无线局域网入侵检测系统的研究

论文摘要

随着通信技术的发展，尤其是无线通信技术如Biuetooth、红外线技术等的发展，网络已不再局限于有线的架构。无线网络功能强大、易于安装、组网灵活、即插即用、可扩展性好等优点，提供了不受限制的应用。而与之相伴而来的无线网络安全问题也越来越严重。由于一个无线访问点对内部的所有用户都是公开的，未经授权用户可以很容易的访问无线网络的各种资源，而这个用户极有可能就是恶意的入侵者。加密和认证虽是解决现有安全问题的主要方法，但是随着系统复杂性的增加及各种入侵技术的日趋成熟，仅仅依靠保护是远远不够的。尤其是现在的系统中由于设计或程序的错误，以及各种潜在漏洞的存在，使内部入侵更难防范。在这种情况下，入侵检测技术逐渐成为无线网络安全的研究热点。本文首先介绍了国内外WLAN入侵检测技术的研究现状，并详细阐述了WLAN的基本概念、协议标准、安全机制及安全技术。在深入研究入侵检测理论、技术和方法的基础上，重点分析了WLAN的入侵行为、入侵检测的典型技术，设计了一个WLAN入侵检测系统模型(WIDS)，并给出了该系统模型的逻辑构成，对构成该系统模型的各个模块的功能及其实现技术进行了详细阐述。接下来对入侵规则的组成结构和特点进行研究，详细介绍了本系统模型的规则，给出典型攻击的规则描述，然后对WLAN入侵检测系统中的入侵事件描述语言进行了深入研究，并讨论了怎样用入侵事件描述语言来建立规则，并用这些规则来描述事件。本论文主要对无线局域网入侵检测规则的工作原理进行分析，在总结已有规则的基础上，归纳了无线局域网的部分入侵检测规则。为了能够动态地对规则进行匹配调整，对无线局域网入侵检测规则的结构进行了改进，在规则解析函数中为每一个规则选项增加一个“索引”(一个指向该选项结点的指针)，与规则头相连接，形成“选项索引链表”。该结构动态地调整了规则选项，可以提高对后继攻击方法的匹配检测速度。另外，论文对WIDS中各个组成模块的设计进行了详细的阐述，给出了主要程序的源代码，并研究了整个体系结构的性能，说明了该体系的优缺点。最后通过测试，证明了本系统可以有效地工作，本文所设计的这个入侵检测系统可以很好地检测恶意攻击。总之，本文实现了一个入侵事件描述语言，并讨论了怎样用此入侵事件描述语言来建立规则，用规则来描述一个事件。既然规则是用入侵检测描述语言建立的，那么对规则的解析就相当于对入侵事件描述语言的解析。其实可以把入侵描述语言理解为C语言，而把规则理解为用C语言写的源代码，对规则的解析就相当于对C语言源代码进行编译。另外，本文设计的WIDS采用了基于网络的入侵检测系统总体设计模型，先对数据包进行捕获，再对捕获的数据包进行分析，并针对入侵的特征设定了多个入侵规则进行匹配，从而可以检测攻击，最后通过实验来证明本系统模型能够提高检测的准确性及效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 WLAN安全问题
• 1.1.2 WLAN入侵检测技术国内外研究现状
• 1.2 本文的主要工作及章节安排
• 第二章 入侵检测概述
• 2.1 基本概念
• 2.2 入侵检测技术
• 2.2.1 误用检测
• 2.2.2 异常检测
• 2.2.3 误用检测与异常检测的比较
• 2.3 入侵检测系统的分类
• 2.3.1 基于主机的入侵检测系统
• 2.3.2 基于网络的入侵检测系统
• 2.4 入侵检测系统的相关标准
• 2.5 入侵检测规则及基本特征
• 2.5.1 规则的定义
• 2.5.2 Kumar分类的形式化表示
• 2.5.3 入侵行为的基本特征
• 2.5.4 IDS描述语言
• 2.5.5 已有的入侵检测规则
• 2.6 本章小结
• 第三章 WLAN技术
• 3.1 WLAN802.11协议
• 3.1.1 802.11b的物理层
• 3.1.2 802.11b帧结构
• 3.2 WLAN的安全性问题
• 3.2.1 主要的安全问题
• 3.2.2 常见的无线网络攻击
• 3.3 无线网络安全的保障
• 3.3.1 WLAN的安全机制
• 3.3.2 WLAN安全技术
• 3.4 WLAN入侵检测技术
• 3.4.1 WLAN的入侵特征
• 3.4.2 WLAN非法接入原理
• 3.4.3 WLAN监听原理
• 3.4.4 WLAN入侵检测技术
• 3.4.4.1 非法接入点和未授权站点检测技术
• 3.4.4.2 MAC地址欺骗检测技术
• 3.4.4.3 NetStumbler探测器检测技术
• 3.5 本章小结
• 第四章 WLAN入侵检测系统总体设计
• 4.1 WIDS系统的设计目标
• 4.2 WIDS系统框架的设计原理
• 4.3 WIDS系统总体设计
• 4.3.1 界面管理模块
• 4.3.2 网络数据包捕获模块
• 4.3.3 协议分析模块
• 4.3.4 规则解析模块
• 4.3.5 入侵事件检测模块
• 4.3.6 响应模块
• 4.3.7 存储模块
• 4.4 本章小结
• 第五章 WLAN入侵检测系统主要功能的实现及试验
• 5.1 网络数据包捕获模块的实现
• 5.2 协议分析模块的设计
• 5.3 WLAN入侵检测规则的实现
• 5.3.1 入侵检测规则及基本特征
• 5.3.1.1 特征的选择
• 5.3.1.2 规则的格式
• 5.3.1.3 规则的存储结构
• 5.3.2 典型攻击的规则
• 5.3.3 规则和规则库匹配流程
• 5.4 实验结果及测试
• 5.4.1 系统界面
• 5.4.2 WIDS系统测试
• 5.4.2.1 测试环境
• 5.4.2.2 测试内容
• 5.4.3 测试分析
• 第六章 总结
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文