基于AC-BM改进算法的IPS研究与实现

论文摘要

随着信息技术的飞速发展以及网络应用的日新月异，互联网已经成为现代社会中不可或缺的部分，然而，人们在享受互联网带来便利的同时，也不得不面对脆弱的网络安全所带来的巨大困扰，因此，对网络安全理论和防范技术的研究也需要不断创新与提高。作为目前应用最为广泛的两种网络安全技术，防火墙和入侵检测有其各自的优势但也存在不足。其中以防火墙为代表的静态安全技术，其缺点是需要人工来实施和维护，不能主动跟踪入侵者；而以入侵检测为代表的动态安全技术，则能够主动检测网络的易受攻击和安全漏洞，并且通常能够先于人工探测到危险行为，入侵检测能够发现危险攻击的特征，根据该特征进而探测和判断出攻击行为并发出警报，采取保护措施。随着安全漏洞的不断被发现，网络攻击不断频发，网络流量的急速膨胀，使得防火墙和入侵检测技术在独立应对时显得力不从心。入侵防御技术（Intrusion Prevention）应运而生，成为在入侵检测技术的基础上发展起来并被广为关注的新技术之一。入侵防御系统（Intrusion Prevention System）设计的核心思想就是：精确检测，即精确判断各种深层的攻击行为，并且实现实时的阻断。基于校园网目前复杂的使用环境和对于网络安全的需求，本论文提出将防火墙和入侵检测技术以联动方式结合在一起，有效互补、充分互动、共同运行在校园网环境中的理念，从而构建了一个具有入侵防御功能的入侵防御系统。在这个系统中，防火墙通过入侵检测及时发现其策略之外的攻击行为，IDS通过防火墙对来自外部网络的攻击行为进行阻断。此外，针对基于特征匹配的网络入侵检测系统的性能优化，本文另一个主要的工作就是设计出高效的模式匹配算法，从提高检测速度的角度提高入侵检测系统的性能，本人在这一方面也做出了一些思考和探索，在AC-BM算法基础上加入了自己的改进思想。最后，将入侵检测系统和防火墙联动的构思应用于校园网环境中，针对常见攻击进行了功能测试，事实证明起到了较好的拦截和防御效果，实现了精确检测、实时阻断。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 国内外网络安全现状
• 1.1.2 入侵防御概念的引入
• 1.1.3 模式匹配理论研究现状
• 1.2 本文的主要研究内容
• 1.3 本文的章节安排
• 第二章 网络安全与入侵检测技术
• 2.1 网络安全研究
• 2.1.1 网络面临的主要威胁
• 2.1.2 校园网中常见的网络攻击
• 2.1.3 主要网络安全技术
• 2.2 入侵检测系统概述
• 2.2.1 入侵检测的概念和发展
• 2.2.2 入侵检测系统的分类
• 2.2.3 入侵检测系统的基本结构
• 2.2.4 典型的入侵检测技术
• 2.2.5 现有入侵检测系统存在的问题
• 2.3 入侵防御系统IPS
• 2.4 本章小结
• 第三章 模式匹配算法研究
• 3.1 研究背景和意义
• 3.2 单模式匹配算法
• 3.2.1 蛮力法（Brute Force）
• 3.2.2 KMP算法
• 3.2.3 Boyer-Moore算法
• 3.2.4 Horspool算法
• 3.3 多模式匹配算法
• 3.3.1 Aho-Corasick算法
• 3.3.2 Wu-Manber算法
• 3.4 模式匹配算法的影响因素
• 3.5 本章小结
• 第四章 模式匹配算法的改进
• 4.1 入侵检测中的中的模式匹配算法
• 4.2 改进的AC-BM模式匹配算法
• 4.2.1 AC-BM算法描述
• 4.2.2 对AC-BM算法的改进
• 4.3 本章小结
• 第五章 改进的模式匹配算法在IPS中的应用
• 5.1 基于开放源代码的SNORT的介绍
• 5.1.1 Snort的功能及特点：
• 5.1.2 Snort的系统架构及工作流程
• 5.1.3 Snort的工作原理
• 5.2 基于改进的AC-BM算法的SNORT检测引擎的优化
• 5.2.1 Snort的规则
• 5.2.2 Sort的匹配模块
• 5.2.3 改进的AC算法加载到Snort中
• 5.3 基于入侵检测和防火墙联动的校园网IPS的构建
• 5.3.1 系统运行背景
• 5.3.2 入侵防御系统联动设计
• 5.3.3 部署在校园网环境进行功能测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 主要工作
• 6.2 后期主要工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文