Windows个人防火墙的设计与研究

论文摘要

随着计算机网络的迅速发展,越来越多的个人计算机连入了Internet,如何有效保护这些联网计算机不被黑客攻击成为用户关心的问题,其中个人防火墙软件是个人用户的最佳选择。个人防火墙是面向单机操作系统的一种小型安全防护软件,直接在用户的计算机上运行。它能对公共网络中的单个系统提供保护,不需要额外的硬件资源就能增加对系统的保护,除了可以抵挡外来攻击的同时,还可以抵挡内部的攻击,并且它还具有较高的经济价值,因此对个人防火墙展开研究具有非常重要的意义。本文在深入研究个人防火墙的工作原理和核心技术基础上,提出了一种基于Winsock2SPI和NDIS HOOK的个人防火墙软件设计方案。本文的主要工作和成果如下:1.详细分析了防火墙的工作原理和核心技术,认真研究了个人防火墙的研究现状并对个人防火墙的发展趋势进行了简单的预测。2.深入阐述了与个人防火墙密切相关的网络协议和网络协议架构,分析了OSI模型和TCP/IP模型在个人防火墙中的应用。3.综合分析了多种网络数据拦截技术的优缺点,在此基础上,提出了一种可行的安全性较高的个人防火墙设计方案,即采用应用层Winsock2 SPI和核心层NDIS HOOK双层过滤方法。本方案在应用层利用Winsock2 SPI技术开发DLL程序,拦截所有的基于Socket的网络通信,在核心层利用NDIS HOOK来过滤底层的数据包。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外个人防火墙的现状及发展趋势
• 1.4 本文的主要内容
• 第2章 防火墙基础
• 2.1 防火墙的基本概念
• 2.2 防火墙技术分析
• 2.2.1 包过滤技术
• 2.2.2 代理服务器
• 2.2.3 状态检测技术
• 2.3 个人防火墙概述
• 第3章 网络协议基础
• 3.1 OSI模型
• 3.2 TCP/IP模型
• 3.2.1 网际协议（IP）
• 3.2.2 传输控制协议（TCP）
• 3.2.3 用户数据报协议（UDP）
• 第4章 Windows操作系统网络数据包拦截技术
• 4.1 Windows网络协议架构
• 4.1.1 Windows操作系统的总体架构
• 4.1.2 网络7层协议在 Windows中的实现
• 4.1.3 TCP/IP协议在 Windows中的实现
• 4.2 网络数据包拦截技术介绍
• 4.2.1 应用层网络数据包拦截技术
• 4.2.2 核心层网络数据包拦截技术
• 4.3 Winsock2 SPI
• 4.4 NDIS网络驱动程序
• 4.4.1 NDIS微端口驱动程序
• 4.4.2 NDIS中间驱动程序
• 4.4.3 NDIS协议驱动程序
• 4.4.4 NDIS HOOK
• 4.5 本章小结
• 第5章 个人防火墙系统的具体实现
• 5.1 个人防火墙系统的总体设计
• 5.1.1 功能分析
• 5.1.2 系统设计
• 5.1.3 开发环境
• 5.2 应用层包过滤模块的实现
• 5.2.1 DLL程序的入口函数
• 5.2.2 利用SPI实现数据包的截获
• 5.2.3 应用层协议解析的实现
• 5.2.4 应用层访问控制的实现
• 5.3 核心层包过滤模块的实现
• 5.3.1 核心层的数据包截获
• 5.3.2 NDIS数据包的解析
• 5.3.3 具体协议数据帧解析认证
• 5.4 界面设计
• 5.5 日志文件
• 5.5.1 日志文件头结构
• 5.5.2 日志记录结构
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果