入侵檢測(cè)系統(tǒng)模式匹配算法研究開(kāi)題報(bào)告

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1、開(kāi)題報(bào)告入侵檢測(cè)系統(tǒng)模式匹配算法研究一、選題的背景、意義1.1入侵檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展與趨勢(shì)從上世紀(jì)90年代到現(xiàn)在，人們對(duì)入侵檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)呈現(xiàn)出了百家爭(zhēng)鳴的局面，并且分別在智能化和分布式兩個(gè)方向取得了巨大的進(jìn)展[1]。入侵檢測(cè)系統(tǒng)的趨勢(shì)(1)各入侵檢測(cè)系統(tǒng)目前具有的功能將會(huì)得到相互的融合。就目前為止各類開(kāi)發(fā)公司已經(jīng)出現(xiàn)了的兼并案例．(2)體系結(jié)構(gòu)上的變化,分別為以小型網(wǎng)絡(luò)和大型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主的發(fā)展。(3)信息來(lái)源的改變，目前的系統(tǒng)越來(lái)越以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和主機(jī)數(shù)據(jù)為主。(4)特征模式的提取，目前絕大多數(shù)系統(tǒng)采用的是基于特征的檢測(cè)方法[2]。1.

2、2模式匹配算法的發(fā)展與現(xiàn)狀模式匹配時(shí)指在目標(biāo)文本串檢索子串的過(guò)程，其中字串成為模式[3]。目前字模式匹配算法分主要為多模式匹配算法[4]和單模式匹配算法[5]。在長(zhǎng)久的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)有了一些經(jīng)典的算法，例如多模式匹配算法主要有AC[6]算法、WM[7]算法等；而單模式匹配算法主要有BF[8]算法、KMP[9]、BM[10]算法及其一些改進(jìn)算法（BMH[11]算法和BMHS[12]算法等）。隨著黑客技術(shù)的提高，描述攻擊行為的特征數(shù)目急劇上升，模式匹配算法的效率己成為誤用檢測(cè)技術(shù)的瓶頸，直接影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。模式匹配算法是基于特征

3、匹配的錄取接車系統(tǒng)中的核心算法，直接決定了入侵檢測(cè)系統(tǒng)的性能。因而，如何改進(jìn)模式匹配算法，提高檢測(cè)效率，是目前IDS研究的重點(diǎn)之一。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題2.1研究的基本內(nèi)容1）了解入侵檢測(cè)系統(tǒng)的作用和流程2）理解模式匹配算法的作用3）學(xué)習(xí)經(jīng)典的單模式匹配算法BF、BM、BMH、BMHS4）在學(xué)習(xí)原有算法的基礎(chǔ)上，提出新的算法5）通過(guò)使用證明新算法的優(yōu)越性2.2基礎(chǔ)和內(nèi)容支持2.2.1入侵檢測(cè)系統(tǒng)知識(shí)入侵檢測(cè)系統(tǒng)[13]是一種對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行即時(shí)監(jiān)視，在發(fā)現(xiàn)可疑傳輸時(shí)發(fā)出警報(bào)或者采取主動(dòng)反應(yīng)措施的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備。IDS是

4、一種積極主動(dòng)的安全防護(hù)技術(shù)。JamesP.Anderson[14]于1980年的《計(jì)算機(jī)安全威脅監(jiān)控與監(jiān)視》第一次詳細(xì)闡述了入侵檢測(cè)的概念;提出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)威脅分類;提出了利用審計(jì)跟蹤數(shù)據(jù)監(jiān)視入侵活動(dòng)的思想。隨后，在1990年，加州大學(xué)戴維斯分校的L.T.Heberlein等人開(kāi)發(fā)出了NSM(NetworkSecurityMonitor)系統(tǒng)。將網(wǎng)絡(luò)流作為審計(jì)數(shù)據(jù)的來(lái)源。2.2.2入侵檢測(cè)目前存在的問(wèn)題　　根據(jù)國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)近來(lái)發(fā)布的入侵檢測(cè)產(chǎn)品評(píng)測(cè)報(bào)告，目前主流的入侵檢測(cè)系統(tǒng)大都存在三個(gè)問(wèn)題[15]：　　一、報(bào)警錯(cuò)誤多。存在大量的報(bào)

5、警信息，即使在沒(méi)有直接針對(duì)入侵檢測(cè)系統(tǒng)本身的惡意攻擊時(shí)，入侵檢測(cè)系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出大量報(bào)警?！　《?、防御能力差。入侵檢測(cè)系統(tǒng)的智能分析能力越強(qiáng)，處理越復(fù)雜，抗強(qiáng)力攻擊的能力就越差。　　三、檢測(cè)水平低?，F(xiàn)有的入侵檢測(cè)系統(tǒng)一般都設(shè)置了閥值，只要攻擊者將網(wǎng)絡(luò)探測(cè)、攻擊速度和頻率控制在閥值之下，入侵檢測(cè)系統(tǒng)就不會(huì)報(bào)警。2.2.3模式匹配算法知識(shí)模式匹配是指將兩個(gè)模式作為輸入，計(jì)算模式元素之間語(yǔ)義上的對(duì)應(yīng)關(guān)系的過(guò)程?！　∮袃蓚€(gè)字符串T和Ｓ，字符串S稱為正文，字符串T稱為模式，通過(guò)查找求出模式T在正文S中的首次出現(xiàn)的位置。如果模式T在正文S中出現(xiàn)，

6、就說(shuō)發(fā)生一次匹配。接下來(lái)則繼續(xù)查找，求得匹配次數(shù)。入侵檢測(cè)系統(tǒng)中的模式匹配技術(shù)的操作步驟[16]：⑴檢測(cè)數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)數(shù)據(jù)包都被檢測(cè)，尋找出攻擊特征；⑵取得可疑數(shù)據(jù)包。從數(shù)據(jù)中查找出與攻擊特征相同長(zhǎng)度的一組字節(jié)，并將這個(gè)可疑數(shù)據(jù)包的首部取出，然后對(duì)兩組字節(jié)進(jìn)行比較；⑶比較。如果比較后，兩組字節(jié)一樣，攻擊特征即被檢測(cè)出來(lái)；如果兩組字節(jié)不一樣，攻擊特征“前移一個(gè)字節(jié)”，重復(fù)比較流程；（4）繼續(xù)檢測(cè)。特征與數(shù)據(jù)包中第二位開(kāi)始的字節(jié)進(jìn)行比較；三、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題3.1本課題研究的內(nèi)容：1）了解網(wǎng)絡(luò)對(duì)于現(xiàn)在社會(huì)的重要性

7、，及入侵檢測(cè)系統(tǒng)的作用和現(xiàn)實(shí)生活中使用的意義。2）查閱入侵檢測(cè)系統(tǒng)資料，了解檢測(cè)的過(guò)程。3）理解模式匹配算法的概念及在入侵檢測(cè)中的應(yīng)用。4）研究已有的入侵檢測(cè)系統(tǒng)中的模式匹配算法BF、BMH、BMHS等的作用和原理。通過(guò)查閱有關(guān)資料進(jìn)行將算法實(shí)現(xiàn)程序化，并了解程序的流程。5）基于目前已有算法和別人對(duì)算法的改進(jìn)基礎(chǔ)上，提出自己的改進(jìn)方法，通過(guò)設(shè)計(jì)入侵檢測(cè)系統(tǒng)的模式匹配算法，提高效率。3.2擬解決的主要問(wèn)題（1）通過(guò)對(duì)入侵檢測(cè)系統(tǒng)和模式匹配算法的研究，根據(jù)算法完成相應(yīng)算法要求的程序.（2）根據(jù)已有算法，提出新的算法。四、研究的方法與技

8、術(shù)路線、研究難點(diǎn)，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)4.1研究的方法深入研讀有關(guān)軟件工程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的文獻(xiàn)資料，理解入侵檢測(cè)系統(tǒng)的流程及模式匹配算法在其中的作用，理解模式匹配算法的基本思想、原理、過(guò)程，使用c-free軟件運(yùn)用C語(yǔ)言編程進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。4.2研究的難點(diǎn)1、已