惠进行关联黢念，从而实现备个设备之 闽的联渤。掰寄这些研究郝没蠢考虑裂系统瓣器释安众设备必散麝，系统还 穗秀拦簿王搀，还戆撬爨绘耀产嚣么鞭务，稀浚赣霉l 爱了安受磷褒颁壤黪蘩 灏个阶黢# 系统麓童存烛s w v i v 曲i l 融) 磷巍。 寇袋l 。l 基本瑟务懿s ，嚣s s 褫t i 瓣s e 州# # ) ：信惠系统褒瀵麓玫纛、 数溅栽意掺攀教笛 孽况下，还搽矮囱爰户挺供弱暇务，运怒系统缴 蠢浚浚诗孛必须绦藩戆嚣糠； 搿濑臻愚系统嚣蹩襻燃，就是系统在逡爨竣塞、软疆搏数黪镣事故熬嚣雩 髅，遴裁窳露提供鼹户黪零鞭努瓣戆力嘲。宝潜意豹蹩系绕撂必一个蹙体挺 供豹鞭势嚣菲冀禁些系统缀搏纛繇蠢嚣缝下的搬存裁麦，燕练会聚统蜜念、 瑶靠魏、容绩等锈城磷襄袋暴耱豢方蠢。 鼓翳一穷嚣采甏，瓣绦僖惑系统豢瓤予熬褥薅，蒜释器懑竣穗事谗、突 发意外辫敞都可视为生物体进化过程中的自然作用力，因此，n i s 的艇襻能 力也就埘戳类比于生物体猩漫长的避纯过程中的生存性。达尔文嘲在避他 论审淡“越生纛下黪囊镑薅，羚不爨最强敬粒或者蠛聪爨酌擞褥，瓣楚箨 蘩麓逶痰繇境改交嚣璧蘩”，对予蜜垒疆究镁蠛寒滢，蘸秀令输羧豹藤辩、硷 测，慧臻溪有的管理黔敬都集中予勰块翔辑瓣系统变褥更“强牧”藏者懿秘识 潮“入蠖瓣”，焉攫少荧注羝绫囊鸯豹滚复能力镣蠡适建援熬，麟露无浚绦涯 n l s 翡擞襻性。 ， 鼗终，类滋太馋静兔疫系统鸭为了提蹇羽 s 黎囊荐戆受。簇瑟矮爨煮 一是黪“惫疫整”。奎秘褡憋辩舞簸纛惫揍天激懿辩蠡嚣鑫戆，纛鬻稚凌翡蕊 艇应一般怒天生驹，而脊橼动物包含了自适缴渤能，葜自逸艨龄反应般是 囱天黧艇瘫来融发懿。辩予傣惠系统来说，瓣s 是属予天臻葳斑系统，需要 冀缝工鼹黼合采避一步黪成鑫遮藏凌黪。秘鼗，蕊毒鲶安全设糖磷究瞧傻餐 n i s 苇簿鼹吴奁缓露翦鑫逶痘戆秀塞迭鬟辩入餐煞“受菠”。这骜舔滋溪了骚 究信息窳绽生存牲的漶切蠛和黧要瞧。 撬琵夫学搭士学使论文：穆息系统擞存毪势辑斩巍 相对予荧阑和欧洲的研究丽言，我国的傣息系统生存性磷究开熙的较魄 较少，遮也怒濑于我们蘩全领域研究越步较娩等一累剔霹素澎蛹鸵，如童到 1 9 鳄年我溪约瘫急缉绞e c e 蘩蓼”j 才成立。掰量，国内醵垒绺犍磅巍领域童 溪是针对w d m 、a t m 镣电信网络，对于信息系统的生存性，图防科技大举 豹黄遵辍1 尊】教授等瓣燮存拣技术及窭嚣框絮逐豁了疆究，疆蜜惫予辩按大 学戆骂遴峰麓f 2 瓴2 2 1 淡波蹬尔洪王鼗大学戆毽秀溺簿等递撑了定豢分析磷 究，华审麓羧大学豹李之豢1 2 3 1 戳及重庆太学静陈参垒等2 4 1 对系绞豹垒存缝设 计进行了探讨。此外，谶有中国航天料王集团二院7 0 6 所、中南大学2 们、 寮索理忑大攀f 麟驭及北豢靛豢藏天大学 2 靶等擎襞瞧柱迸孬了髅惑鬈绫垒存 性的某嫂研究。 综合嚣内静静研究情况来看，镶息系统鸯存穗磷巍开袋鹃王佟还没形成 掇强鳃研究霞体，籀戏魄较霄髂毽豹文献逐苓楚穰多，、s t l 鞋8 救鞲瑙蔽糍 a c m ，i e e e 和s e i 的激颥数据库检索结果统计袭明只有2 7 0 篇左农的生存 性硬究论文，鼹糖超【2 1 】对豳内的中国期聪全文数攒瘴襄优秀摸士硬士学位论 文全文皴弦露瓣检索缝暴嚣承考5 l 篱发表瓣繇突论文，瑟赞辩臻怠系统戆受 蠢牲分辑方疆，提应鹃嫒突文漱蓑更少。虽然入裁农生存瞧分橱研突中，避 行了生存性定义、分析流稷框架的定义以及量化分拼的尝试，但总体而言爨 麓赞对傣怠蒸缀鳇生存挂分辑褥究还缀不藏熬，邃童簧表褒在竣下足个方嚣： 1 1 对予信息系统的嫩存饿定义避不是椴明确化，目前觉多的怒描述性 豹辫每，莠没有搿残统一静形式纯定义。囊毒毪终为一令综合酶褫 念，对予其与w 嚣瞧渡及容镑瞧瓣区涮秘鼗窳，还存凌港一糖争谂。 2 ) 黯予倍崽系统的擞存髓分析，鞫前更多遣避在理论上潦行探讨，皖 如利用图理论、旗予系统状恣的分毛匿模型进行分析，褥真最实际成 惩毳孽势不多。钤瓣售惑系统生存整麴分裁滚瓣著寒澎袋标壤耗 。钤瓣售 惑系统生存整麴分裁滚瓣著寒澎袋标壤耗，鼙还没鸯绘出一个比较 烂范魏分辑框架。3)生存性分析中， 。隧等级划分的必骚步骤。现有的羹他分板方式更多地怒扶理论上进 露疆究，较多鸯蕊蘩实鬻纛建豹霹符靛超题，羹纯分爨宁涉及戮瓣 爨纯藉蠡豹定义、参数黪逡择等述液霄一令共识。 1 3 研究内容、目标 本文黪臻突蠹容爨辫络簧惠蓉绫魏生存戆势掇，程蠢燕挺掇一个胃突嚣 应溺热生存性分耩挺絮势嬲决其中鹣一些关键阏题，基于谚糕絮开发一个生 存性分析的软件平台，用以简化分柝过程。舆体可以分为以下几个方碰； 1 3 1 嫩存性定义 磺突童存毪与安垒援、哥纛羧、套镱羧、q o s 、最殓谣德簿攘关羧念戆 速裁秘联系，舞鬟蜀影装键方法遴褥表透。 1 3 2 擞存性分析模型 撼擞一释铮辩薅络傣慰系统赘麓存缝分掰攘鎏，基予该模越避牙垒蠢注 黎璧毒 ：势耪，遘嚣夔爨蒸傣豹分褥耀蘩。 1 3 。3 生存性分橱糕槊( s a f 蚓s ) 疑熊羧链技术 熬予本文提出生存性分析模型，提出一个针对网络信息杀统的生存做分 撬整体滚稷框絮，最终蜜瑷燕存毪瓣萋偬分掇。其孛集孛瓣决该分援壤絮孛 涉菠剿鬻传鹣势类分缀骈究、囊德嚣算过程譬关键聂寒。 1 3 4 缴襻性分析平台 基予本交提出的分掇撰禁t 羚笈一个生窬嫂羚据乎台熬款髂源墼系缝。 对努壤趱耧孛懿一些步骤窦瑷诗冀橇魏鑫羲德，麸嚣减少势糖中麴王撂豢， 以及分橱过程孛人为因豢的干扰，为习后实现分析的标准纯馓探索。 浙江丈学博士学位论文：偿息嘉统生存健分嚣臻究 1 4 本文创新点及组织 零文翡谚究工终褪张戮往静玺夺拣分撰磅究来说，其翅凝羧集孛藩瑰谯 以下几个方丽： 1 ) 从畚统科学理论如发，将网络信息系统枧为开放的复杂巨系统，以 魏蔻基疆，逶褥系统生存毪戆形式纯定义虢及握密奎存往匏分褥模 型。 ) 从系统与环境的相互关系出发。将生存性分析问题划分为系统、环 境浚爱分援过戆簿三令子弱爨，并分麓撬窭三令子摸爨，霞褥分援 更舆条理性。提出了一种层次化的系统状态结构，从而避免了传统 基于系统状态的分析模型中系统状态定义的实际操作性问题以及状 态转移穰率黪诗舞毒羡度嗣慧，毽褥基予1 琏：模型魏鬣缘分蔹其舂较 好的可行性。 3 ) 提出了信息系统生存性的层次化量化分析方法，从可抵抗性、可识 鬟镶、毒恢复戆骧及鑫逶应拣嚣个方瑟瓣系统瓣生存瞧遴器诗算。 对其中的计算参数进行了定义，并定义了对应的生存性分量函数。 相比以往的分析研究，本文提供了一套完燕的生存性嫩化计算框架 s a 薹。n l s ，分辑爽壤演示了鬃缘分羲过程熬实嚣霉搽终瞧。 4 ) 基予搴件情景的概念，提出了一种基于事件对象及意图的计算机和 网络事件分类方法，该方法贾适合事件的快速定位以及在生存性或 考安全溅试孛戆藏熙，在l 鞋：基籀上建立7 搴终分类分缀痒， 三l 魏实 现擞存性分析过程中韵局部自动化。 具体而富，本文的组织结构如下： 1 ) 缝论 对本文的研究背景谢及国内外的研究现状进行总结。 2 ) 生存性定义 溺嚣太学瓣虫学位论文：臻患系统生存拣势辑研究 l ，5 本章小结 跌交会该域熬发爨羚裁懑发，辩痿愚系统黛存缝蘸璎究鸷豢帮盛要经逡 行了阐述。根据调研结果，对国内外的研究现状进行了总结，指出了目前信 息系统生猩性研究的不足。此岁 ，明确给出了本义的研究内容和隧标以及奎 妥毯耨患，概要奔绍了零文豹缀织缝擒。 l o 憋存性定义 篇2 章生存性定义 豢予信惠系统的笺杂襁，茸莉针对信息浆统的生存性定义溺没有个统 一的标凇。不同领域熙襻蚀研究的对象差异题大，信息系统的嫩猩性相比武 器系统锩传统嚣监领域嚣强调系绫服务，两慧溅炎痿意系统麓户的不确定链、 系统熟j v ：投蝗鞋及蓉统熬笈杂缝，驻经零霉镶蠛或者毫蔻矮躐靛篷存瞧穰念 无法逝撩艨角到信息系统上。 2 。l 糍荚概念 傣塞系统懿生存瞧终是一个凝的磺突穷囱，窀是在一些穗荚领域的蒸 穗主笈鼹麓采戆，英帮蜜众、窑镶臻、哥靠敬耪系统注缝等美系密韬毽又有 所不阍3 “，通过提简系统韵安全惶，加入系统的容错设计，褥黼系统的w 靠 性等措撇可以相应地改善系统的生存性。 2 。l 。l 安全性s 硅r i 姆) 计簿瓤安全定义嘉黉包含枫密性、完熬毂朔可用性三个方掰【3 2 1 。系统鹣 安全墼蔓激躲强调的是系统的抗攻击缝力，是煞襻性的最基础鼹浓。安全健研 究豹爨越保护静系统爨源麓外部藏胁之闽静按糊【3 3 】，楣对予生存惶丽言，没 有考虑到攀统的恢复能力，蕊且透露安全考虑懿楚系统组 牛鹣搬因，面擞夺 整考纛浆楚系统箨秀一个熬髂捷供矮户簸务瓣辘力，静薮务煞擞存性，弱蒋 缰捧静激襻经。 ， 2 1 2 可靠性( d e p e n d a b i l i t y ) 数l i 秘# 鞴1 试燕生存毪西裰舞广义主数哥嚣瞧，生存毪强蜓匏怒系统霞蚕 翮环境下熊疆供不霞缮式瀚服务，鹰个菔务农不同条件下郝有其蠢身的可纛 性需求，而可靠性是攒浆缡提供的服务可被用户所信任p 2 1 ，它将烂个系统终 擞 幢定义 上剃熙个8 元组s 凇矿* 溉y ，f ，l ，最，2 ，t 髓对系统静可生存性绘出了形式 乏定义。萁孛，s 是系绫提供嚣登鬟骚务炎戮懿蒋塑毒穷集；矿燕系统塔凌 嚣素变熬袋：尹是系统繇袋露素交爨熬掰霄冒麓驭藿集；，l 蹩产生式静静空 有穷集，一( x ) ：y _ ，：嚣怒系统多个环境因素冰同取值的各种可能组合；，2 是产生试的非空有穷集，点( x ) ：s x 露啼z + ；r 怒系统在各种实际环境状态下 荬必要黢务楚所有匿筑转换，fsxs嚣；尹蔻产生式嚣象鸯突囊， p ( 并) ：s x 嚣呻 尹e 震1 0 p 1 ) 2 。3 蒸予系统琢境关蒸的生存牲定义 从土述的两种类型的定义可 ；蒋出，描述靛盼定义可以绘人患观酌理解， wes燃鑫嫩f29对各耱生存髓怒义迸霉予了l螽缡慧缭，谈秀透霜予学零赛霸王簸赛 的分布溅网络系统生存蚀定义应该包含系统、威胁、自适成性、服务可撩续 性和史时憔笛五个关键郝分，基予这五个部分的定义将有助予生存性的分析 与诗蒋。 我们试为，网络嵇惑系统荀喾律是一个舞液豹复杂匿系统，英复杂稳表 现为累绒架构的复杂性、系统组件的多样饿、较硬件系统运作的随机性以及 系统麓户瓣不礁定毪。瑟一方瑟，遮藿薅终鹣淡耀，霹络售惑鬈襞煞边赛趋 于模糊化旗至无界化，两避表现出其的开放性。在环境的影响下，系统通过 一定豹燕懿嚣等鏊施买蠢一定秘鸯逡瘟毪，菇鸯蠡主嚣户霉鸯翁零稳定瞧+ 这 又使樽黎绞箕奏凄态交豫靛。生存魏箨蓉结感蘸统魏一令霹骞瓣健，箕豁然 受到系统嬲身和系统运彳亍环境的影响，故可以从系统和环境两方面以及其之 间的燮烈获系来进行定义嫩存性，定义应该戗禽以下几个方面的内容。 l 慧跷嚣境翻谚：滏示系统运费嚣楚驰繇壤凌提，霹戳瓣蒺逶彳亍努缓 窳义，级鬟静麓分又是逶逡系统将遴懑戆各耪事孛# 戆不阏来定义瀚， 衙各种事件发生的不同组合刚表示了簸统运行的不同环境。 濒疆大学麟士学证论文：费意系统囊帮蠛努摄舔究 2 ) 粼然基本服务锄吣t 表示慕绞必须生襻下慕鹃嘏务。谯不辩环境下， 怒户嚣要系蓑痰该撼供懿蒸零骚务彀零簿；壤攥霉产藉蕊褒蔫一鬈 戮投馐来定爻爨苓澜蒸零殿务豹耋鬟憷。 3 ) 燃髋状态( 彻f ) ：裁永系统的逡行状况，w 根据系统各个服务的状态 慰义一缀离散值淡舔系统状态。 一 够姨拳变迂# 陡玲：燕餐耪事耱 x 舟析模型 第3 章分析模型 信息系统的复杂性，使得我们不可能对其生存性进行直接的分析，随着 网络的大量应用，目前信息系统大多和网络结台在一起，基于网络结构的复 杂性、网络规模的扩展性以及网络服务的多样性，对网络信息系统进行生存 性分析，必然涉及翔对系统的简化以及分析模型的建立。生存性分析相比安 全评估、风险评估等领域来说，考虑的事件范围更广泛，而且各种事件之间 存在着联系( 相比可靠性分析假设各个事件之间是独立的) ，此外因为生存性 本身是一个综合性概念，包含多个指标，即其分析空间也是多维韵。可见， 为了对系统的生存性进行分析，我们必须从理论上提出某种分析模型，以此 为基础指导具体的生存性分析。 3 1 研究综述 在以往的信息系统生存性分析研究中，人们提出了不少的分析模型，我 们可以从建模视角，即模型建立的出发点，以及模型的数学表达方式等两个 方面来进行分类总结h 。 3 1 1 从建模视角分类 从分析人员对网络信息系统生存性分析的建模角度上来看，目前的分析 模型主要可分为基于系统结构的模型和基于系统服务的模型两种。 3 1 1 1 基于系统结构的模型 基于系统结构的模型，建模者一般是从信息系统的物理结构上来考虑的。 组成网络信息系统的硬件设施通常可以用图来表示，如系统的网络拓扑等， 而且许多安全问题也可表示为调度问题，所以这种模型在数学上通常是利用 图来对系统网络拓扑或者逻辑结构进行表示。在利用这种模型进行分析时， 一般利用网络节点之间的连接情况或者一些网络性能参数脚】，如网络流量、 一般利用网络节点之间的连接情况或者一些网络性能参数”】，如网络流量、 9 分辑搂墼 系统的擞存性。 3 。l o 获数学表示皇势类 扶横黧的数学表达上捌分，瞬前主要的糗型德含有图模溅、蒸予系统状 态的模型殿层次模型等。 3 。l ，2 。l 鬻骥整 麸貔瑾掇於结槐上来说，冀藏太部分麓信惑装统莓竣麓矮寒表零，嚣鞭 务翡生存绶黻表述为霞审缀纛之阀熬可遮缝 递趱。 l o 疆e 4 1 3 定义有淘翳g = 善，嚣) ，其中矿。识，屹，k 必有勰戆点集， e = ( ( v f ，0 ) iv f ，矿，、叶带叶 为有限逡按集，如果该有向图满足下列条件则为 囊霉l l i s 躅： i ) 燕台矿霰努瓣洚今不程黛懿予羹誓，琏，吃，显 l l = l 巧f = ，l f ，工。 2 ) 其簿连续夔强个予熊考存在逡撩，罄，若毽，v ，) 嚣，戴 毪巧，吩毯巧“，l ， 嚣方纛寒考虑。 在黛狂瞧溺试串，藩蘩擎个事锌瓦。飙发藏猢被识剐豹时阔为r 分镪，则 可通过如( 5 m 7 ) 式对识别时间丁规则化为c o ，l 】，识别时间越长，正则化 嚣熬德越枣。当熬t 对于式 5 一了) 巾瑟罄雩越溅鬻霆义霹投嚣实辩貉瓣试瀵 0 况进行修潋，因为不同系统对于识别的实时性臻求不同。 = l + o ，r 屯* 稚毓x 【e 8 ，to 6 】 = m a x 【o 6 + l o ，只o t 4 】 幺。4 + 3 8 ，f 。0 r l 。0 势耱 l 静j 钟 ， 5 ，s ) 对于搿件情景，由予其原子任务之间般存糕莓先后关系，般麻尽量识 甓茭漾予经务纂孛垃子集会窿列靠嚣袋掰砉毅黧较大麓覆子爨务。褥对于蘩 错簖罨专坌