2、IP地址随机化的博弈论方法

IP地址随机化的博弈论方法

1. 模型与预备知识

1.1 虚拟网络模型

虚拟网络由 $n$ 个虚拟节点构成，其中包含 1 个真实节点和 $(n - 1)$ 个诱饵节点。诱饵节点占比为 $\pi = (1 - \frac{1}{n})$。诱饵节点和真实节点的 IP 地址均从一个地址空间 $M$（$M \gg n$）中随机选取，这使得仅依据 IP 地址无法区分二者。该假设保证了 IP 地址空间有足够的熵，让随机化更有效。

诱饵节点可进一步分为两类：
- 高交互性诱饵节点：实现完整的操作系统，包括 HTTP、FTP 服务器和 SQL 数据库等应用层服务。
- 低交互性诱饵节点：仅实现部分网络和传输层协议，如 IP、TCP、UDP 和 ICMP。

诱饵节点会响应来自网络外部节点的消息，其响应由分配的配置决定。每个可能的配置代表一种可模拟的设备（如打印机、PC 或服务器）和操作系统。同一网络中的诱饵节点可能有不同配置。由于计算资源有限，诱饵节点的通信延迟比真实节点长，额外延迟取决于分配给诱饵的系统 CPU 时间和内存。诱饵节点的配置可通过软件混淆技术随机化。

真实节点接收来自合法用户的连接请求遵循 M/G/1 排队模型。在该模型下，每个传入用户的服务时间独立且同分布，与其他用户的服务时间和当前队列中的用户数量无关。因为合法用户知道真实节点的 IP 地址，所以与诱饵节点的连接可能源于错误或恶意扫描。诱饵节点会响应可疑查询，以分散攻击者注意力，延缓其识别和定位真实节点。

虚拟网络由虚拟机管理程序管理，它负责创建、配置和移除诱饵节点，且被认为是可信的，不会被攻击者攻破。除管理诱饵节点外，虚拟机管理程序还为节点分配