Апробация модели стохастической коллаборационной защиты от вирусов

В статье рассматривается реализация на языке Java модели стохастической коллаборационной защиты от вирусов, разработанной в рамках модели Распределенных Объектно-Ориентированных Стохастических Гибридных Систем (РООСГС), и ее анализ. Целью работы является апробация модели стохастической коллаборационной защиты от вирусов в условиях, приближенных к реальным, на пути к внедрению ее использования в реальном окружении. Излагается методика трансляции спецификации системы на языке SHYMaude, предназначенном для спецификации и анализа РООСГС в рамках переписывающей логики, в соответствующую реализацию алгоритма на языке Java. Система разворачивается на виртуальных машинах, вирус и система оповещения моделируются стохастически. Выделяется ряд метрик, таких как время до насыщения вируса, доля зараженных узлов по достижению насыщения, максимальная скорость распространения вируса. Для получения оценок выбранных метрик используется метод Монте-Карло с вычислением доверительных интервалов. Анализ проводится на основе сигмовидного графика распространения вируса по времени в присутствии системы защиты. Реализуются два протокола передачи сообщений между узлами, TCP/IP и UDP. Исследуется влияние типа протокола и сопряженных с ним издержек на эффективность системы защиты. Для оценки потенциала уменьшения издержек, связанных с деталями протокола, проводится анализ исходной модели РООСГС, модифицированной для моделирования таких издержек. Исследуется влияние других параметров модели, необходимых для перехода к следующим шагам внедрения данной модели в практическое использование. Предлагается иерархический подход к обобщению системы, позволяющий сделать систему масштабируемой на большое количество узлов.

1. Шарыкин, Р. Е. Применение Формальных Методов при Проектировании Коллаборационной Системы Противовирусной Защиты / Р. Е. Шарыкин, А. Н. Курбацкий // Журнал Белорусского государственного университета. Математика. Информатика. – 2020. – № 1. – С. 59–69.

2. Briesmeister, L. Microscopic simulation of a group defense strategy / L. Briesmeister, P. Porras // Proceedings of Workshop of Principles of Advanced and Distributed Simulation, Monterey, California, US, 1–3 June, 2005 /; eds.: D. Nicol [et al]. – Los Alamitos, California, US: IEEE Computer Society, 2005. – P. 254–261.

3. Briesmeister, L. Automatically deducing propagation sequences that circumvent a collaborative worm defense / L. Briesmeister, P. Porras // Proceedings of International Performance Computing and Communications Conference, Phoenix, Arizona, US, 10–12 April, 2006 /. – Los Alamitos, California, US: IEEE Computer Society. – P. 587–592.

4. Шарыкин, Р. Е. Модель распределенных объектно-ориентированных стохастических гибридных систем / Р. Е. Шарыкин, А. Н. Курбацкий // Журнал Белорусского государственного университета. Математика. Информатика. – 2019, № 2. – С. 52–61.

5. Agha, G.A. PMaude: Rewrite-based specification language for probabilistic object systems / G.A. Agha, J. Meseguer, K. Sen // Electronic Notes in Theoretical Computer Science. – 2006. – Vol. 153, iss. 2, № 2. – P. 213–239.

6. Meseguer, J. Conditional rewriting logic as a unified model of concurrency / J. Meseguer // Theoretical Computer Science. – 1992. – Vol. 96, iss. 1. – P. 73–155.

7. Шарыкин, Р. Е. Верификация Распределенных Объектно-Ориентированных Стохастических Гибридных Систем / Р. Е. Шарыкин, А. Н. Курбацкий // Вестник Гродненского Государственного Университета имени Янки Купалы. Серия 2. Математика. Физика. Информатика, вычислительная техника и управление. – 2019. – Том 9, № 3. – С. 123–132.

8. Sen, K. On statistical model checking of stochastic systems / K. Sen, M. Viswanathan, G. Agha // Lecture Notes in Computer Science. – 2005. – Vol. 3576. – P. 266–280.

9. Sebastio, S. MultiVeStA: Statistical model checking for discrete event simulators / S. Sebastio, A. Vandin // Proceedings of the 7th International Conference on Performance Evaluation Methodologies and Tools, Torino, Italy, 10–12 December, 2013 / Brussels, Belgium: Institute for Computer Sciences; eds.: A. Horvath [et al]. – 2013. – P. 310–315.

10. Шарыкин, Р. Е. Реализация в среде Java коллаборационной системы защиты от вирусных атак. [Электронный ресурс] // GitHub: [сайт]. – Режим доступа: https://github.com/shymaude. – Дата доступа: 02.11.2021.