基于网络的P2P蠕虫检测系统的研究与实现

论文摘要

P2P是一种高效、高可扩展性的分布式网络通信技术,在文件共享、即时通信、网络电视和网络电话等领域得到了广泛的应用。P2P网络中各节点之间可以直接共享、检索和访问各种资源,但在提供了方便的交流平台的同时,也为蠕虫的快速传播创造了十分有利的条件。本文研究了一种基于网络的P2P蠕虫检测方法,包括对P2P蠕虫的异常检测及滥用检测,主要内容有：研究了P2P蠕虫的定义及其在网络中传播的特点；分析了基于Libpcap函数库的网络数据包的捕获过程；设计了P2P数据包的过滤方法。本文以P2P协议中的BT协议为例,研究了对BT数据包的过滤方法；实现了P2P蠕虫特征串的匹配。通过对多种子串匹配算法的比较,本文采用了后缀数组算法进行对P2P蠕虫的特征匹配,因为该算法结构简单、实现高效、时间复杂度低；P2P数据的分块传输机制使得蠕虫特征串有被分到不同的数据块中的可能,本文研究了特征串的重组的方法同样能检测到这样的蠕虫；研究并设计了未知P2P蠕虫的异常检测法则,通过使用未知蠕虫检测方法及时更新特征库。本文首先介绍了研究的背景和意义,以及所采用的相关理论和技术,在此基础之上,本文重点研究了此系统设计与实现的方法,包括数据包的捕获、P2P数据的过滤、特征匹配、特征串的重组以及未知蠕虫的检测,最后通过测试证明了此系统的可用性与实时性,并提出了进一步研究的方向和方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 目前的研究概况
• 1.3 本文的内容及主要工作
• 第2章 相关理论及技术
• 2.1 蠕虫的定义
• 2.2 蠕虫的组成结构及工作流程
• 2.2.1 主体功能模块
• 2.2.2 辅助功能模块
• 2.2.3 Internet蠕虫的工作流程
• 2.3 P2P原理与蠕虫传播关系
• 2.3.1 P2P技术的特点
• 2.3.2 P2P原理与蠕虫传播关系
• 2.4 蠕虫的传播模型
• 2.4.1 经典蠕虫传播模型
• 2.4.2 P2P蠕虫传播模型
• 2.5 P2P蠕虫的特点
• 2.6 数据包的格式
• 2.7 未知蠕虫检测方法
• 2.8 应用识别技术
• 第3章 P2P蠕虫检测方法的研究
• 3.1 P2P蠕虫检测方法的总体分析
• 3.2 基于Libpcap的包捕获方法
• 3.2.1 Libpcap的工作原理与步骤
• 3.2.2 Libpcap接口函数功能
• 3.2.3 用Libpcap捕获数据包
• 3.3 P2P数据的过滤方法
• 3.3.1 BT协议分析
• 3.3.2 BT数据包的过滤设计
• 3.4 P2P蠕虫特征匹配方法
• 3.4.1 朴素匹配算法——BF算法
• 3.4.2 KMP算法
• 3.4.3 后缀树算法
• 3.4.4 后缀数组算法
• 3.5 P2P蠕虫特征重组方法
• 3.6 未知P2P蠕虫的检测及特征提取方法
• 3.6.1 蠕虫特征的自动提取
• 3.6.2 字符串的相似性比较算法
• 3.6.3 基于LCSeq的层次式特征提取算法（HSG）
• 第4章 P2P蠕虫检测系统的实现
• 4.1 总体功能实现
• 4.2 各功能模块的实现
• 4.2.1 包捕获模块的实现
• 4.2.2 P2P数据过滤模块的实现
• 4.2.3 P2P蠕虫特征匹配模块的实现
• 4.2.4 特征串重组模块的实现
• 4.2.5 未知P2P蠕虫检测模块的实现
• 4.3 开发环境
• 4.3.1 Vi文本编辑器
• 4.3.2 GCC编译器
• 第5章 系统测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试结果
• 第6章 结论
• 6.1 本文的主要工作总结
• 6.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文