DDoS攻击及其追踪方案的研究

论文摘要

随着Internet的迅速发展,网络安全问题正日益为人们所关注。防御分布式拒绝服务（DDoS）攻击是当今网络安全领域最难解决的问题之一。其中重要的原因在于网络上大量不安全的机器的存在,DDoS攻击工具的广泛可获得性以及攻击者通常采用假冒的源IP地址。因此,研究DDoS攻击及其对策是非常重要的。本文对分布式拒绝服务攻击的原理,过程等方面进行了详细研究并对拒绝服务攻击的对策作了分析、整理,分别从DDoS的防御,检测和追踪三个方面展开讨论。利用Tabu包标记中基于双钥序列的消息认证码理论,以自适应概率包标记和高级包标记Ⅱ为基础,针对当前危害甚大的拒绝服务攻击,本文提出了一种改进的Tabu包标记方法。以自适应概率为基础,既达到了较高的追踪收敛率,又能最大限度地降低攻击者伪造数据包的余地。采用基于双钥序列的HMAC算法,对标记信息进行认证,防止攻击者修改已有的标记信息,达到较高的安全性和抗干扰性。基于追踪部署的相关理论和着色包标记算法,针对当前危害甚大的分布式拒绝服务攻击,提出一种基于追踪部署的IP回溯算法。该算法是以贪心算法为基础利用K-剪枝算法在网络拓扑图中找出一些关键的路由器,利用这些路由器也就是只让tracers对过往的数据包按照着色包标记算法进行标记,这样不但减少了重构路径所需的数据包数,降低了路径误报率,提高了追踪到攻击者的速度,而且大大减轻了路由器标记的负担,从而能够迅速而准确的找到攻击源。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究现状及发展趋势
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 发展趋势
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 分布式拒绝服务攻击及对策研究
• 2.1 DDoS 攻击原理
• 2.1.1 DoS 的一些概念
• 2.1.2 DDoS 攻击的典型过程
• 2.2 DDoS 攻击分类
• 2.2.1 剧毒包攻击
• 2.2.2 风暴型攻击
• 2.3 攻击工具的分析
• 2.4 DDoS 的对策研究
• 2.4.1 DDoS 攻击的防御
• 2.4.2 DDoS 攻击的检测
• 2.4.3 DDoS 攻击的追踪
• 2.5 本章小结
• 第三章 包标记方法的研究
• 3.1 基本包标记方法（PPM）
• 3.1.1 模型和网络环境的定义
• 3.1.2 基本包标记的算法描述
• 3.2 高级包标记法
• 3.2.1 高级包标记法Ⅰ
• 3.2.2 高级包标记法Ⅱ
• 3.3 自适应概率包标记算法
• 3.4 概率包标记算法的安全性分析
• 3.5 Tabu 包标记算法和改进后的 Tabu 包标记算法
• 3.5.1 Tabu 包标记算法
• 3.5.2 改进后的Tabu 包标记算法
• 3.6 改进后的 Tabu 包标记算法的性能分析
• 3.6.1 兼容性分析
• 3.6.2 收敛性分析
• 3.6.3 误报数分析
• 3.6.4 安全性分析
• 3.7 模拟实验结果
• 3.8 本章小结
• 第四章 基于追踪部署的着色包标记算法
• 4.1 网络模型和定义
• 4.2 Tracers 的部署算法
• 4.2.1 贪心算法
• 4.2.2 k-剪枝算法
• 4.3 基于追踪部署的着色包标记算法
• 4.3.1 图的点着色问题和 tracers 着色问题
• 4.3.2 基于追踪部署的着色包标记算法
• 4.4 模拟实验结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文