基于入侵检测系统的多模匹配算法的研究

论文摘要

随着网络安全问题的日益严峻,入侵检测系统凭借其自身特点有效地弥补了传统安全保护措施的不足,已成为计算机与网络安全的重要组成部分。模式匹配算法是特征模式匹配入侵检测系统中的核心算法,它的效率决定模式匹配入侵检测系统的性能。本文在研究入侵检测系统的基础之上,分析研究了网络入侵检测系统Snort,给出了Snort系统的体系结构和检测流程,进一步说明了入侵检测系统的工作原理。对几个经典的模式匹配算法的原理进行了分析研究,包括单模式匹配BM算法,多模式匹配AC算法和AC_BM算法。针对AC_BM算法的不足,提出了一种基于有序二叉数的多模式匹配改进算法,分析了各种算法的空间、时间复杂度性能。通过实验比较了各算法的时空性能,证实了改进的算法在时间性能上的优势。最后本文分析了协议分析技术和特征模式匹配技术各自优缺点,在此基础上,提出了基于协议分析的模式匹配的检测系统,该系统具有效率高、准确性高、资源消耗低等的优点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的背景和意义
• 1.2.1 传统安全系统的不足
• 1.2.2 入侵检测技术
• 1.3 当前研究的现状
• 1.3.1 入侵检测系统研究现状
• 1.3.2 入侵检测算法的研究现状
• 1.4 本文工作与结构
• 1.4.1 本文的具体工作
• 1.4.2 本文的章节安排
• 2 入侵检测系统的基本理论
• 2.1 网络安全概述
• 2.1.1 网络安全面临的问题
• 2.1.2 网络入侵手段
• 2.1.3 传统网络安全技术
• 2.2 入侵检测系统定义和作用
• 2.2.1 入侵检测系统的概念
• 2.2.2 入侵检测系统的功能
• 2.3 入侵检测系统的基本构成
• 2.4 入侵检测系统的分类
• 2.4.1 按照数据来源的分类
• 2.4.2 按照检测方法的分类
• 2.5 入侵检测系统的发展趋势
• 2.5.1 入侵技术的发展
• 2.5.2 入侵检测系统的发展趋势
• 2.6 本章小结
• 3 SNORT 系统研究
• 3.1 网络入侵检测系统SNORT 概述
• 3.1.1 Snort 的系统概述
• 3.1.2 Snort 的系统特征
• 3.2 SNORT 的模块结构
• 3.3 SNORT 入侵检测流程
• 3.3.1 初始化阶段
• 3.3.2 包处理阶段
• 3.4 本章小结
• 4 模式匹配算法的分析研究
• 4.1 BOYER-MOORE（BM）算法
• 4.1.1 Boyer-Moore（BM）算法原理
• 4.1.2 Boyer-Moore（BM）算法实现
• 4.1.3 Boyer-Moore（BM）算法分析
• 4.2 AHO-CORASICK（AC）算法
• 4.2.1 Aho-Corasick（AC）算法原理
• 4.2.2 Aho-Corasick（AC）算法实现
• 4.2.3 Aho-Corasick（AC）算法分析
• BOYER-MOORE（AC_BM）算法'>4.3 AHO-CORASICK_BOYER-MOORE（AC_BM）算法
• Boyer-Moore（AC_BM）算法原理'>4.3.1 Aho-Corasick_Boyer-Moore（AC_BM）算法原理
• Boyer-Moore（AC_BM）算法实现'>4.3.2 Aho-Corasick_Boyer-Moore（AC_BM）算法实现
• Boyer-Moore（AC_BM）算法分析'>4.3.3 Aho-Corasick_Boyer-Moore（AC_BM）算法分析
• BM 算法的改进与实现'>4.4 AC_BM 算法的改进与实现
• BM 算法的不足'>4.4.1 AC_BM 算法的不足
• 4.4.2 改进的算法原理
• 4.4.3 改进的算法实现
• 4.4.4 改进的算法分析
• 4.5 实验及分析
• 4.6 本章小结
• 5 模式匹配与协议分析的研究
• 5.1 模式匹配的优点和缺陷
• 5.1.1 模式匹配的优点
• 5.1.2 模式匹配的缺陷
• 5.2 协议分析的概述
• 5.2.1 协议分析的定义
• 5.2.2 TCP/IP 协议介绍
• 5.3 协议分析的原理和优势
• 5.3.1 协议分析技术的原理
• 5.3.2 协议分析技术的优势
• 5.4 基于模式匹配和协议分析的入侵检测系统设计
• 5.4.1 系统设计思想
• 5.4.2 系统设计模型
• 5.4.3 算法分析及实现
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录