基于MPI技术的网络扫描系统Yscanner的设计及实现

论文摘要

计算机安全是入侵者与系统管理员之间的斗争,仅仅从任何一方考虑问题都是不够的,需要将二者有机地结合起来。解决安全问题的新思路,可以设想站在入侵者的角度来考虑系统安全,这种方法要求我们模仿入侵者的常用手段攻击目标系统,按照他们的思路全面了解系统的各种脆弱点,并采用相应的补救措施解决系统中存在的这些漏洞。使用这种方法可以加强网络和系统的安全性,避免入侵者再次利用这些漏洞侵入系统,因此,根据这种思路研究安全问题,设计出方便实用的软件工具对解决安全问题是很有意义的。事实证明,将传统的安全解决方案和这种新的安全解决方法结合使用可以极大地提高系统的安全性。实际上,目前很多网络安全领域的公司在他们提供的安全解决方案中都包括了这样的产品,如NAI的CyberCop Scanner,ISS的Internet Scanner扫描器和Cisco的Netsonar等。 本课题首先仔细分析了网络和系统的安全要求以及各种常用的安全解决方法,对攻击者入侵系统的攻击手段及其实现机制也做了全面的分析,然后在此基础上设计了适应大规模、复杂网络环境的网络扫描工具,并采用MPI(Message Passing Interface)技术实现了一个网络安全扫描器Yscanner。最后从技术保障的角度来研究如何保障网络安全。利用该工具对目标网络节点进行扫描探测,能发现目标网络中存在的安全问题,并有针对性地对各个安全漏洞问题采取措施。我们在实际的使用过程中,利用该扫描器发现了网络和系统中存在的一些安全漏洞,实践证明我们实现的扫描器有较高的实用价值,具有速度快,可扩展,安全性好和用户界面友好等特点,只要能够及时跟踪一个主要的安全漏洞列表,不断更新扩充新的扫描内容,就可以保证扫描器的实用性,发挥它在网络安全解决方案中的重要作用。 本文全面地研究了网络安全扫描技术,深入地分析了网络安全漏洞和漏洞扫描方法;对各种常见的网络攻击手段进行了分析并提出应对方案,综述了网络入侵检测技术研究发展状况,结合网络安全测评技术设计实现了一个适用于大规模、复杂网络的网络安全扫描器。在系统验证方面,本研究以专线互联的跨大洋洲及亚洲的网域作为实测目标网域,并获得网域中各类服务器的数量比和整体弱点比,通过实验验证,表明该系统的设计和实现方案是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 研究背景
• 1.3 网络安全扫描技术的重要性
• 1.4 研究动机和创新
• 1.5 本文的主要工作
• 1.6 论文的组织安排
• 第2章 网络安全技术
• 2.1 网络安全扫描技术研究
• 2.1.1 网络扫描的历史
• 2.1.2 网络扫描的标准
• 2.1.3 网络扫描技术的发展现状
• 2.2 网络安全扫描技术原理
• 2.2.1 主动扫描
• 2.2.2 被动扫描
• 2.2.3 主机探测技术
• 2.2.4 资源／帐号检测技术
• 2.2.5 服务探测技术
• 2.2.6 其他扫描技术
• 2.3 网络安全与防范
• 2.3.1 拒绝服务攻击
• 2.3.2 特洛伊木马法
• 2.3.3 同步（SYN）攻击
• 2.3.4 邮件炸弹
• 2.3.5 IP协议弱点攻击法
• 2.3.6 WEB欺骗攻击
• 2.3.7 IP欺骗
• 2.4 典型的网络安全扫描工具的比较
• 2.5 本章小结
• 第3章 大规模网络安全扫描系统的设计
• 3.1 网络安全扫描器的扫描原理
• 3.1.1 网络安全扫描系统的工作原理
• 3.1.2 网络安全扫描系统的设计思想
• 3.2 基于MPI的大规模网络扫描系统设计
• 3.2.1 分布式扫描系统的提出
• 3.2.2 分布式扫描系统的构成
• 3.3 大规模网络扫描系统的总体架构思想
• 3.3.1 扫描系统逻辑模型
• 3.3.2 扫描策略设计方案
• 3.4 扫描内容确定
• 3.4.1 信息收集
• 3.5 扫描器的设计原则
• 3.5.1 模块化设计
• 3.5.2 覆盖面广
• 3.5.3 效率要求
• 3.5.4 可扩展性强
• 3.5.5 可移植性强
• 3.5.6 可配置性好
• 3.5.7 扫描结果详尽完整
• 3.5.8 用户界面设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 网络安全漏洞扫描器YSCANNER的实现
• 4.1 MPI环境的建立
• 4.2 网络扫描系统的具体实现
• 4.3 网络安全扫描系统设计
• 4.3.1 扫描客户端
• 4.3.2 服务器端
• 4.3.3 数据库模块
• 4.3.4 Yscanner的系统用户界面
• 4.3.5 Yscanner的编码数据
• 4.4 本章小结
• 第5章 具体环境测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试步骤
• 5.3 与CyberCop Scanner和Nessus的比较
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）