【摘要】：云計算是一種隨時隨地通過網(wǎng)絡按需訪問可配置資源(例如網(wǎng)絡、服務器和存儲系統(tǒng))、應用和服務的平臺和模式。由于云計算仍處于發(fā)展初期,在其使用過程中還存在很多安全挑戰(zhàn),如虛擬化攻擊,訪問攻擊,第三方的數(shù)據(jù)資源的完整性、機密性和可用性等。云環(huán)境下存在的安全問題主要來源于兩方面：一方面來源于云服務提供商的服務可用性失敗風險和潛在的內(nèi)部惡意成員,另外一方面主要來自于用戶的惡意攻擊。 在用戶側的安全威脅中,惡意端用戶對系統(tǒng)進行分布式拒絕服務攻擊(Distributed Denial of service, DDoS)會消耗大量的計算機資源,使得服務對其他合法用戶不可用。因此,確保云服務提供商的安全性和云終端用戶的身份可信性,是解決云系統(tǒng)的安全防護的重要手段。目前國內(nèi)外的研究多是基于單云環(huán)境下預防DDoS攻擊的用戶行為分析。然而,在多云環(huán)境下,若惡意終端用戶隱藏在正常用戶之中,以適當小的頻率對多個云服務提供商輪番發(fā)送錯誤請求或者進行DDoS攻擊時,單個云服務提供商很難辨別出惡意行為。而多云環(huán)境下的DDoS研究多以系統(tǒng)和框架為主,在理論方面的研究較為欠缺。因此,展開基于多云環(huán)境下的用戶行為分析研究,以有效預防DDoS攻擊具有很強的現(xiàn)實意義。 基于以上分析,本文首先提出了一種多云環(huán)境下基于博弈理論的用戶行為分析模型。該模型中,云服務提供商行為與分析出的用戶行為采用一致的策略。該模型以用戶的行為概率作為核心。首先,該模型通過博弈論確定用戶和云服務提供商的收益矩陣；之后,采用模糊隸屬度函數(shù)確定用戶的行為概率；最后分別針對單云場景和多云場景分別給出了用戶收益與資源之間的評價模型。經(jīng)過仿真驗證,該多云協(xié)作機制能夠減少云服務提供商遭受分布式拒絕服務攻擊的風險,并大幅提高單位資源的收益,具有很強的現(xiàn)實意義。 為了在降低云服務提供商遭受DDoS的風險基礎上,進一步提高單位資源收益,本文又提出了多云環(huán)境下基于用戶行為的聯(lián)合保護機制。該機制首先以第三章獲取的最佳隸屬度函數(shù)為基礎,兼顧概率約束、資源約束等,建立優(yōu)化的數(shù)學模型。針對建立的數(shù)學模型,分析其解空間的復雜度和問題所屬的類型。并采取粒子群算法來進行求解,保證了數(shù)學模型的可解性和合理性。論文最后對提出的模型進行了仿真,驗證了該機制在時間復雜度的基礎上,能在保證云服務提供商降低遭受用戶DDoS攻擊風險的同時,進一步提升單位資源的收益。 本文通過建立基于博弈論的用戶行為分析模型和基于用戶行為的聯(lián)合保護機制,能夠在不引入額外硬件模塊、不需改變安全框架的基礎上降低云服務提供商遭受DDoS的風險,提高云服務提供商的聯(lián)合收益,對后續(xù)云服務提供商的協(xié)作和安全防護的擴展研究提供了理論的指導,具有一定的現(xiàn)實意義。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.08

【參考文獻】

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本文編號：2568101