僵尸网络仿真系统设计与实现

发布时间：2020-01-28 01:25

【摘要】：近年来,随着僵尸网络的发展,它所带来的安全威胁越来越严重,因此成为了国内外的研究重点。僵尸网络仿真是深入开展僵尸网络研究的基础,也是当前研究的热点。提出一种基于测试床的僵尸网络仿真方案。该方案利用可扩展语言对仿真场景进行定制描述,以此为基础,仿真系统通过仿真场景的封装、仿真场景的自动化配置、数据的采集与展示等关键技术和模块,实现了仿真场景可定制、仿真环境可自动部署、仿真过程可控制等仿真实验功能。最后,通过典型场景的仿真实验验证了该系统的有效性,并对仿真环境自动部署等功能的效率进行了评估。
【图文】：

总体框架,脚本,调度模块

第1期欧阳赔等:僵尸网络仿真系统设计与实现303源配置与调度模块负责仿真所需资源的创建、维护与撤销，支持对资源的动态配置和调度;仿真流程控制模块控制仿真场景的构建过程、仿真事件的调度以及实验过程的有序推进;数据采集与展示模块负责采集代理的按需加载、数据的采集、仿真事件的实时感知和实验过程的动态展示。图1僵尸网络仿真系统总体框架此外，图1还展示了一次僵尸网络场景仿真实验的过程。首先，仿真场景描述模块利用自身的描述能力将用户的需求转换成仿真场景描述脚本，，该脚本包括了节点所需软硬件资源的定义、实验所需网络拓扑的定义、实验事件的定义、数据采集策略的定义;然后仿真流程控制模块解析仿真场景描述脚本，调用仿真资源配置与调度模块提供的接口进行网络拓扑的构建以及仿真事件的调度，同时将所有的信息记录到数据库中;仿真资源配置与调度模块负责硬件资源的配置与调度，在这个过程中，数据采集与展示模块利用预先加载的数据采集代理对数据进行实时感知与采集，并对仿真实验过程进行动态展示，生成实验数据报告。2．2僵尸网络仿真关键技术本节详细介绍僵尸网络仿真系统实现过程中用到的关键技术，主要包括:基于XML的仿真对象封装与仿真过程描述、仿真环境的自动化配置、仿真数据的采集与展示。2．2．1基于XML的仿真对象封装与仿真过程描述由于XML的跨平台性以及强大的描述能力，我们基于XML对仿真对象进行封装，对仿真过程进行结构化描述，通过生成场景描述脚本，可以实现仿真实验的快速重新部署。我们主要从终端环境、网络结构、节点行为、实验流程和数据采集策略五方面对仿真环境进行描述:妁终端环境:主要包括主机的ID、名字、所在域、位置、类型、操作系统、内存、CPU、磁盘文件，以及交换机、路由器、防火

网络拓扑图,数据采集,过程,节点

执行算法1之前已经对仿真场景描述脚本进行了验证，所以算法1中不会出现找不到满足条件的物理设备的情况。第11行到第16行创建交换机，以及第22行到第32行创建主机的算法和创建路由器类似。2．2．3仿真数据的采集与展示为了对僵尸网络仿真系统进行评估，我们对仿真数据进行采集和展示。在系统设计过程中我们采用按需加载策略，只在关注的节点上加载定制的代理，从而在大规模的僵尸网络中减少了所需处理的数据，并且保证了细粒度的采集。数据采集代理使用基于JPCAP的流量收集技术，实现对僵尸网络流量的可定制化收集。图2是数据采集代理的工作流程，首先过滤器根据数据包的类型、源IP、目的IP、源端口、目的端口对数据包进行过滤，然后信息提取器从通过过滤器的数据包中提取有效的数据封装成数据对象，并放到数据缓存区，最后由单独的线程把数据缓存区中的数据对象写入数据库。图2数据采集过程和展示在数据展示方面，我们使用基于ActionScript的动画展示技术，呈现了网络拓扑图的动态创建过程和实验的动态过程，使用基于Ajax的实时响应技术，对仿真环境中创建节点、启动节点、分配IP、发送数据包等事件进行实时响应和展示。3实验评估为了验证僵尸网络仿真系统的有效性，我们进行了仿真环境的自动部署实验以及节点协同攻击实验。我们分别对节点规模为10，100，200，500，1000的仿真环境进行自动部署实验并记录所需的时间，以此为根据预测节点规模与部署效率之间的关系。然后我们在200个节点的仿真环境中进行节点协同攻击实验，控制其中的一部分节点给指定节点发送ICMP数据包，通过检测网络中的流量变化来验证僵尸网络仿真系统具有节点可协同的仿真能力。3．1实验方案图3展示了僵尸网络仿真系统的物理拓扑，由控制网络(较粗的连?

【参考文献】