基于TCP/IP安全性的入侵检测系统的研究与设计

论文摘要

随着互联网的普及和网络技术的发展,网络的安全问题也越来越突出,在众多的网络安全技术中,入侵检测是非常重要且被计算机应用人员广泛关注的技术。入侵检测技术是一种主动发现网络隐患的安全技术。作为防火墙的合理补充,入侵检测技术能够帮助对付网络攻击,扩展了系统管理员的安全管理能力,提高了信息安全基础结构的完整性。 论文首先分析了TCP/IP协议族层次结构,概述了协议格式,分析了网络不安全因素及黑客们的攻击手段。接着介绍了入侵检测的关键技术。在基于协议分析的检测方法中,分析了IP包的分片重组技术;在基于模式匹配的检测方法中,分析了多种模式匹配算法:KMP、BM、BM的改进算法以及多模式匹配算法,并分析了这些技术在IDS应用中的优势,针对入侵检测系统的安全性进行了分析。最后详细介绍了IDS的设计,阐述了符合CIDF体系结构,基于协议分析的IDS的设计思想和实现方案,针对一些攻击手段提出了相应的解决方法。 系统设计了既具有异常检测功能,又具有误用检测功能的混合式检测系统。实现了基于Libpcap的网络数据包的捕获,对于入侵的行为特征进行了分析,定义了入侵规则库。 在协议分析的基础上,采用IP数据包分片重组、TCP数据流还原等技术,降低漏报率,减少误报率。管理特点上,采用集中管理,管理员在中央控制台可以直接控制各个模块的行为。 整体设计创新引入了模型分析引擎和密钥分配管理中心。模型分析引擎旨在检测新入侵,提高系统的自适应性;密钥分配管理中心旨在对所有通信进行加密,提高了密码技术在保证信息安全传输中的应用,增强了IDS本身的安全性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 2 TCP／IP协议及其Internet的安全性分析
• 2.1 TCP／IP简介
• 2.2 TCP／IP的安全性
• 2.2.1 信息安全性的基本要求
• 2.2.2 常见网络攻击方法
• 3 入侵检测系统
• 3.1 入侵检测的历史及定义
• 3.1.1 概念的诞生
• 3.1.2 模型的发展
• 3.1.3 IDS的标准化
• 3.1.4 入侵检测的定义
• 3.1.5 入侵检测系统的作用
• 3.2 通用入侵检测模型与系统的组成
• 3.3 入侵检测系统的分类
• 3.4 入侵检测系统的现状和发展趋势
• 3.4.1 研究与发展现状
• 3.4.2 入侵检测技术的发展方向
• 3.4.3 当前入侵检测系统的特点
• 4 入侵检测关键技术
• 4.1 基于协议分析的检测方法
• 4.1.1 协议分析原理
• 4.1.2 分片重组技术
• 4.1.3 协议分析的优势与不足
• 4.2 基于模式匹配的检测方法
• 4.2.1 KMP算法
• 4.2.2 BM算法
• 4.2.3 BM的改进算法
• 4.2.4 多模式匹配算法
• 4.3 异常检测方法
• 4.4 IDS安全性分析
• 4.4.1 插入攻击（lnsertion）
• 4.4.2 规避攻击（Evasion）
• 5 IDS的设计与实现
• 5.1 设计目标
• 5.2 系统的总体结构
• 5.3 IDS的结构与设计
• 5.4 各个模块的功能及设计实现
• 5.4.1 网络数据包采集模块
• 5.4.2 异常检测器
• 5.4.3 网络数据包检测器
• 5.4.4 比较器
• 5.4.5 规则库
• 5.4.6 KDC的设计
• 5.4.7 响应单元
• 5.4.8 控制台
• 5.4.9 模型分析引擎的设计
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢