Μοντέλα διάδοσης απειλών σε δίκτυα υπολογιστών : ένα προτεινόμενο μοντέλο

• Κύριος συγγραφέας: Βαβίτσας, Γιώργος
• Άλλοι συγγραφείς: Σπυράκης, Παύλος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2009
• Θέματα: Ασφάλεια; Δίκτυα υπολογιστών; Κακόβουλο λογισμικό; Επιδημιολογία; Μοντέλα διάδοσης; Security; Computer networks; Worms/viruses; Epidemiology; Propagation models; 005.84

Τα τελευταία χρόνια το Διαδίκτυο αναπτύσσεται και επεκτείνεται με εκθετικούς ρυθμούς τόσο σε επίπεδο πλήθους χρηστών όσο και σε επίπεδο παρεχόμενων υπηρεσιών. Η ευρεία χρήση των κατανεμημένων βάσεων δεδομένων, των κατανεμημένων υπολογιστών και των τηλεπικοινωνιακών εφαρμογών βρίσκει άμεση εφαρμογή και αποτελεί θεμελιώδες στοιχείο στις επικοινωνίες, στην άμυνα, στις τράπεζες, στα χρηματιστήρια, στην υγεία, στην εκπαίδευση και άλλους σημαντικούς τομείς. Το γεγονός αυτό, έχει κάνει επιτακτική την ανάγκη προστασίας των υπολογιστικών και δικτυακών συστημάτων από απειλές που μπορούν να τα καταστήσουν τρωτά σε κακόβουλους χρήστες και ενέργειες. Αλλά για να προστατεύσουμε κάτι θα πρέπει πρώτα να καταλάβουμε και να αναλύσουμε από τι απειλείται. Η διαθεσιμότητα αξιόπιστων μοντέλων σχετικά με τη διάδοση απειλών στα δίκτυα υπολογιστών, μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμη με πολλούς τρόπους, όπως το να προβλέψει μελλοντικές απειλές ( ένα νέο Code Red worm) ή να αναπτύξει νέες μεθόδους αναχαίτισης. Αυτή η αναζήτηση νέων και καλύτερων μοντέλων αποτελεί ένα σημαντικό τομέα έρευνας στην ακαδημαϊκή και όχι μόνο κοινότητα. Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η παρουσίαση κάποιων βασικών επιδημιολογικών μοντέλων και κάποιων παραλλαγών αυτών. Αναλύουμε για κάθε μοντέλο τις υποθέσεις που έχουν γίνει, τα δυνατά και αδύνατα σημεία αυτών. Αυτά τα μοντέλα χρησιμοποιούνται σήμερα εκτεταμένα προκειμένου να μοντελοποιηθεί η διάδοση αρκετών απειλών στα δίκτυα υπολογιστών, όπως είναι για παράδειγμα οι ιοί και τα σκουλήκια ( viruses and worms). Θα πρέπει εδώ να αναφέρουμε ότι οι ιοί υπολογιστών και τα σκουλήκια (worms) είναι οι μόνες μορφές τεχνητής ζωής που έχουν μετρήσιμη επίδραση-επιρροή στη κοινωνία. Επίσης αναφέρουμε συγκεκριμένα παραδείγματα όπως το Code Red worm, τον οποίων η διάδοση έχει χαρακτηριστεί επιτυχώς από αυτά τα μοντέλα. Τα επιδημιολογικά αυτά μοντέλα που παρουσιάζουμε και αναλύουμε είναι εμπνευσμένα από τα αντίστοιχα βιολογικά, που συναντάμε σήμερα σε τομείς όπως είναι για παράδειγμα ο τομέας της επιδημιολογίας στην ιατρική που ασχολείται με μολυσματικές ασθένειες. Αναλύουμε τις βασικές στρατηγικές σάρωσης που χρησιμοποιούν σήμερα τα worms προκειμένου να βρουν και να διαδοθούν σε νέα συστήματα. Παρουσιάζουμε τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα αυτών. Επίσης παρουσιάζουμε αναλυτικά κάποιες βασικές κατηγορίες δικτύων που συναντάμε σήμερα και χαρακτηρίζουν τα δίκτυα υπολογιστών. Η γνώση αυτή που αφορά την τοπολογία των δικτύων είναι ένα απαραίτητο στοιχείο που σχετίζεται άμεσα με τη διάδοση κάποιων απειλών που μελετάμε στη συγκεκριμένη εργασία. Τέλος παρουσιάζουμε και αναλύουμε ένα δικό μας μοντέλο διάδοσης απειλών με τη χρήση ενός συστήματος διαφορικών εξισώσεων βασιζόμενοι στο θεώρημα του Wormald. Θεωρούμε ότι τα δίκτυα email, Instant messaging και P2P σχηματίζουν ένα social δίκτυο. Αυτά τα δίκτυα μακροσκοπικά μπορούν να θεωρηθούν σαν μία διασύνδεση ενός αριθμού αυτόνομων συστημάτων. Ένα αυτόνομο σύστημα είναι ένα υποδίκτυο που διαχειρίζεται από μία και μόνο αρχή. Παρουσιάζουμε λοιπόν ένα μοντέλο διάδοσης βασισμένο σε αυτή τη δομή δικτύου που θα αναλύσουμε, καθώς και στις συνήθειες επικοινωνίας των χρηστών. Το μοντέλο αυτό ενσωματώνει τη συμπεριφορά των χρηστών με βάση κάποιες παραμέτρους που ορίζουμε. Επίσης προτείνουμε ένα πιο ρεαλιστικό μοντέλο σχετικά με τη προοδευτική ανοσοποίηση των συστημάτων. Η μοντελοποίηση του δικτύου έγινε με βάση το Constraint Satisfaction Problem (CSP). Χρησιμοποιώντας αυτό το μοντέλο που προτείνουμε, μπορούμε να καθορίσουμε τη διάδοση κάποιων απειλών όταν δεν έχουμε εγκατεστημένο κάποιο πρόγραμμα προστασίας ή σωστά ενημερωμένους χρήστες.