入侵防御中集中控制系统的研究及实现

论文摘要

无处不在的计算机网络连接了科研、文化、经济与国防的各个领域,影响到社会的发展。信息共享和信息安全是一对矛盾。Internet的迅猛发展,标志着信息共享的程度发展到了一个新的高度,随之而来的信息安全问题也日益突出。近年来,校园网得到了迅速普及。许多校园网是从局域网发展来的,由于意识与资金方面的原因,它们在安全方面往往没有太多的设置。本课题来源于北京市教委科研基金项目“校园网安全保密器”(编号:2002KJ024),目标是构建一个校园网安全防御体系。笔者主要负责入侵防御中集中控制系统的研究及实现。 综合国内外的研究现状及水平,可以看出:防火墙和入侵检测系统是当前网络安全领域较成熟的防护措施,它们各有利弊。近年,国外进行了关于IDS(Intrusion Detection System:入侵检测系统)和IPS(Intrusion Prevention System or Intrusion Protection System:入侵防御系统)的讨论。Gartner在03年6月发布的一个研究报告中称:建议用户使用IPS来代替IDS。 入侵防御系统是在防火墙和入侵检测系统的基础上发展而来的,现在尚处于研究与实现的初级阶段。本文的研究内容包括如下几个方面: 1) 深入研究了网络安全中最重要的两种措施:防火墙和入侵检测系统,包括其发展及概念、原理及分类等等,并在此基础上针对刚刚兴起的入侵防御系统提出了本文的研究方向,即入侵防御中集中控制系统的研究及实现。 2) 集中控制系统采用了基于WBM(Web Based Management)的方式进行控制和管理,分析了WBM受到的安全威胁,采用一次性口令的身份认证技术来保证系统的安全,研究并实现了两种一次性口令的算法。 3) 集中控制系统的各分布式引擎及Server控制中心都是装载在Linux系统下的,引擎用C语言实现了系统对底层的访问及控制,B/S结构的中间层及上层采用Java语言来实现,提供给用户一个友好的界面。 4) 研究了通用入侵检测框架CIDF(Common Intrusion Detection Framework)及入侵检测的协议及标准,在此基础上提出了一种开放式入侵防御联动模型OIPIM(Open Intrusion Protection Interaction Model),该研究成果已公开发表论文。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 课题背景及来源
• 1.2 相关技术的研究现状
• 1.3 研究内容及意义
• 1.4 本文的组织结构
• 2 网络安全相关理论介绍
• 2.1 防火墙
• 2.1.1 防火墙的概念和功能
• 2.1.2 防火墙的分类及原理
• 2.1.3 防火墙的拓扑结构及模型
• 2.1.4 防火墙的局限性
• 2.2 入侵检测系统
• 2.2.1 入侵的概述
• 2.2.2 入侵检测系统的概念形成和发展
• 2.2.3 入侵检测系统的基本结构
• 2.2.4 入侵检测系统分类
• 2.2.5 入侵检测系统存在的主要问题
• 2.3 入侵防御系统
• 2.3.1 IPS等于防火墙加上IDS
• 2.3.2 入侵防御系统的联动
• 2.4 本章小结
• 3 入侵防御之集中控制系统
• 3.1 系统概述
• 3.2 入侵防御引擎的物理构架
• 3.2.1 交换机方式
• 3.2.2 路由器方式
• 3.3 集中控制系统的总体设计
• 3.4 系统开发环境的构建
• 3.4.1 操作系统的选择
• 3.4.2 Jdk+Tomcat+Apache+Mysql开发环境
• 3.5 本章小结
• 4 Server控制中心的研发
• 4.1 入侵防御集中控制管理综述
• 4.2 基于WEB的控制管理
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 WBM的两种模型
• 4.2.3 WBM受到的安全威胁
• 4.2.4 Server控制中心集中控制管理方案设计
• 4.3 一次性口令
• 4.3.1 身份认证技术综述
• 4.3.2 一次性口令原理
• 4.3.3 简单快速算法的实现
• 4.3.4 复杂安全算法的实现
• 4.4 Server控制中心实现的JAVA类
• 4.5 本章小结
• 5 入侵防御引擎的研发
• 5.1 系统性能模块
• 5.1.1 Proc文件系统
• 5.1.2 基于Proc文件系统的编程
• 5.2 网络监测模块
• 5.2.1 数据包的捕获与过滤模块
• 5.2.2 协议解析模块
• 5.3 本章小结
• 6 开放式入侵防御联动模型的研究
• 6.1 IDS的标准简介
• 6.2 通用入侵检测框架（CIDF）
• 6.2.1 CIDF的体系结构
• 6.2.2 CIDF的通信机制
• 6.2.3 CIDF语言
• 6.3 入侵检测工作组（IDWG）的相关标准
• 6.3.1 IDMEF（Intrusion Detection Message Exchange Format）
• 6.3.2 入侵检测交换协议IDXP
• 6.4 入侵防御联动模型
• 6.4.1 几种入侵检测的联动模型和协议
• 6.4.2 模型和协议的优缺点分析
• 6.4.3 开放式入侵防御联动模型（OIPIM）的建立
• 6.5 本章小结
• 7 入侵防御中集中控制系统的测试
• 7.1 测试设备及环境
• 7.2 Server控制中心的测试
• 7.2.1 控制中心的入口界面
• 7.2.2 一次性口令的测试
• 7.2.3 Server控制中心的功能
• 7.2.4 系统性能的测试
• 7.2.5 会话管理功能的测试
• 7.2.6 入侵防御的测试
• 7.3 入侵防御引擎的测试
• 7.3.1 系统性能模块的测试
• 7.3.2 网络监测模块的测试
• 8 结论
• 参考文献
• 附录
• A MD5算法的实现
• B 协议解析的部分源代码
• 在学研究成果
• 致谢