免疫思想在計算機安全系統中的應用分析

亓稷

山東省萊蕪市魯礦中學

免疫思想在計算機安全系統中的應用分析

亓稷

山東省萊蕪市魯礦中學

現如今計算機已經成為千家萬戶的必備生活工具，但是計算機的安全問題也同時成為了人們關注的焦點。同時，人體存在的免疫系統也在保護著我們的身體健康，而且免疫系統不僅能夠殺死入侵人體的病原體，還能有效地預防病原體的入侵，這就與計算機的安全防護系統十分相似。為使計算機安全系統能夠達到與生物免疫系統相同的功能，我們不可避免地要將這兩者結合起來考慮并且進行了針對性的研究。本文主要是將免疫思想結合著計算機的安全系統進行分析。

免疫；計算機；安全系統；應用

前言

近年來，隨著科技的不斷進步，人們的研究領域也逐漸寬泛，其中就出現了一種新的研究領域：人工免疫系統。這一系統顧名思義，是根據人體的免疫系統發展而來，經過人們的不斷研究，現今這種系統已經得到了不少的研究成果。與此同時，計算機科學家們爭取利用人工免疫系統實現檢測計算機病毒入侵情況的目的，以便更好地保護計算機的使用安全。

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來識別病原體，并且能夠產生抗體有效預防疾病。免疫系統共分三層，第一層是皮膚，第二層是生理上的，即對PH、溫度的感應等，而第三層即是先天的免疫系統，它能夠發現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間內被檢測。而免疫系統最重要的作用就是區分體內的“自體”和“非自體”，一旦識別出外來入侵者，就會產生免疫反應，將外來入侵者在短時間內消滅。這一特性正是我們努力想要在計算機安全系統中實現的，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算機安全系統相聯系的原因。

二、免疫思想與計算機安全系統的聯系

事實上，免疫與計算機安全的相似性從1987年就被提出了，并被引入了“計算機病毒”的概念中。兩者確實有很多相似之處，這也是人們將免疫思想和計算機安全系統相聯系的最關鍵的原因，它們的主要相似之處如下：

（一）病毒方面：1、傳染性。無論是計算機病毒還是生物病毒都具備十分強的傳染性。生物病毒通過傳染達到轉移和擴散的目的，最后使得生物體生病甚至是死亡。同樣，計算機病毒也可以通過各種方式進行擴散，最終導致計算機的癱瘓。2、潛伏性。大多數病毒都比較“聰明”，會選擇合適的時機進行攻擊，即所謂的“潛伏期”。生物體和計算機在感染病毒的第一時間很少會察覺，因為大多數病毒不會馬上攻擊，而是伺機而動，躲避免疫細胞的檢測，慢慢滲透人體和計算機，等到滿足條件的時候就會一次性爆發，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”，它會不斷吸收細胞中的養分來幫助自身生長，然后它會不斷擴散，在擴散的同時不斷破壞細胞，周而復始。計算機病毒也是同樣搞破壞，它會不斷篡改計算機中的數據，對系統及其中的應用程序進行不同程度的破壞，最終導致計算機的工作能力減低，直至系統癱瘓。4、病毒結構多變。不論是生物病毒還是計算機病毒都擁有多變的結構，這讓我們更是防不勝防，尤其是計算機病毒，它是用高級語言制作，形式多變，感染途徑也多樣。

根據以上的相似性，人們總結了免疫系統中我們需要的部分，這部分的特性與計算機安全系統的聯系也十分密切，主要有以下幾個方面：

（一）免疫系統的獨特性：每一個生物的免疫系統都有著自己的特點，這就構成了免疫系統的獨特性，人們要根據不同的情況進行具體分析，從而發揮出不同的作用。

（二）識別性：免疫細胞能夠有效識別出“自己”和“非己”，在消除病原體的同時還能夠保障自身細胞不受損傷。這在計算機安全系統中也十分重要，我們要的就是計算機能夠有效地對病毒進行識別，同時保證計算機中的其它文件不會丟失，軟件也能夠不被攻擊。

（三）預防：免疫系統可以自行對身體進行診斷，提前將可能存在的病原體進行清除，而且免疫細胞具有學習與記憶功能，可以對同樣的病原體產生更快更及時的反應。人們當然也希望計算機的安全系統也可以達到這種程度，這樣不僅可以對安全進行預防，對之前入侵過的病毒也能夠更好的進行預防和清除。

三、免疫思想在計算機安全系統的應用

據了解，最開始將免疫系統與計算機安全系統相聯系的是Forerst,是她根據免疫系統的區分敵我的功能將信息安全轉化為簡單的敵我關系，簡單來說就是，計算機中的用戶存檔等數據都是需要被保護的“自己人”，而入侵的病毒就是敵我。

（一）計算機免疫的應用領域：免疫思想在計算機安全系統中的應用主要有：異常檢測和預防診斷等各個方面：1、異常檢測。異常情況的檢測主要分為病毒入侵、網絡入侵、數據分析等方面。人體免疫系統中免疫細胞能夠抵抗、消滅未知病毒，計算機中需要有相同功能的安全系統進行檢測，防止病毒和網絡黑客的入侵，保護計算機中的數據不會丟失和被篡改。目前我們所知道的病毒檢測主要是Forrest等人的免疫算法和IBM實驗室利用免疫系統的框架進行研究。2、預防診斷。免疫系統不僅可以消滅入侵的病原體，更可以自行進行判斷，提前消滅未知病原體，保障人體安全，這一點被用于計算機中則變成了數據分析，通過對數據進行分析，可以提前了解是否有數據被篡改或者有什么潛藏的危害。通過提前作用來保護計算機的數據安全。3、其它應用領域。免疫思想融入計算機安全系統中時間不算太長，還有不少領域沒有滲透，但是儼然這已經成為了一個全新的研究方向，并且作用還在不斷擴大，研究方向也不斷發展增加，其它應用領域主要包括組合優化、機器學習、控制等等。

四、未來研究方向

盡管免疫系統在計算機中的應用已經較為成熟了，但是還是有很多方面需要繼續努力，還有很多領域等待開發，今后我們的主要方向還是首先要提高計算機的可靠性和安全的穩定性，爭取完善計算機的安全監測系統，做到像真正的免疫細胞一樣，不斷更新檢測內容，更新病毒數據庫。改進現有的計算機算法，進一步開發更多有效的新的算法，加快“反病毒”的發展腳步，抑制病毒的快速發展更新。進一步研究生物體的免疫原理，將更多的可能性與計算機安全系統進行聯系，不斷開發新的研究方向，充分利用免疫思想，讓其在計算機安全系統中發揮更重要的作用。

總結

人體的免疫系統不僅僅能夠幫助人體及時清除病原體，保護人體健康，還能被應用于計算機安全領域，通過兩者的相似點進行巧妙的結合，使得計算機安全系統能夠達到與人體免疫系統的相同作用。從文中可以看出，計算機安全系統的不少方面和所要達到的目的都與人體免疫系統相類似，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。

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