[摘要] 文章概述了自然免疫系統(tǒng)和計算機安全系統(tǒng)，分析兩者的相似性，闡述計算機免疫學(xué)的基本原理和計算機免疫系統(tǒng)的設(shè)計原則，介紹計算機免疫學(xué)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景。
　　[關(guān)鍵詞] 自然免疫論文 ，計算機免疫系統(tǒng)論文 ，網(wǎng)絡(luò)安全論文
　　
　　一、引言
　　隨著信息時代的到來，電子郵件、網(wǎng)絡(luò)銀行、網(wǎng)絡(luò)書店、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的興起，以及各種專業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建立，網(wǎng)絡(luò)信息的安全問題顯得越來越重要。存取控制、防火墻、密碼訪問等傳統(tǒng)方法已無法勝任新形式下抗病毒技術(shù)發(fā)展的需要。迫切需要研究和發(fā)展新的病毒檢測技術(shù)，克服傳統(tǒng)檢測方法的缺陷。
　　二、自然免疫系統(tǒng)概述 論文
　　免疫學(xué)家認為“免疫就是識別我(Self)和非我（Nonself）,并消滅非我，是為了保證機體完整性的一種生理學(xué)反應(yīng)。”
　　人類的自然免疫系統(tǒng)主要包括皮膚、生理條件、先天性免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)幾部分，自然免疫系統(tǒng)是一個多層防御系統(tǒng)，皮膚是預(yù)防疾病的第一道防線；生理條件是第二道防線；一旦病原體進入機體，就遇到第三、第四道防線----先天性免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。先天性免疫系統(tǒng)是生物在發(fā)育和進化過程中逐漸建立起來的一系列天然防御功能。適應(yīng)性免疫系統(tǒng)在初次應(yīng)答后，一部分B細胞轉(zhuǎn)變成記憶細胞，當再次遇到同一抗原刺激后，喚醒記憶細胞，抗體迅速增殖殺死抗原。
　　適應(yīng)性免疫系統(tǒng)主要包括兩類用于檢測病原體的淋巴細胞：進入胸腺的T細胞和進入法氏囊的B細胞。胸腺中T細胞在生成過程中要經(jīng)歷一種稱為“否定選擇”的檢查過程，胸腺中包括了人體大部分Self細胞的樣本，淋巴細胞與這些樣本進行匹配，凡是對人體自身細胞具有免疫能力的淋巴細胞都將被殺死，只有那些存活下來的淋巴細胞才能離開胸腺，到全身的各淋巴組織和循環(huán)系統(tǒng)中，參與人體的免疫作用。B淋巴細胞在法氏囊中進行分化、發(fā)育， B淋巴細胞分泌的免疫分子（即抗體）能夠識別并結(jié)合抗原，并依靠其它免疫細胞和分子的合作，最終將抗原清除。
　　三、計算機免疫學(xué)概述論文
　　自然免疫系統(tǒng)保護生物體不受外來有害細胞的侵襲，其作用與計算機安全系統(tǒng)有著驚人的相似。表現(xiàn)在下列三個方面:保護高度復(fù)雜且動態(tài)變化的系統(tǒng)，抵御外來的入侵;保證自身系統(tǒng)的正常功能;保證防御機制不會嚴重損害系統(tǒng)。
　　生物和計算機系統(tǒng)存在著根本的區(qū)別，基于計算機安全系統(tǒng)與自然免疫系統(tǒng)之間的相似性來產(chǎn)生一個有效的計算機安全系統(tǒng)是比較困難的。但自然免疫系統(tǒng)的一系列組織特征可以用來指導(dǎo)計算機安全系統(tǒng)的設(shè)計，這些特征包括：
　　1.分布性:生物免疫系統(tǒng)的各組成成分分布于生物體的全身，這種機制保障了系統(tǒng)的高度可靠性，計算機免疫系統(tǒng)要實現(xiàn)魯棒性就要實現(xiàn)分布檢測。
　　2.多層性:生物系統(tǒng)對生物體的保護是從皮膚到生理條件，再到免疫細胞的多層保護機制，計算機免疫也要實現(xiàn)對系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)級、主機級、文件級到進程級的多層保護。
　　3.多樣性:生物免疫系統(tǒng)中，免疫細胞的多樣性保證了當有抗原侵入機體時，能在機體內(nèi)選擇出可識別和消滅相應(yīng)抗原的免疫細胞，進行免疫應(yīng)答，最終清除抗原。計算機免疫系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)的安全實現(xiàn)方式不同，保證一個站點或網(wǎng)絡(luò)受到攻擊破壞時，其它站點或網(wǎng)絡(luò)極少受到同樣的攻擊和破壞。
　　4.適應(yīng)性：生物免疫系統(tǒng)一方面學(xué)習(xí)識別新的抗原，另一方面，檢測到新病原時，通過免疫記憶保留對新病原的識別和反應(yīng)。計算機免疫系統(tǒng)也應(yīng)該有相似的適應(yīng)性，既能識別新的入侵，又能記憶以前受到的攻擊。
　　5.動態(tài)性：生物免疫系統(tǒng)中約有108個淋巴檢測器，能識別出約1016種不同的抗原，并且大約10天左右淋巴細胞會全部更換一次。借鑒這一特性，計算機免疫系統(tǒng)在病毒檢測中，可不必包括所有可能的入侵的檢測器集合，而是使檢測器集合能隨時間動態(tài)變化。
　　四、計算機免疫學(xué)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全的研究現(xiàn)狀 論文
　　目前，國際上開展“計算機免疫學(xué)”的研究主要集中在國防、軍事、安全部門的應(yīng)用上，比較有代表性的有:
　　1.美國新墨西哥大學(xué)的FORREST研究小組在深入分析生物免疫與機制的基礎(chǔ)上，提出了一種計算機免疫系統(tǒng)模型，并給出了相應(yīng)算法——否定選擇算法。其實驗結(jié)果顯示，這種方法能夠很容易地發(fā)現(xiàn)未知病毒感染，進一步提高計算機系統(tǒng)的安全性。 

　　2.IBM研究中心的Kephart等人通過模擬生物免疫系統(tǒng)的各個功能部件以及對外來抗原的識別、分析和清除過程，設(shè)計了一種計算機免疫模型和系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是設(shè)計“餌”程序來捕獲病毒樣本，提取病毒特征，并設(shè)計相應(yīng)的病毒清除程序。
　　3.普度大學(xué)的Spafford和Wright-Pafferson AFB空軍技術(shù)學(xué)院的Marmelstein都深入分析了計算機病毒的研究意義、研究方法和安全性要求，并給出了相應(yīng)計算機免疫系統(tǒng)模型。
　　4.日本豐橋科學(xué)技術(shù)大學(xué)的Ishida也對基于免疫系統(tǒng)的計算機病毒防御技術(shù)進行了深入地研究，并應(yīng)用多Agent技術(shù)與實現(xiàn)方法，在計算機網(wǎng)絡(luò)中進行計算機病毒的監(jiān)測和清除工作，同時給出了針對網(wǎng)絡(luò)特點將被病毒感染的文件和系統(tǒng)修復(fù)的方法。
　　國內(nèi)在計算機免疫方面的研究剛剛起步。武漢大學(xué)提出了基于多代理的計算機安全免疫系統(tǒng)檢測模型及對Self集構(gòu)造和演化方法，并在“Self”、“Nonself”的識別規(guī)則上進行研究，提出用演化挖掘的方法提取規(guī)則，在基于系統(tǒng)調(diào)用的基礎(chǔ)上建立了位串識別器，借鑒食物鏈的一些特征，建立一種多識別器協(xié)同識別模型；武漢大學(xué)與北方交通大學(xué)合作，提出了基于主機安全掃描的計算機免疫系統(tǒng)檢測；北方交通大學(xué)提出了一種基于免疫入侵檢測模型，并將隨機過程引入計算機免疫研究；南京航空航天大學(xué)對利用免疫機理進行抗病毒技術(shù)進行了研究；北京理工大學(xué)自動控制系從控制論的角度論述了計算機免疫和生物免疫的相似性，提出計算機防病毒領(lǐng)域中應(yīng)用多代理控制技術(shù)構(gòu)筑計算機仿生物免疫系統(tǒng)的可行性和實用性。
　　五、計算機免疫學(xué)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展前景
　　網(wǎng)絡(luò)安全是一個立體縱深、多層次防御的綜合體系，對于異常入侵、病毒等都可以從自然免疫機制中獲得不少啟發(fā)。未來值得關(guān)注的研究方向?qū)⒂幸韵路矫?
　　1.分布式反饋控制：利用自然免疫系統(tǒng)高度分布性與并行處理的機制，在計算機入侵檢測系統(tǒng)的框架上采用分布式結(jié)構(gòu)，檢測時聯(lián)合獲取各方數(shù)據(jù)進行分析，并采取聯(lián)動式防御措施，高效地應(yīng)對各種復(fù)雜的攻擊。
　　2.采用混合式入侵檢測：與傳統(tǒng)設(shè)計思想中單純的系統(tǒng)架構(gòu)不同，混合式入侵檢測是多層次的，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上采用基于主機與基于網(wǎng)絡(luò)的混合架構(gòu)；在檢測算法上使用異常檢測與誤用檢測結(jié)合的混合模式；在檢測方式上應(yīng)用實時檢測與基于時間間隔檢測混合互補的策略。
　　3.多特性防護系統(tǒng)：當前許多信息安全系統(tǒng)都借鑒了自然免疫系統(tǒng)的一些特點，但同時具有所有特點的信息安全系統(tǒng)還沒有出現(xiàn)，朝著這一方向努力，研究一個魯棒的、分布的、自適應(yīng)的信息安全防護系統(tǒng)有著極其重要的現(xiàn)實意義。
　　4.基因計算機：基于免疫原理的基因計算機系統(tǒng)有更強的辨別和保護能力，它通過對基因碼的檢測來判斷數(shù)據(jù)的合法性，只有與基因碼相吻合的收發(fā)端才能操縱數(shù)據(jù)，基因碼是自動生成的，不能人為進行干預(yù)，具有很好的安全性能。
　　六、結(jié)束語
　　計算機免疫技術(shù)發(fā)展很快，國內(nèi)外越來越多的人在從事理論的研究與設(shè)計，隨著自然免疫學(xué)科、智能模擬技術(shù)的發(fā)展，一定能建成功能更強大的計算機免疫體系，解決越來越嚴重的計算機病毒問題，成為網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的主流。