随着互联网技术的飞速发展,信息技术在为我们带来便捷和发展的同时,也与我们的生活变得密不可分。目前,网络攻击事件频发,尤其是针对提供社会基础服务设施的攻击事件日益增加,一旦这些关键系统出现了一个新的漏洞,那么攻击者就可以根据这个漏洞进行攻击,危害系统的安全性和可靠性,造成敏感信息泄露,甚至可能导致社会基础设施服务停止运行,损害社会及人民的切身利益。因此如何评估这些脆弱关键系统的安全防御机制对系统可生存性的影响,就成为了一个重要的研究课题。论文首先研究了入侵检测模块对脆弱系统生存性的影响,通过建立一个含有吸收态的连续时间马尔科夫链模型,模拟部署了入侵检测模块的脆弱系统,从遭受攻击开始到完全恢复所经历过的一系列过程,以及分析入侵检测技术在这过程中所起到的作用。利用计算马尔科夫链的瞬时概率的方法,分析脆弱系统的可存活性,并比较了不同修复速率以及检测率对于脆弱系统恢复能力的影响。最后使用代码仿真的方法,模拟系统运行,将仿真结果与数值分析结果进行比较,证明了模型的正确性。然后论文又单独对一个部署了两种安全策略的脆弱系统的可生存性进行量化分析。利用随机回报网建立模型,研究脆弱系统从一个新的漏洞被发现到漏洞被彻底修复这段时间内的系统可靠性及安全性。本文提出的模型还考虑了攻击者会利用已感染主机进行扩散攻击的行为,使得模型更加贴近现实。针对本文提出的系统模型,我们定义相应的瞬时指标和累积指标,利用这些指标可以分析系统的可靠性及安全性变化情况,并给出了如何使用SPNP工具建立系统模型,计算这些指标。本文提出的模型和量化指标不仅能够评估脆弱系统的可生存性,还能量化系统从新漏洞被发现到彻底修复这段时间内产生的效益。最后利用随机回报网模型,构造了五组数值实验,以研究一些关键参数对脆弱系统安全性、可靠性及系统产生效益的影响,为系统的决策者提供合理的建议。