基于LoSS和分维技术的DoS-TE入侵检测

论文摘要

本文开始部分介绍并分析典型的拒绝服务攻击DoS 的方式。然后在现有的理论基础上,借鉴两种已有的较新的入侵算法来实现检测入侵系统,其中一种是利用自我相似性来进行入侵检测,另一种则利用了分维理论。然后我对这两种方法实现的入侵检测系统进行了测试和评估。我的实验结果表明在实验环境下,LoSS 方法可以检测到大约84%的攻击,而分维方法可以检测到大约96%的攻击,在这些测试中都未引起误报。就结果来看,后者的有效性比前者高,但二者结合的效果更好。此外论文将介绍我开发的入侵攻击生成工具,这些工具是在对入侵攻击的协议特点和方法进行研究后,在Linux 下用C 实现。LoSS 检测技术是建立在当特定的网络被攻击之后,其通信特性出现变化。对此深入分析可以发现这些攻击会让通信的自我相似性发生变化。这样依靠监测通信变化来检测攻击的主要优点包括: (1)之前对这些攻击行为不需要有了解; (2)不需要建立“正常”通信活动的模板。分维技术是建立在对可测量的通信特性异常的检测上,利用攻击会使通信的拓扑分维发生变化的特征,可以对攻击做出准确的判断,包括攻击的发生时间和结束时间。虽然这种技术需要提供一个通信的模板,但是它并不要求之前对攻击行为有了解,这点相对于其它一些基于异常的检测技术有了很大的改进。此外我的论文中对攻击的实现方法有具体的介绍,我在Linux 的环境下,在对攻击原理有了具体的了解后,比如smurf 攻击等,用程序实现这些攻击,获取这些含有攻击的packet,然后将这些攻击包与已有的背景通信数据段合成,然后用于我对入侵检测系统的测试的实验。

论文目录

• 1 总论
• 1.1 入侵,故障,攻击
• 1.1.1 使服务器拒绝访问类攻击
• 1.1.2 嗅探
• 1.1.3 攻击分析和识别
• 1.2 入侵检测
• 1.3 入侵检测系统发展简史
• 1.3.1 早期的计算机安全
• 1.3.2 正常模型
• 1.3.3 入侵检测的近期发展
• 1.4 入侵检测研究的现状
• 1.4.1 Bro:监视包内容
• 1.4.2 EMERALD-模块化的入侵检测系统
• 1.4.3 开放源码入侵检测系统
• 1.4.4 信息可视化和入侵检测
• 1.5 入侵检测系统的分类
• 1.6 现有系统的局限
• 1.7 论文说明
• 2 利用网络的自我相似特性检测新的拒绝服务攻击
• 2.1 网络传输的特性
• 2.2 自我相似的定义
• 2.2.1 林肯实验室的数据自我相似性
• 2.2.2 自我相似的背景通信
• 2.3 基于自关联损耗的攻击检测
• 2.3.1 相关研究
• 2.3.2 检测准则
• 2.3.3 攻击检测标准的应用
• 2.4 试验设计
• 2.4.1 测量网络数据的自我相似
• 2.4.2 攻击试验
• 2.4.3 经典背景通信中合成攻击的试验
• 2.4.4 现代网络中捕获的通信加入攻击的试验
• 2.5 林肯实验室数据的测试结果
• 2.5.1 用林肯实验室数据进行攻击检测
• 2.5.2 林肯实验室数据的攻击检测
• 2.6 结论
• 2.6.1 攻击检测总结
• 2.6.2 问题研究
• 3 利用入侵对分维的影响进行入侵检测
• 3.1 分维的定义
• 3.1.1 相关研究
• 3.1.2 网络通信的分维
• 3.2 网络通信分维的计算
• 3.2.1 算法
• 3.2.2 算法分析
• 3.3 基于相关分维的入侵检测方法
• 3.3.1 攻击数据与背景数据
• 3.3.2 攻击检测
• 3.4 试验设计
• 3.4.1 网络通信的模板
• 3.4.2 试验过程
• 3.5 结果
• 3.6 后续工作
• 3.7 总结
• 4 入侵攻击的工具
• 4.1 生成攻击的系统简介
• 4.2 不同类型的攻击的分析
• 4.2.1 对smurf 的分析
• 4.2.2 对teardrop 的分析
• 4.2.3 对udpstorm 的分析
• 4.2.4 对neptune 的分析
• 4.2.5 对mailbomb 的分析
• 4.2.6 对land 的分析
• 4.2.7 对ipsweep 的分析
• 4.2.8 对back 的分析
• 4.2.9 对apache 的分析
• 4.3 攻击生成系统的设计
• 4.3.1 主要功能
• 4.3.2 性能的要求
• 4.4 攻击生成系统的实现
• 4.4.1 smurf 的攻击实现
• 4.4.2 Teardrop 的攻击实现
• 4.4.3 Land 的攻击实现
• 4.4.4 Neptune 的攻击实现
• 4.4.5 mailbomb 的攻击实现
• 4.4.6 IPSweep 的攻击实现
• 4.4.7 UDPStorm 的攻击实现
• 4.5 以后的工作
• 4.6 结论
• 5 回顾与总结
• 5.1 试验结果总结
• 5.2 以后的工作
• 5.3 结论
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 声明
• 致谢