宋焱宏

摘要：網(wǎng)絡(luò)入侵檢測為保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中具有良好安全性的一個重要措施。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中所應(yīng)用的免疫機(jī)制與人體的免疫機(jī)制具有相似的作用，均是能夠保證自身的健康和安全。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中應(yīng)用免疫機(jī)制可促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行保持良好的穩(wěn)定性和安全性。網(wǎng)絡(luò)入侵所應(yīng)用的免疫學(xué)機(jī)制是以自然免疫機(jī)制的原理作為主要依據(jù)建立起來的，將免疫學(xué)機(jī)制與網(wǎng)絡(luò)入侵系統(tǒng)檢測相互結(jié)合可促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性得到更加有效的維護(hù)。因此，加強(qiáng)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測應(yīng)用免疫機(jī)制的具有應(yīng)用及應(yīng)用效果進(jìn)行深入研究具有重要的現(xiàn)實意義。本次研究主要對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測應(yīng)用免疫機(jī)制的效果進(jìn)行深入探討，旨在為免疫機(jī)制應(yīng)用效果的提高提供可靠參考依據(jù)，促進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性得到更好的保證。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；入侵檢測；免疫機(jī)制

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）21-0040-03

在人類賴以生存的環(huán)境中存在病毒、寄生蟲、細(xì)菌、蠕蟲等對人體產(chǎn)生不同傷害的各種各樣的生物及微生物。這些生物及微生物被統(tǒng)稱為病原體。這些病原體可通過飲食、呼吸、創(chuàng)口等諸多種渠道直接進(jìn)入到人類體內(nèi)。人類機(jī)體為了能夠更好地生存下去，進(jìn)化出了具有適應(yīng)性、高效性、多樣性、多層次性的一個機(jī)制，通過這個機(jī)制可促進(jìn)機(jī)體的健康得到保持，進(jìn)而維持良好的生存。這便是人類所具有的免疫系統(tǒng)[1]。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測中所應(yīng)用到的免疫機(jī)制在發(fā)生作用上與自然免疫系統(tǒng)的作用極為相似。在計算機(jī)的安全系統(tǒng)中，入侵檢測是一個重要的組成部分，其作用主要是對危害或者威脅到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源安全的相關(guān)企圖或者實現(xiàn)進(jìn)行自動檢測，進(jìn)而保證網(wǎng)絡(luò)資源具有完整性、有效性和機(jī)密性。同時，入侵檢測的實施能有效收集到相關(guān)入侵證據(jù)，為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)事故處理等提供可靠參考依據(jù)[2]。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，入侵檢測系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)在應(yīng)用過程中所要解決的問題均為識別“自我”、“非我”存在的相關(guān)危險因素，并有效地將其進(jìn)行消除。在網(wǎng)絡(luò)入侵檢測中應(yīng)用免疫機(jī)制可促進(jìn)計算機(jī)的安全得到有效改善，進(jìn)而保證計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有更加理想的穩(wěn)定性、安全性和機(jī)密性。

1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵系統(tǒng)的檢測技術(shù)

1.1檢測技術(shù)原理

近幾年來，入侵系統(tǒng)作為一個全新的研究領(lǐng)域，其越來越受到研究者的高度關(guān)注。提出入侵系統(tǒng)概念的時間較晚，但是經(jīng)過近幾年來的不斷發(fā)展和深入研究，其已經(jīng)發(fā)展成為一個具有完善性的領(lǐng)域熱點(diǎn)[3]。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測過程中所應(yīng)用的方法實質(zhì)上就是基于計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行的相關(guān)分析。通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后以分析結(jié)果作為主要依據(jù)進(jìn)行模式建立，在模式中實現(xiàn)對舊數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷更換，使其變成新的數(shù)據(jù)。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測中應(yīng)用該種分析方法的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：具有完整的系統(tǒng)作為檢測技術(shù)應(yīng)用的支持；在對系統(tǒng)信息進(jìn)行跟蹤和分析的過程中對資源的占用率較少；僅需要對入侵系統(tǒng)相關(guān)知識有基礎(chǔ)了解即可。目前，在入侵系統(tǒng)中，主要是在Markov的系統(tǒng)中應(yīng)用到統(tǒng)計學(xué)分析。

1.2檢測技術(shù)現(xiàn)狀

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度的不斷加快，人們的生活方式、生命面貌均在不斷發(fā)生變化，社會實施基礎(chǔ)也在不斷變化之中。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)在日常工作、生活中得到廣泛應(yīng)用。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及使得人們的生活方式、辦公方式、交際方式等均發(fā)生了巨大的變化。在這個過程中，網(wǎng)絡(luò)病毒在在不斷產(chǎn)生，并發(fā)生變異和繁衍。各式各樣病毒的產(chǎn)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性造成嚴(yán)重威脅?，F(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)攻擊已經(jīng)逐步表現(xiàn)具有專業(yè)化、技術(shù)化、目的化的趨勢。在利益的趨勢下，惡意軟件、木馬等網(wǎng)絡(luò)攻擊對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中安全性和穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅[4]。這些網(wǎng)絡(luò)攻擊不僅會對個人信息進(jìn)行惡意盜取，惡意將相關(guān)網(wǎng)頁進(jìn)行篡改，更為嚴(yán)重的是其可利用系統(tǒng)對企業(yè)進(jìn)行攻擊。在這樣的時代背景下，網(wǎng)絡(luò)安全的防御面臨越來越大的難度。因此，加強(qiáng)對保證網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安全的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究成為備受社會關(guān)注的一個很重要課題。

1.3應(yīng)用入侵檢測系統(tǒng)的必要性

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過程中應(yīng)用入侵檢測系統(tǒng)的必要性主要表現(xiàn)在以下三個方面：第一，入侵檢測系統(tǒng)是一種動態(tài)保護(hù)措施，其可對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完全進(jìn)行有效的動態(tài)保護(hù)。入侵檢測系統(tǒng)能夠有效檢測出其他網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)無法進(jìn)行有效檢測的相關(guān)非法入侵。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過程中，安全性為威脅是一個動態(tài)的過程，因此在實際網(wǎng)絡(luò)維護(hù)過程中，相關(guān)工作人員通常很難有充足的時間和精力去對相關(guān)威脅進(jìn)行全程跟蹤。有時間網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作人員甚至無法及時對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存在的漏洞、補(bǔ)丁進(jìn)行及時更新。在這樣的情況下，如缺乏一個能夠進(jìn)行動態(tài)檢測的系統(tǒng)則無法很好地保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。而應(yīng)用入侵檢測系統(tǒng)能夠有效地對相關(guān)存在威脅性的信息進(jìn)行識別，并對其進(jìn)行動態(tài)追蹤，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定得到更好地保障。第二，入侵系統(tǒng)可對病毒進(jìn)行攻擊的前兆進(jìn)行有效預(yù)測，使系統(tǒng)維護(hù)工作人員能夠提前受到信息，然后有充分的時間做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，選擇合理的措施進(jìn)行防御。第三，入侵檢測系統(tǒng)能夠?qū)τ嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中所遇到的入侵事件進(jìn)行詳細(xì)記錄，并該類事件進(jìn)行分類，為今后問題的處理提供有效參考資料和證據(jù)。同時，通過對入侵事件進(jìn)行分析可查詢到入侵的漏洞、IP、主謀等相關(guān)信息，掌握問題出現(xiàn)的主要原因，然后更加原因采取具有針對性的措施進(jìn)行處理，大大提高處理問題效率和質(zhì)量。

2 免疫機(jī)制的應(yīng)用現(xiàn)狀

免疫機(jī)制系統(tǒng)是在生物免疫系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上應(yīng)用模式辨別方式來實現(xiàn)的。單純地講，免疫系統(tǒng)僅對非自身細(xì)胞具有免疫作用。入侵檢測中所應(yīng)用的免疫系統(tǒng)與生物免疫系統(tǒng)存在諸多相似之處。對危險情況進(jìn)行處理時，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)分別可稱為“非我”和“自我”?！胺俏摇敝傅氖侨肭譃E用系統(tǒng)的用戶或者非正版的用戶，通過這樣的方式使各種垃圾數(shù)據(jù)、危害信息進(jìn)入到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)而從中獲取其非法利益。在入侵檢測中應(yīng)用免疫機(jī)制可為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定的提高更好的保障[5]。此外，在對免疫機(jī)制進(jìn)行模擬人工系統(tǒng)應(yīng)用之后，可促進(jìn)計算機(jī)獲取更多良好特征。但是，目前計算機(jī)安全技術(shù)的發(fā)展速度還較為緩慢，免疫系統(tǒng)在應(yīng)用過程中必須不斷更新去內(nèi)容。這種現(xiàn)象的存在大大增加了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行存在的安全威脅。因此，想要提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中免受相關(guān)病毒的干擾，在入侵檢測中必須應(yīng)用與人類免疫機(jī)制相類似的保障措施，這有這有才能有效對相關(guān)入侵病毒進(jìn)行抵御。

目前，免疫系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛，其被應(yīng)用于市場網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會網(wǎng)絡(luò)等各種類型的網(wǎng)絡(luò)中[6]。在免疫系統(tǒng)目前的應(yīng)用基礎(chǔ)之上加強(qiáng)對免疫系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行深入研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵機(jī)制與免疫系統(tǒng)存在一定相似性，因此可將免疫系統(tǒng)應(yīng)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測機(jī)制中。但是計算機(jī)免疫機(jī)制的發(fā)展時間還較短，免疫機(jī)制主要被應(yīng)用于軍事、國防等領(lǐng)域。其應(yīng)用的典型例子主要有三個。第一，美國大學(xué)的研究小組通過對生物免疫、生物免疫機(jī)制進(jìn)行深入研究之后開發(fā)出一個計算機(jī)免疫系統(tǒng)模型，該模式主要應(yīng)用以否定選擇作為相應(yīng)算法。同時通過開展大量的應(yīng)用實踐研究，研究結(jié)果顯示，該種免疫系統(tǒng)模型對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的未知病毒具有很強(qiáng)的防御作用，可有效保障計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。第二，日本研究中對計算機(jī)免疫系統(tǒng)對病毒的防御技術(shù)進(jìn)行了更加深入的研究，將原有的計算機(jī)免疫系統(tǒng)與多Agent技術(shù)相互結(jié)合，進(jìn)而促進(jìn)計算機(jī)免疫系統(tǒng)能夠同時實現(xiàn)對計算機(jī)病毒監(jiān)測和清除。同時，日本研究者還提出了對遭受病毒攻擊之后的網(wǎng)絡(luò)文件和系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的相關(guān)建議。第三，航空領(lǐng)域在應(yīng)用免疫系統(tǒng)的過程中對計算機(jī)病毒的研究意義、計算機(jī)完了安全性要求進(jìn)行了更加深入的分析，同時還設(shè)計出了相應(yīng)的免疫系統(tǒng)模型。在我國，免疫機(jī)制研究才剛剛起步，北方交通大學(xué)、武漢大學(xué)兩大高校相互合作進(jìn)行研究，提出了基于主機(jī)安全掃描的免疫系統(tǒng)檢測。北方交通大學(xué)通過深入研究提出一種免疫入侵檢測模型。隨后，南京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)等多所高校也不斷加強(qiáng)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)免疫系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。

3 免疫機(jī)制在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測中的應(yīng)用

3.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測與免疫機(jī)制相互結(jié)合的原因

入侵檢測系統(tǒng)在應(yīng)用過程中的功能主要是對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實時監(jiān)控，對存在于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的相關(guān)信息的安全性進(jìn)行分析[7]。當(dāng)該系統(tǒng)在檢測過程中發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)將會立即發(fā)出預(yù)警提示，同時立即采取有效措施對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，將網(wǎng)絡(luò)入侵的損害降至最低。入侵檢測系統(tǒng)通過應(yīng)用免疫機(jī)制可更加有效地對存在于計算機(jī)的相關(guān)未知病毒進(jìn)行更好的預(yù)測和防御，為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和安全性創(chuàng)造更好的環(huán)境。此外，充分結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測與免疫機(jī)制，不僅能夠為大大提高入侵檢測的防御能力，更能夠大大提高提高解決計算機(jī)病毒入侵的效率和質(zhì)量。

3.2免疫機(jī)制的產(chǎn)生原理

免疫機(jī)制的產(chǎn)生原理與生物免疫系統(tǒng)的產(chǎn)生存在較大的相似性，其是在生物免疫系統(tǒng)的深入研究的基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的[8]。人們在研究生物免疫機(jī)制對微生物的辨別模式時受到啟迪，認(rèn)識到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中也會有病毒存在。眾所周知，免疫系統(tǒng)對外界均存在一定排斥性，其對不屬于自身的細(xì)胞存在明顯的免疫作用。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)中所應(yīng)用免疫機(jī)制便是以自然免疫系統(tǒng)的原理作為根據(jù)進(jìn)行研究為產(chǎn)生的。

計算機(jī)在運(yùn)行過程中所需應(yīng)用到的軟件具有多樣化，而且各種軟件在功能上表現(xiàn)出復(fù)雜性。因此，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中面臨較大的安全問題。計算機(jī)用戶在運(yùn)行計算機(jī)過程中，各種軟件將容易在不知不覺中感染上病毒。此外，隨著計算機(jī)應(yīng)用的普及，市場上銷售的計算機(jī)應(yīng)用軟件存在多樣性和復(fù)雜性，從市場上購買的計算機(jī)軟件在質(zhì)量上無法得到有效保證。多數(shù)軟件為盜版軟件，存在較大的質(zhì)量問題。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中應(yīng)用該類軟件會大大降低網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性，且大大提高網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)工作的難度[9]。

3.3免疫機(jī)制功能目標(biāo)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)代社會一種新型技術(shù)，其發(fā)展時間還相對較短。近年來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雖然得到飛速發(fā)展，但是其還并未發(fā)展成熟階段，其在軟件、技術(shù)等的應(yīng)用上均還存在諸多問題，因此計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中還面臨較為嚴(yán)峻的安全問題，同時網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)工作地開展也同樣存在較大難度。因此，必須不斷加強(qiáng)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)及技術(shù)進(jìn)行深入研究，不斷創(chuàng)新和完善入侵檢測系統(tǒng)及免疫機(jī)制，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性，保證計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相關(guān)資源信息的安全性、完整性和保密性。在入侵檢測中應(yīng)用免疫機(jī)制的主要功能目標(biāo)是為了能夠有效保障計算機(jī)在運(yùn)行過程中能夠擁有一個安全、穩(wěn)定的環(huán)境，將企圖入侵的計算機(jī)系統(tǒng)的病毒進(jìn)行阻擋[10]。為了實現(xiàn)這一功能目標(biāo)必須加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)進(jìn)行深入探索和研究，并將免疫機(jī)制與入侵檢測系統(tǒng)相互結(jié)合應(yīng)用。

3.4免疫機(jī)制功能的完善

合理地將入侵檢測系統(tǒng)與免疫機(jī)制相互結(jié)合是促進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全性得到提高的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)[11]。當(dāng)時由于目前在技術(shù)上還存在缺陷，入侵檢測在應(yīng)用免疫機(jī)制的過程中還存在較大問題。例如免疫機(jī)制應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)中時還具有較高的誤報率，且當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時，檢測系統(tǒng)只能夠做出預(yù)警提示，而無法及時采取針對性措施積極應(yīng)對病毒的攻擊。因此，為了促進(jìn)免疫機(jī)制應(yīng)用于入侵檢測系統(tǒng)中時其作用能夠得到更加充分地發(fā)揮，必須不斷完善免疫機(jī)制的功能。

3.5免疫機(jī)制的發(fā)展趨勢

首先，積極解決針對免疫機(jī)制在應(yīng)用過程中存在較高誤報率，且當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在異常情況時僅能發(fā)出預(yù)警的缺陷。在入侵檢測中應(yīng)用免疫機(jī)制時，需加強(qiáng)對檢測系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，開發(fā)出高效、準(zhǔn)確的檢測系統(tǒng)，進(jìn)而促進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的免疫機(jī)制得到不斷增強(qiáng)。其次，目前，侵檢測系統(tǒng)對免疫機(jī)制的應(yīng)用還僅僅局限于借鑒了免疫機(jī)制某個方面中具有的功能和特征。因此，應(yīng)積極開發(fā)新型免疫機(jī)制算法和免疫機(jī)制模型。再次，加強(qiáng)對免疫系統(tǒng)進(jìn)行更深層次的研究，在借鑒生物免疫系統(tǒng)相關(guān)原理的基礎(chǔ)之上尋找到嫩鞏固對入侵檢測、網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行更好解決的新型免疫機(jī)制。人工免疫系統(tǒng)機(jī)制在實際應(yīng)用過程中具有更加強(qiáng)大的特性。因此應(yīng)加強(qiáng)對人工免疫系統(tǒng)的建立進(jìn)行深入研究，進(jìn)而促進(jìn)入侵檢測的效率和質(zhì)量得到不斷提高。目前，入侵檢測系統(tǒng)在應(yīng)用免疫機(jī)制時已經(jīng)融入了部分現(xiàn)代化智能方法，且充分結(jié)合相關(guān)算法所具有的優(yōu)點(diǎn)，通過各種方法將人工免疫系統(tǒng)模型和相關(guān)計算智能方法進(jìn)行有效結(jié)合，進(jìn)而促進(jìn)檢測效果得到不斷提高[12]。例如充分結(jié)合進(jìn)化計算與DNA計算有機(jī)結(jié)合，可促進(jìn)檢測質(zhì)量得到有效提升。最后，基于免疫原理研發(fā)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)具有更加強(qiáng)大的辨別能力和保護(hù)能力。該中系統(tǒng)在檢測過程中不受人為干預(yù)影響，因此其具有更加理想的安全性能。由此可見，基因免疫機(jī)制將成為一個重要發(fā)展趨勢。

4 結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到人們工作、生活的中的每個角落。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展地推動下，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中表現(xiàn)出越來越明顯的多變性和復(fù)雜性。因此，網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中也面臨越來越嚴(yán)峻的安全問題。將免疫機(jī)制應(yīng)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)中可為大大提高檢測效率和質(zhì)量，為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造更加安全、穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。因此，修不斷加強(qiáng)對免疫機(jī)制進(jìn)行深入研究，促進(jìn)其得到不斷改進(jìn)和完善。

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