IPv6下集成病毒过滤透明模式防火墙的设计与实现

论文摘要

随着Internet的飞速发展,IPv4的许多不足逐渐显露出来,诸如地址资源匾乏、路由表膨胀、缺乏对传输信息的加密和认证、缺乏QoS支持等。为了解决这些问题,IETF制定了新一代的IP协议—IPv6协议。IPv6有许多优点,但同时也给现有的网络安全产品带了挑战。防火墙作为主要的网络安全工具,需要做出适当的改变以适应IPv6的要求。面对网络攻击日益向应用层发展,蠕虫、网络病毒的广泛流行、恶意代码的泛滥,目前的包过滤防火墙对此无能为力。所以,针对病毒过滤的防火墙研究很有必要。同时,工作在透明模式的防火墙在网络效率、安全保护层次都比其他非透明结构有着无可比拟的优点。基于这些问题,本文在认真研究IPv6协议、透明模式防火墙的概念和原理、Linux网络协议栈实现和内核编程等关键技术后,设计并实现了在IPv6下具备病毒过滤功能的防火墙实验原型。论文设计的防火墙主要有以下功能:①能够获取和解析IPv6数据包,甚至是以隧道模式传输的IPv6 in IPv4报文,对于带有扩展报头的数据包逐个扩展报头直至高层协议。②针对万维网下病毒文件的泛滥,利用开源的病毒检测软件对网络中传输的病毒文件进行过滤,保证网络安全。采取措施提高病毒检测软件的运行速度。③防火墙以Linux可加载内核模块形式实现,可在需要时动态加入,工作在核心态。实验结果表明,该防火墙在性能和功能上都达到预期目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 2 IPV6 网络技术
• 2.1 IPv6 网络诞生背景
• 2.2 IPv6 的优点
• 2.3 IPv6 的报文格式
• 2.4 IPv6 地址
• 2.4.1 IPv6 地址表示方法
• 2.4.2 IPv6 地址类型
• 2.5 IPv6 的安全性
• 2.5.1 IPSec 标准概述
• 2.5.2 验证头协议（AH）
• 2.5.3 封装安全有效负荷（ESP）
• 2.6 IPv6 网络对防火墙的影响
• 2.7 小结
• 3 防火墙技术介绍
• 3.1 防火墙的概念
• 3.2 防火墙的作用
• 3.3 防火墙的分类
• 3.4 防火墙技术分析
• 3.4.1 包过滤技术
• 3.4.2 动态包过滤技术
• 3.4.3 应用层网关技术
• 3.4.4 传统防火墙的局限性
• 3.5 透明模式防火墙的特点
• 3.6 小结
• 4 防火墙系统概述
• 4.1 防火墙系统的网络环境
• 4.2 防火墙系统功能概述
• 4.3 防火墙系统实现方法
• 4.3.1 透明模式
• 4.3.2 数据包的处理
• 4.3.3 防火墙和病毒扫描的集成
• 4.4 系统功能模块构成
• 4.5 系统的开发和调试工具
• 5 系统设计实现
• 5.1 透明模式实现
• 5.1.1 透明模式的三种实现方法
• 5.1.2 三种方式比较
• 5.1.3 本文实现方案
• 5.1.4 小结
• 5.2 HTTP 协议处理
• 5.2.1 HTTP 协议概述
• 5.2.2 HTTP 文件的标识
• 5.2.3 文件内容的存放形式
• 5.3 TCP/IP 协议栈的重构
• 5.3.1 数据包的滞留
• 5.3.2 连接保持
• 5.3.3 将文件内容写入硬盘
• 5.3.4 数据包的转发
• 5.4 文件的病毒检测
• 5.4.1 病毒检测软件的选取
• 5.4.2 病毒检测软件和防火墙的通信
• 5.5 病毒检测软件运行在核心态
• 5.5.1 将病毒检测软件运行在核心态的动机
• 5.5.2 现有的解决方案
• 5.5.3 本文提出的方案
• 5.5.4 Clam Av 核心态运行实验
• 5.6 实验及结果分析
• 5.6.1 实验内容
• 5.6.2 实验过程及结果
• 5.6.3 结果分析
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录