IMS网络中的SIP畸形消息检测技术研究与实现

论文摘要

IMS（IP Multimedia Subsystem）是一种全新的多媒体业务形式,它能够满足现在终端客户更新颖、多媒体业务更多样化的需求。目前,IMS被认为是下一代网络的核心技术,也是解决移动与固网融合,引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。SIP协议作为IMS的主要呼叫协议,有利于实现基于会话的多媒体业务,即在同一个呼叫中同时包含语音、图像、数据等多种媒体形式。但SIP协议的安全脆弱性成为阻碍其顺利部署和使用的瓶颈。针对SIP协议栈实现漏洞的畸形消息攻击是一类易于发起,且危害极大的IMS攻击方式。IMS对服务质量的要求需要P-CSCF（Proxy Call Session Control Function）或者SBC （Session Border Controller）能够快速地完成对大量SIP畸形消息的检测。本文一方面介绍了目前已有的SIP畸形消息检测模型,并分析了其在IMS网络中应用的缺点,然后在此基础上,提出了基于ANBF语法规则的检测模型。从攻击者的角度出发,使用美国国家数据库中到目前为止的SIP畸形消息作为知识库,统计出SIP畸形消息中畸形元素在各字段中出现的概率,并分析对各个字段的检测成本,采用高概率,低检测成本字段优先检测的检测顺序,并利用在线检测结果,动态更新知识库。另一方面,利用SIP畸形消息测试平台研究有效SIP畸形消息的特征,分析各类畸形元素对IMS网络的影响效果,采取对网络威胁大的畸形优先检测的方法。通过上述方法,本文建立了SIP畸形消息快速检测模型,基于对上述理论研究的验证,本文描述了针对IMS网络的快速SIP畸形消息检测系统的设计和实现,并利用该系统完成对PROTOS SIP和SIPp中的SIP消息检测。实验结果表明本文提出的检测模型在无漏报、无错报的同时,能够在IMS会话建立时延要求范围内,完成SIP畸形消息的检测。因此适用于IMS网络中SIP畸形的检测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目标
• 1.3 论文组织
• 第二章 IMS入侵检测技术
• 2.1 IMS简介
• 2.1.1 IMS体系结构
• 2.1.2 IMS安全
• 2.2 入侵检测介绍
• 2.2.1 入侵检测概述
• 2.2.2 入侵检测技术分类
• 2.2.3 传统入侵检测系统的缺陷
• 2.3 本章总结
• 第三章 IMS网络中SIP协议安全威胁
• 3.1 SIP安全概述
• 3.2 SIP协议安全威胁分析
• 3.2.1 DOS/DDOS威胁
• 3.2.2 SIP会话威胁
• 3.2.3 SIP畸形消息威胁
• 3.3 本章总结
• 第四章 SIP畸形消息快速检测模型
• 4.1 快速检测需求分析
• 4.2 研究现状与不足
• 4.3 攻击签名检测模型
• 4.4 基于ANBF语法规则的畸形消息检测模型
• 4.5 有效SIP畸形消息
• 4.5.1 SIP畸形消息样本
• 4.5.2 oSIP中SIP畸形的分布
• 4.5.3 OpenIMSCore中SIP畸形的分布
• 4.5.4 NVD中SIP畸形的分布
• 4.6 SIP畸形消息快速检测模型
• 4.6.1 算法概述
• 4.6.2 算法分析
• 4.7 本章总结
• 第五章 IMS SIP畸形消息快速检测系统的设计与实现
• 5.1 系统概述
• 5.2 系统设计与实现
• 5.2.1 功能定义
• 5.2.2 功能模块
• 5.2.3 系统数据流图
• 5.2.4 系统工作流程图
• 5.3 关键模块详细设计
• 5.3.1 通用通信模块
• 5.3.2 线程池模块
• 5.4 FSDA检测模型仿真实验
• 5.4.1 实验环境
• 5.4.2 实现结果总结
• 5.5 本章总结
• 第六章 结束语
• 附录
• 缩略语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文