1、網(wǎng)絡(luò)安全一直是計算機科學中一個備受關(guān)注的問題。在探究網(wǎng)絡(luò)安全失敗根源的過程中，脆弱性分析逐漸成為一個重要的研究領(lǐng)域，而脆弱性評估是其中的核心問題。同時，IMS網(wǎng)絡(luò)的開放性必將使其面臨大量已存在于互聯(lián)網(wǎng)中的威脅，因此亟需開展IMS脆弱性評估方面的研究。
　　 然而，IMS脆弱性評估的研究尚處空白。現(xiàn)有脆弱性評估的一般方法因存在諸多不足，難以直接應(yīng)用于IMS。例如，所有評估方法只關(guān)注部分評估過程，缺乏從單點脆弱性賦值到整體脆弱程度計

2、算，再到脆弱性削減策略生成的整體解決方案；絕大部分評估方法是從攻擊角度提出的，將攻擊者能力、攻擊模式等威脅信息作為脆弱性評估的輸入，使得網(wǎng)絡(luò)脆弱程度過于依賴網(wǎng)絡(luò)所處環(huán)境，而非網(wǎng)絡(luò)自身；多數(shù)評估采用定性方法，雖然簡單易行，但是評估結(jié)果易受主觀判斷隨意性影響而大幅波動，從而難以將其用于更高層次的評估，如安全風險計算中。
　　 本文以網(wǎng)絡(luò)脆弱性的定量評估問題為出發(fā)點，從分析網(wǎng)絡(luò)自身缺陷出發(fā)，對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)單點脆弱性、關(guān)聯(lián)脆弱性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆

3、弱性的評估方法及其在IMS中的應(yīng)用展開深入的研究。本文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　　 1.用形式化方法建立了脆弱性工作機理模型
　　 通過對網(wǎng)絡(luò)運行規(guī)則的分析，從脆弱性評估角度，利用謂詞邏輯對脆弱性、威脅、安全保護對象等概念進行了嚴格定義。從宏觀角度，分析了脆弱性與網(wǎng)絡(luò)安全失敗的關(guān)系，建立了網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析模型。從微觀角度，以Petri網(wǎng)為建模工具，定義了脆弱性及安全保護對象狀態(tài)變遷規(guī)則，在此基礎(chǔ)上借鑒病理學思想，

4、建立了脆弱性的因果交替模型和損傷抗損傷模型。從而對脆弱性機理進行了深入的分析，為脆弱性定量評估奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。闡述了IMS面臨的潛在威脅并以案例說明了IMS中脆弱性的利用過程。
　　 2.提出一套評價“評估方法”的指標和單點脆弱性評估指標
　　 建立了從有效、完備、易用、準確、有序五方面評價脆弱性基本指標的方法。提出了評價脆弱性復合指標優(yōu)劣的指標：值多樣性（ScoreDiversity）和點平均性（Point Va

5、riance）。以指標評價方法為指導，闡述了脆弱性指標的生成方法，定義了基于機密性、完整性、可用性及資產(chǎn)價值損失的基本指標。在基本指標的基礎(chǔ)上，提出了基本安全損失BL和潛在價值損失VL兩級復合指標，并從值多樣性和點平均性等方面與CVSS等指標進行了比較。通過對IMS脆弱性從網(wǎng)絡(luò)接入、會話控制和業(yè)務(wù)提供三方面進行分類和評估，分析了IMS脆弱區(qū)域的分布。
　　 3.提出一套網(wǎng)絡(luò)服務(wù)整體脆弱性評估方法和脆弱性削減措施
　　 以

6、Petri網(wǎng)描述的脆弱性關(guān)聯(lián)圖為脆弱性關(guān)聯(lián)模型，通過分析脆弱性鏈的數(shù)量和長度以及單點脆弱性利用難度對網(wǎng)絡(luò)安全受損狀態(tài)可達度的影響，提出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)脆弱度指標SV。對SV的取值范圍、單調(diào)性以及脆弱性關(guān)聯(lián)關(guān)系對SV的影響進行了理論分析。通過度量削減單點脆弱性對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)整體脆弱程度的直接和間接影響，提出了關(guān)鍵脆弱性集合計算方法。結(jié)合量化后的脆弱性削減成本，提出了成本最小化的脆弱性削減策略。給出了上述方法在IMS中的應(yīng)用示例。
　　 4.提

7、出一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)生成模型及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性評估方法
　　 分析了網(wǎng)絡(luò)擴增中結(jié)點度及接入策略對網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的影響，建立了僅由新增結(jié)點度m和已有結(jié)點度的冪r決定的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)解析模型。提出了給定m和r下度分布的期望值計算方法。通過計算網(wǎng)絡(luò)遭受攻擊時結(jié)點的失效與網(wǎng)絡(luò)連通度之間的關(guān)系，建立了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱度指標fc。使用解析方法，深入分析了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷增大時網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性的漸進性質(zhì)。對由CSCF組成的IMS核心網(wǎng)絡(luò)在既定安全目標下參數(shù)的選擇策