基于三维规则解析的网络入侵检测系统设计与实现

论文摘要

入侵检测系统是保护网络安全和主机安全的主要手段之一。本文在分析入侵检测技术发展现状的基础上,深入研究了入侵检测系统中使用的协议分析技术和规则解析方法,并在此基础上设计和实现了一基于Linux的轻量级入侵检测系统MINIIDS。本文在Linux平台下实现了一个网络入侵检测检测系统MINIIDS。该系统遵循CIDF标准,包括数据包捕获、协议分析、显示存储、规则解析、入侵检测和响应6个模块,数据包捕获模块基于开源数据包捕获平台Libpcap进行,协议分析模块能够提供数据包的2-7层协议分析,在对数据包协议异常的分析基础之上进行入侵检测。重点分析了IP,ARP,TCP,UDP和ICMP五种协议,数据存储模块使用Mysql数据库存储经协议分析后的数据信息,具有良好的通用性。在分析目前网络攻击方法和网络入侵检测的规则解析方法的基础上,设计规则解析模块的三维链表数据结构,将规则库中所有规则按类别添加到三维链表的相应位置。该数据结构能够节约网络入侵检测系统规则组织时的时间和空间效率,并能够显著降低系统运行时规则的匹配时间消耗。最后展示了MINIIDS的运行界面和运行效果,列出了该系统的参数模式和选项,并设计了六个测试用例测试该入侵检测系统的可行性和检测效率。实验结果表明,在当前网络环境下,该系统能够对网络中的攻击进行有效的识别与告警。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 本文主要工作
• 1.3 论文结构
• 第2章 相关研究综述
• 2.1 入侵检测技术
• 2.2 入侵检测系统的分类
• 2.2.1 入侵检测系统的定义
• 2.2.2 入侵检测系统的分类
• 2.3 入侵检测系统的发展方向
• 2.3.1 宽带高速网络的实时入侵检测技术
• 2.3.2 大规模分布式入侵检测
• 2.3.3 其他方面
• 2.4 网络入侵检测系统的研究现状
• 2.4.1 异常入侵检测
• 2.4.2 误用入侵检测
• 2.6 小结
• 第3章 MINIIDS网络入侵检测系统总体结构设计
• 3.1 前言
• 3.2 公共入侵检测系统框架CIDF
• 3.3 系统结构设计
• 3.3.1 网络数据包捕获模块
• 3.3.2 协议分析模块
• 3.3.3 存储模块
• 3.3.4 显示模块
• 3.3.5 规则解析模块
• 3.3.6 入侵检测模块
• 3.3.7 响应模块
• 3.4 小结
• 第4章 三维规则链表的设计与实现
• 4.1 前言
• 4.2 规则描述语言及编写规则
• 4.3 规则头结构解析
• 4.4 规则选项结构解析
• 4.5 规则解析及三维链表的建立
• 4.5.1 规则文件插件
• 4.5.2 三维规则链表结构
• 4.5.3 三维规则链表解析
• 4.6 小结
• 第5章 系统实现与测试
• 5.1 前言
• 5.2 系统模块实现
• 5.2.1 数据包捕取实现
• 5.2.2 协议分析实现
• 5.3 系统测试分析
• 5.3.1 系统测试环境
• 5.3.2 系统功能测试用例
• 5.3.3 系统性能测试用例
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士期间发表的论文