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程序?qū)傩缘臋z測(cè)與程序?qū)傩缘姆诸?/h1>
2018-03-27 06:29
關(guān)鍵詞：負(fù)值破壞性計(jì)算公式

(南京航空航天大學(xué) 信息中心,南京 210016)

0 引言

病毒、蠕蟲和木馬都是惡意程序，然而日常在系統(tǒng)中運(yùn)行的各種程序都為合法程序，這些程序都是善意的。然而傳染性、攻擊性和破壞性是病毒和惡意程序所具有的特性。

在惡意程序權(quán)值計(jì)算公式中，可以計(jì)算每一種程序的權(quán)值。根據(jù)該公式可以知道當(dāng)某個(gè)程序的權(quán)值為正值時(shí)，就可以判斷該程序?yàn)閻阂獬绦?，?dāng)某個(gè)程序權(quán)值為0或負(fù)值時(shí)，則可以判斷該程序是善意程序。但是根據(jù)如上的敘述，可以知道惡意權(quán)值計(jì)算公式只能對(duì)兩種屬性程序進(jìn)行描述。

然而實(shí)際上用戶主機(jī)的系統(tǒng)中存在3種屬性程序，即惡意程序、善意程序和被惡意病毒感染的程序。但是在惡意程序權(quán)值公式的計(jì)算中，并不能對(duì)被病毒感染程序進(jìn)行判斷和描述，惡意權(quán)值計(jì)算公式只能對(duì)一種程序進(jìn)行判斷，該程序是否為惡意程序，并不能對(duì)惡意程序進(jìn)行屬性上的區(qū)分，從而判斷該程序是病毒還是被病毒感染的程序。病毒和被病毒感染的程序都具有惡意性，盡管病毒和被病毒感染的程序行為屬性具有相似性，但從屬性上來看這兩種程序具有一定區(qū)別，而在這一點(diǎn)上是惡意權(quán)值計(jì)算公式所不能計(jì)算和判斷的。根據(jù)上述原因?yàn)榱藢阂獬绦?、被病毒感染程序和善意程序進(jìn)行區(qū)分，因此在本文提出一種算法，將這3種不同屬性的程序進(jìn)行定性區(qū)分。

在文獻(xiàn)[3]中，該文還提出了惡意代碼檢測(cè)方案，最終的惡意性權(quán)值計(jì)算結(jié)果展現(xiàn)的是惡意代碼對(duì)系統(tǒng)的破壞性。根據(jù)該文獻(xiàn)[3]的定義2，可以知道計(jì)算惡意性權(quán)值反映的是惡意代碼主體執(zhí)行后，對(duì)系統(tǒng)的影響程度。病毒，合法程序和被病毒感染的程序是3種不同的程序，這3種程序?qū)ο到y(tǒng)的影響程序是有所不同的，合法程序的權(quán)值為0或?yàn)樨?fù)值，而病毒與被病毒感染程序的權(quán)值都大于0。作為有惡意行為的程序有兩種程序，即病毒和被病毒感染的程序，然而純粹的病毒與被病毒感染程序，對(duì)系統(tǒng)的影響程度有所差別，因此這兩種程序的惡意權(quán)值有所差別，權(quán)值之大小是不一致的。

1 MMTD算法技術(shù)簡介

中介真值程度度量知識(shí)簡介：

在三值邏輯出現(xiàn)之前，只有二值邏輯。然而在二值邏輯中只有0與1兩個(gè)真值，二值邏輯中的0與1在人們描述事物之屬性時(shí)，只有對(duì)與不對(duì)和是與不是等等，因此在二值邏輯中，事物之屬性值只存在兩種屬性，即事物的矛盾對(duì)立面。但事實(shí)上并非所有的事物僅僅存在矛盾對(duì)立面，還有些事物的屬性存在反對(duì)對(duì)立面。我們把存在對(duì)立面的事物，同時(shí)又存在對(duì)立面之中介過渡狀態(tài)的事物屬性將采用一種新的邏輯去描述它，我們將能夠描述這一事物的邏輯稱為三值邏輯，這種三值邏輯通常稱為中介邏輯。

根據(jù)文獻(xiàn)[2-3]相關(guān)的定義和說明，現(xiàn)在用數(shù)軸將中介真值程度度量的方法描述表達(dá)如下：

圖1 中介真值程度度量一維函數(shù)圖

根據(jù)文獻(xiàn)[1-2]可以知道在中介真值程度度量方法中，存在著兩種距離比率函數(shù)(1)與(2)，通過這兩個(gè)距離比率函數(shù)，可以計(jì)算事物之屬性值與P，～P之間的距離。

1)計(jì)算事物屬性值相對(duì)于P的距離比率函數(shù)[2-3]

如果數(shù)軸上數(shù)值點(diǎn)的位置逐步接近于P，則事物A具有P的屬性逐步增強(qiáng)。

2 MMTD算法在檢測(cè)惡意程序上的應(yīng)用

2.1 惡意程序的定義

善意程序就是一種無害的程序，所謂的無害程序事實(shí)上就是為不會(huì)對(duì)其它程序造成破壞性的修改，對(duì)計(jì)算機(jī)資源使用時(shí)，不會(huì)造成破壞性的消耗，另外黑客不能通過該程序非法獲取某些個(gè)人的敏感信息，這些程序都可以稱為無害程序，無害程序也就是我們通常所說的合法程序，本文中將該程序稱為善意程序。

惡意程序也可以稱為有害程序，惡意程序的有害性，體現(xiàn)在對(duì)善意程序能進(jìn)行破壞性的修改，或者成為黑客攻擊和破壞計(jì)算機(jī)用戶的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的某種工具，例如這些工具可以是蠕蟲或木馬，這些程序都可以稱為有害程序，在本文中稱為惡意程序。

2.2 惡意程序行為權(quán)值的計(jì)算

對(duì)于惡意代碼來說，具有如下幾種屬性：傳播性、激活性、保護(hù)性和破壞性，因此根據(jù)文獻(xiàn)[1]中提出的公式中，分別將這幾種行為屬性作了如下的定義：ki(v)、ke(v)、kp(v)、kd(v)，分別定義為惡意代碼的自傳播性、自激活性、自保護(hù)性和自破壞性。

根據(jù)文獻(xiàn)[1]可以知道，根據(jù)可疑程序的各個(gè)可疑指標(biāo)，可計(jì)算可疑程序中的每一個(gè)行為屬性，并且把某個(gè)程序不同的行為屬性指數(shù)進(jìn)行相加，就可以得出相應(yīng)的結(jié)論，即該程序是惡意程序還是善意程序。惡意程序權(quán)值的計(jì)算公式如下：

根據(jù)文獻(xiàn)[1]可以知道如下定義2。

定義2：獨(dú)立的惡意權(quán)值計(jì)算，假設(shè)以v為主體行為共存在n個(gè)客體，每個(gè)客體系統(tǒng)的影響指數(shù)為k(o)=αki(o)+βki(o)+Χkp(o)+εkd(o),那么主體惡意權(quán)值的計(jì)算公式為：

在惡意性權(quán)值計(jì)算公式中，符號(hào)ki(v)、ke(v)、kp(v)、kd(v)分別表示客體，而每個(gè)惡意程序所具有的自傳播性、自激活性、自保護(hù)性和破壞性可以分別稱為某個(gè)惡意程序的客體，而每個(gè)惡意程序可以理解為某個(gè)主體。

在文獻(xiàn)[1]中提出的計(jì)算公式，可以知道無論是惡意程序還是善意程序的某個(gè)客體值越大，則該程序行為屬性對(duì)系統(tǒng)影響的程度就越大，如果客體的值為0，則與該客體相對(duì)應(yīng)的行為屬性對(duì)系統(tǒng)沒有產(chǎn)生任何影響。惡意代碼對(duì)系統(tǒng)的影響性，主要是指惡意代碼的各種行為屬性對(duì)系統(tǒng)的影響，因此根據(jù)以上的敘述可以認(rèn)為當(dāng)某個(gè)主體的客體對(duì)系統(tǒng)沒有產(chǎn)生影響時(shí)，客體的屬性值則為0。α、β、χ、δ分別表示惡意代碼行為：ki(v)、ke(v)、kp(v)、kd(v)的權(quán)重值。

根據(jù)文獻(xiàn)[1]中的惡意程序權(quán)值計(jì)算公式有如下結(jié)論：如果某個(gè)程序是惡意程序，那么該程序的權(quán)值為正值，但如果某個(gè)程序是善意程序，那么該程序的權(quán)值就為0或負(fù)值。

2.3 惡意程序和合法程序權(quán)值的計(jì)算

病毒的傳染性、激活性、破壞性和隱蔽性，都是病毒所具有的特征，然而正是由于這些行為的存在，所以通過惡意代碼權(quán)值計(jì)算公式，所計(jì)算出來的程序行為屬性的權(quán)值都不為0，并且這些權(quán)值都是正值。

由于一般合法性程序不具有病毒的傳染性、激活性、破壞性和隱蔽性，因此當(dāng)采用惡意代碼權(quán)值公式進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，這些行為屬性的權(quán)值都為0。事實(shí)上在合法程序中某些程序具有了病毒類似的行為，例如病毒的的傳染性、激活性、破壞性和隱蔽性等行為屬性，但此時(shí)程序權(quán)值的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，因此這類屬性的程序與病毒是兩種不同類別的程序，從程序權(quán)值計(jì)算的角度可以將這兩類程序相互區(qū)分。

1)根據(jù)以上的討論有如下結(jié)論。

根據(jù)以上的分析可以知道，當(dāng)程序的權(quán)值為正值時(shí)，則該程序就為惡意程序。由于病毒也是一種惡意程序，因此病毒的權(quán)值也為正值，但當(dāng)?shù)贸龅臋?quán)值為0或負(fù)值時(shí)，該程序就為善意程序，在這里就是通常所說的合法程序。

2)被病毒感染的程序。

如果合法程序感染了病毒，那么該程序就具有了病毒的特征。從程序權(quán)值的角度來看，此時(shí)程序的權(quán)值由0變成了正值，那么該程序的屬性就發(fā)生了變化，具有了病毒的屬性，因而此時(shí)該程序被病毒感染的可能性就很大。

如果某種病毒寄生于某個(gè)程序之后，當(dāng)病毒沒有發(fā)作之時(shí)，該程序表現(xiàn)的行為是正常的。但當(dāng)病毒處于發(fā)作期的時(shí)候，那么該程序就具有了部分惡意性和攻擊性，因此根據(jù)如上的敘述，就可以知道被病毒感染的程序具有了善意性，同時(shí)也具有了惡意性。

當(dāng)程序體中的病毒處于發(fā)作期的時(shí)候，病毒和被病毒感染的程序都具有惡意性和攻擊性，因此從惡意性的角度來看，這兩種程序具有相似的行為特征。然而事實(shí)上合法程序被病毒寄生之前不具備惡意性。合法程序之所以具有惡意性和攻擊性，只是因?yàn)榇顺绦蝮w中的病毒具有了感染性和破壞性，但由于被病毒感染的程序與病毒已融為一體，因此從程序行為屬性上來看，被病毒寄生的程序確實(shí)具有了惡意性和攻擊性。

盡管被病毒感染的程序具有某種程度上的惡意性，但并不是正真的病毒，這與純粹的病毒是有的區(qū)別，因此從程序?qū)傩缘慕嵌葋砜?，被病毒感染的程序是惡意程序和善意程序之間的過渡狀態(tài)的程序，該程序部分具有惡意性同時(shí)又部分具有善意性。然而病毒是惡意代碼，本身就具有攻擊性和破壞性。根據(jù)如上的分析和敘述可以知道，病毒和被病毒感染的程序是有所區(qū)別的。

3 程序權(quán)值的計(jì)算和比較

y=f(x)=某種程序當(dāng)前的權(quán)值-某種程序原始的權(quán)值

1)惡意程序權(quán)值的討論：

如果某個(gè)程序的權(quán)值為正值時(shí)，則該程序就為惡意代碼。只要該惡意代碼的屬性沒有發(fā)生變化，那么權(quán)值就不會(huì)發(fā)生變化。病毒屬于惡意代碼，因此病毒的權(quán)值也始終為正值。根據(jù)上述原因有如下的結(jié)論：

當(dāng)某種病毒的當(dāng)前權(quán)值=某種病毒的原始權(quán)值>0時(shí)，

則有y=f(x)=某種病毒之當(dāng)前權(quán)值-某種病毒的原始權(quán)值=0。

2)善意程序權(quán)值的討論：

①如果某個(gè)程序的原始權(quán)值為0，那么該程序則為善意程序。當(dāng)程序的權(quán)值沒有發(fā)生變化，則此時(shí)程序行為屬性就沒有發(fā)生變化，仍為善意程序，因此根據(jù)可以推斷此時(shí)程序沒有被病毒寄生和感染。

當(dāng)某種合法程序的當(dāng)前權(quán)值=某種合法程序的原始權(quán)值=0時(shí)，則有y=f(x)=某種合法程序之當(dāng)前權(quán)值-某種合法程序的原始權(quán)值=0。

②如果某個(gè)程序的原始權(quán)值為0，那么則該程序?yàn)樯埔獬绦?。?dāng)程序的權(quán)值發(fā)生了變化，由0變成了正值時(shí)，那么此時(shí)程序的行為屬性就發(fā)生了變化，具有了惡意性，因此可以推斷此時(shí)的合法程序很可能被病毒感染了。

當(dāng)某種合法程序的當(dāng)前權(quán)值>0時(shí)，而某種合法程序的原始權(quán)值=0時(shí)，則有y=f(x)=某種合法程序的當(dāng)前權(quán)值-某種合法程序的原始權(quán)值>0。

③如果某個(gè)程序的原始權(quán)值為負(fù)值，而當(dāng)前的權(quán)值沒有發(fā)生變化，仍然為負(fù)值時(shí)，那么此程序的行為屬性就沒有發(fā)生變化，仍然為善意程序，因此可以推斷此時(shí)的合法程序沒有被病毒感染寄生。

當(dāng)某種合法程序的當(dāng)前權(quán)值=某種合法程序的原始權(quán)值<0時(shí)，則有y=f(x)=某種合法程序的當(dāng)前權(quán)值-某種合法程序的原始權(quán)值=0。

④如果某個(gè)程序的原始權(quán)值為負(fù)值，而當(dāng)前的權(quán)值發(fā)生了變化，由目前的負(fù)值變成了正值，那么此時(shí)程序的屬性就發(fā)生了變化，由善意程序變成了惡意程序，因此可以推斷此時(shí)的合法程序很可能被病毒感染寄生了。

當(dāng)某種合法程序的當(dāng)前權(quán)值>0,但是某種合法程序的原始權(quán)值<0時(shí)，則有y=f(x)=某種合法程序的當(dāng)前權(quán)值-某種合法程序的原始權(quán)值>0。

4 MMTD算法在程序?qū)傩耘袛喾矫娴膽?yīng)用

4.1 程序權(quán)值比較公式

y=f(x)=某種程序當(dāng)前的權(quán)值-某種程序的原始權(quán)值

根據(jù)以上的分析和討論有如下結(jié)論：

1)采用惡意代碼權(quán)值計(jì)算公式對(duì)某個(gè)程序進(jìn)行計(jì)算。

①如果程序的權(quán)值為正值，則該程序就是惡意程序。

②如果程序的權(quán)值為0或負(fù)值，則該程序就是善意程序。

2)如果是善意程序，則有如下結(jié)論：

①如果善意程序的原始權(quán)值為0時(shí)，而當(dāng)前的權(quán)值變成正值時(shí)，那么該程序就感染上了病毒。

②如果善意程序的原始權(quán)值為負(fù)值時(shí)，而當(dāng)前的權(quán)值變?yōu)檎禃r(shí)，那么該程序同樣感染上了病毒。

4.2 中介對(duì)惡意程序權(quán)值在匹配上的描述

1)根據(jù)程序的屬性對(duì)程序進(jìn)行分類：

惡意程序與善意程序是屬性相反的兩種程序，在中介邏輯中，將這兩種程序的屬性作為一個(gè)反對(duì)對(duì)立面。本文中所指的善意程序就是合法程序，惡意程序就是病毒。惡意和善意是兩個(gè)反對(duì)對(duì)立面，而被病毒感染的程序部分具有惡意性，同時(shí)又部分具有善意性，因此當(dāng)程序被病毒感染后，該程序所具有的屬性應(yīng)該處于中介邏輯所指出的中介過渡狀態(tài)屬性之處。

其真值為0。

②當(dāng)程序的權(quán)值為0時(shí)或?yàn)樨?fù)值，則為善意程序，在中介邏輯中用符號(hào)P來表示，

其真值為1。

③當(dāng)合法程序的權(quán)值發(fā)生了變化，則由原來的0或負(fù)值變?yōu)檎禃r(shí)，該程序就被病毒感染了，在中介邏輯中用符號(hào)表示～P。

圖2 中介真值程度度量一維函數(shù)之應(yīng)用

①相對(duì)于P的距離比率函數(shù)

通過距離比率函數(shù)hT(x)對(duì)y值的計(jì)算有如下結(jié)論，

①函數(shù)hT(x)=1，y之值落在區(qū)域(αl-εl,αl+εl)中，則為善意程序。

②若函數(shù)hT(x)=0，y之值落在區(qū)域(αr-εr,αr+εr)中，則為惡意程序。

2)本文提出的算法分析：

①具有惡意行為的程序包含兩種情況：1.純粹的病毒;2.被病毒感染的程序。

當(dāng)被病毒寄生的程序體中的病毒沒有發(fā)作的時(shí)候，此時(shí)程序的行為是善意的。

當(dāng)被病毒寄生的程序體中的病毒開始發(fā)作的時(shí)候，此時(shí)程序的行為就體現(xiàn)出一定的惡意性。

如果原始程序本身就是病毒，程序的權(quán)值則始終為正值。

②在善意程序中，提取原始程序的權(quán)值與當(dāng)前程序的權(quán)值進(jìn)行比較。

如果原來是善意程序，則程序的權(quán)值沒有發(fā)生變化，那么此時(shí)仍然是善意程序。

如果程序的權(quán)值發(fā)生了變化，則由原來的0或者負(fù)值變?yōu)檎禃r(shí)，那么此時(shí)該程序就被病毒感染了。

由于在被病毒感染的程序中，程序體中的病毒沒有發(fā)作時(shí)，該程序體現(xiàn)出的仍然是善意性。

由于被病毒感染的程序中，如果程序體中的病毒處于發(fā)作狀態(tài)時(shí)，那么該程序就表現(xiàn)出惡意性。

如果原始程序本身是善意程序，但經(jīng)過病毒的感染，使得被寄生的程序具有了惡意性，那么此時(shí)程序的權(quán)值就發(fā)生了變

化。由原來的0或者由負(fù)值變成了正值。因此當(dāng)程序的權(quán)值發(fā)生變化后，那么該程序就很可能被病毒感染了，該善意程序具有了一定的惡意性。

5 結(jié)束語

在通過惡意權(quán)值計(jì)算公式對(duì)程序進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以判斷該程序是善意的還是惡意的。通過程序權(quán)值計(jì)算還可以發(fā)現(xiàn)，某個(gè)程序的權(quán)值是否發(fā)生了變化。如果某個(gè)合法程序的權(quán)值發(fā)生了變化，則該程就被病毒感染了，被病毒感染的程序，就體現(xiàn)出部分惡意性和部分善意性。因此在本文中首先通過惡意權(quán)值計(jì)算公式對(duì)某個(gè)程序的屬性進(jìn)行判斷，然后再使用MMTD算法對(duì)3種屬性的程序進(jìn)行分類，由本文提出的算法就達(dá)到了對(duì)病毒檢測(cè)之目的，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同屬性程序分類之目的[4-11]。

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