亓稷

山東省萊蕪市魯?shù)V中學(xué)

免疫思想在計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

亓稷

山東省萊蕪市魯?shù)V中學(xué)

現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為千家萬戶的必備生活工具，但是計(jì)算機(jī)的安全問題也同時(shí)成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。同時(shí)，人體存在的免疫系統(tǒng)也在保護(hù)著我們的身體健康，而且免疫系統(tǒng)不僅能夠殺死入侵人體的病原體，還能有效地預(yù)防病原體的入侵，這就與計(jì)算機(jī)的安全防護(hù)系統(tǒng)十分相似。為使計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)能夠達(dá)到與生物免疫系統(tǒng)相同的功能，我們不可避免地要將這兩者結(jié)合起來考慮并且進(jìn)行了針對(duì)性的研究。本文主要是將免疫思想結(jié)合著計(jì)算機(jī)的安全系統(tǒng)進(jìn)行分析。

免疫；計(jì)算機(jī)；安全系統(tǒng)；應(yīng)用

前言

近年來，隨著科技的不斷進(jìn)步，人們的研究領(lǐng)域也逐漸寬泛，其中就出現(xiàn)了一種新的研究領(lǐng)域：人工免疫系統(tǒng)。這一系統(tǒng)顧名思義，是根據(jù)人體的免疫系統(tǒng)發(fā)展而來，經(jīng)過人們的不斷研究，現(xiàn)今這種系統(tǒng)已經(jīng)得到了不少的研究成果。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)科學(xué)家們爭(zhēng)取利用人工免疫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)計(jì)算機(jī)病毒入侵情況的目的，以便更好地保護(hù)計(jì)算機(jī)的使用安全。

一、免疫

免疫是人體與生俱來的生理功能，我們可以依靠免疫系統(tǒng)來識(shí)別病原體，并且能夠產(chǎn)生抗體有效預(yù)防疾病。免疫系統(tǒng)共分三層，第一層是皮膚，第二層是生理上的，即對(duì)PH、溫度的感應(yīng)等，而第三層即是先天的免疫系統(tǒng)，它能夠發(fā)現(xiàn)病毒并且盡快消除它們以保障人體的安全，而且新病毒也能夠在最短時(shí)間內(nèi)被檢測(cè)。而免疫系統(tǒng)最重要的作用就是區(qū)分體內(nèi)的“自體”和“非自體”，一旦識(shí)別出外來入侵者，就會(huì)產(chǎn)生免疫反應(yīng)，將外來入侵者在短時(shí)間內(nèi)消滅。這一特性正是我們努力想要在計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的，這兩者之間存在著不少的相似性，這也是我們要把免疫思想與計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)相聯(lián)系的原因。

二、免疫思想與計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)的聯(lián)系

事實(shí)上，免疫與計(jì)算機(jī)安全的相似性從1987年就被提出了，并被引入了“計(jì)算機(jī)病毒”的概念中。兩者確實(shí)有很多相似之處，這也是人們將免疫思想和計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)相聯(lián)系的最關(guān)鍵的原因，它們的主要相似之處如下：

（一）病毒方面：1、傳染性。無論是計(jì)算機(jī)病毒還是生物病毒都具備十分強(qiáng)的傳染性。生物病毒通過傳染達(dá)到轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散的目的，最后使得生物體生病甚至是死亡。同樣，計(jì)算機(jī)病毒也可以通過各種方式進(jìn)行擴(kuò)散，最終導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的癱瘓。2、潛伏性。大多數(shù)病毒都比較“聰明”，會(huì)選擇合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行攻擊，即所謂的“潛伏期”。生物體和計(jì)算機(jī)在感染病毒的第一時(shí)間很少會(huì)察覺，因?yàn)榇蠖鄶?shù)病毒不會(huì)馬上攻擊，而是伺機(jī)而動(dòng)，躲避免疫細(xì)胞的檢測(cè)，慢慢滲透人體和計(jì)算機(jī)，等到滿足條件的時(shí)候就會(huì)一次性爆發(fā)，危害更大。3、破壞性。生物病毒感染人體之后并不是單純的“借宿”，它會(huì)不斷吸收細(xì)胞中的養(yǎng)分來幫助自身生長(zhǎng)，然后它會(huì)不斷擴(kuò)散，在擴(kuò)散的同時(shí)不斷破壞細(xì)胞，周而復(fù)始。計(jì)算機(jī)病毒也是同樣搞破壞，它會(huì)不斷篡改計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)及其中的應(yīng)用程序進(jìn)行不同程度的破壞，最終導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的工作能力減低，直至系統(tǒng)癱瘓。4、病毒結(jié)構(gòu)多變。不論是生物病毒還是計(jì)算機(jī)病毒都擁有多變的結(jié)構(gòu)，這讓我們更是防不勝防，尤其是計(jì)算機(jī)病毒，它是用高級(jí)語(yǔ)言制作，形式多變，感染途徑也多樣。

根據(jù)以上的相似性，人們總結(jié)了免疫系統(tǒng)中我們需要的部分，這部分的特性與計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)的聯(lián)系也十分密切，主要有以下幾個(gè)方面：

（一）免疫系統(tǒng)的獨(dú)特性：每一個(gè)生物的免疫系統(tǒng)都有著自己的特點(diǎn)，這就構(gòu)成了免疫系統(tǒng)的獨(dú)特性，人們要根據(jù)不同的情況進(jìn)行具體分析，從而發(fā)揮出不同的作用。

（二）識(shí)別性：免疫細(xì)胞能夠有效識(shí)別出“自己”和“非己”，在消除病原體的同時(shí)還能夠保障自身細(xì)胞不受損傷。這在計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中也十分重要，我們要的就是計(jì)算機(jī)能夠有效地對(duì)病毒進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)保證計(jì)算機(jī)中的其它文件不會(huì)丟失，軟件也能夠不被攻擊。

（三）預(yù)防：免疫系統(tǒng)可以自行對(duì)身體進(jìn)行診斷，提前將可能存在的病原體進(jìn)行清除，而且免疫細(xì)胞具有學(xué)習(xí)與記憶功能，可以對(duì)同樣的病原體產(chǎn)生更快更及時(shí)的反應(yīng)。人們當(dāng)然也希望計(jì)算機(jī)的安全系統(tǒng)也可以達(dá)到這種程度，這樣不僅可以對(duì)安全進(jìn)行預(yù)防，對(duì)之前入侵過的病毒也能夠更好的進(jìn)行預(yù)防和清除。

三、免疫思想在計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)的應(yīng)用

據(jù)了解，最開始將免疫系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)相聯(lián)系的是Forerst,是她根據(jù)免疫系統(tǒng)的區(qū)分?jǐn)澄业墓δ軐⑿畔踩D(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的敵我關(guān)系，簡(jiǎn)單來說就是，計(jì)算機(jī)中的用戶存檔等數(shù)據(jù)都是需要被保護(hù)的“自己人”，而入侵的病毒就是敵我。

（一）計(jì)算機(jī)免疫的應(yīng)用領(lǐng)域：免疫思想在計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有：異常檢測(cè)和預(yù)防診斷等各個(gè)方面：1、異常檢測(cè)。異常情況的檢測(cè)主要分為病毒入侵、網(wǎng)絡(luò)入侵、數(shù)據(jù)分析等方面。人體免疫系統(tǒng)中免疫細(xì)胞能夠抵抗、消滅未知病毒，計(jì)算機(jī)中需要有相同功能的安全系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，防止病毒和網(wǎng)絡(luò)黑客的入侵，保護(hù)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失和被篡改。目前我們所知道的病毒檢測(cè)主要是Forrest等人的免疫算法和IBM實(shí)驗(yàn)室利用免疫系統(tǒng)的框架進(jìn)行研究。2、預(yù)防診斷。免疫系統(tǒng)不僅可以消滅入侵的病原體，更可以自行進(jìn)行判斷，提前消滅未知病原體，保障人體安全，這一點(diǎn)被用于計(jì)算機(jī)中則變成了數(shù)據(jù)分析，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以提前了解是否有數(shù)據(jù)被篡改或者有什么潛藏的危害。通過提前作用來保護(hù)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)安全。3、其它應(yīng)用領(lǐng)域。免疫思想融入計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中時(shí)間不算太長(zhǎng)，還有不少領(lǐng)域沒有滲透，但是儼然這已經(jīng)成為了一個(gè)全新的研究方向，并且作用還在不斷擴(kuò)大，研究方向也不斷發(fā)展增加，其它應(yīng)用領(lǐng)域主要包括組合優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)、控制等等。

四、未來研究方向

盡管免疫系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟了，但是還是有很多方面需要繼續(xù)努力，還有很多領(lǐng)域等待開發(fā)，今后我們的主要方向還是首先要提高計(jì)算機(jī)的可靠性和安全的穩(wěn)定性，爭(zhēng)取完善計(jì)算機(jī)的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，做到像真正的免疫細(xì)胞一樣，不斷更新檢測(cè)內(nèi)容，更新病毒數(shù)據(jù)庫(kù)。改進(jìn)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)算法，進(jìn)一步開發(fā)更多有效的新的算法，加快“反病毒”的發(fā)展腳步，抑制病毒的快速發(fā)展更新。進(jìn)一步研究生物體的免疫原理，將更多的可能性與計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，不斷開發(fā)新的研究方向，充分利用免疫思想，讓其在計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中發(fā)揮更重要的作用。

總結(jié)

人體的免疫系統(tǒng)不僅僅能夠幫助人體及時(shí)清除病原體，保護(hù)人體健康，還能被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)安全領(lǐng)域，通過兩者的相似點(diǎn)進(jìn)行巧妙的結(jié)合，使得計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)能夠達(dá)到與人體免疫系統(tǒng)的相同作用。從文中可以看出，計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)的不少方面和所要達(dá)到的目的都與人體免疫系統(tǒng)相類似，我們也可以留意生活中是否存在相似度高的兩種事物，說不定也能順利找到一條新思路。

[1]馬建偉,余鎮(zhèn)危,王瑞林.生物免疫思想在計(jì)算機(jī)安全中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程,2004,（06）：120-123.

[2]莫宏偉,金鴻章.人工免疫系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)安全中的應(yīng)用[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào),2003,（03）：278-282.

[3]閆巧,謝維信.免疫思想在計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2002,（02）：98-99.

[4]鄖剛,張阿卜.免疫思想在計(jì)算機(jī)入侵檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].福建電腦,2006,（10）：97-98.