基于概率包标记的IP追踪研究与实现

论文摘要

随着计算机网络的发展与普及,人们的工作、生活环境得到了较大的改善,互联网提供了更加便捷的工作方式,让生活变得更加轻松。然而,事物总有它的另一面,脆弱的网络往往被黑客利用,肆无忌惮地攻击着无辜的受害者。面对这些网络攻击,我们往往习惯于被动防守,如打补丁、安装防火墙、加固系统等,而这些只能解决一时的问题。IP追踪技术是一种具有主动追踪功能的网络安全技术,它的目的就是从源头上找到攻击者,从根源上解决网络安全问题,这种“釜底抽薪”式的研究方向,近年来备受关注。首先对IP追踪技术进行了循序渐进的介绍和研究,并对各个技术分支及其功能、效果,进行了深入的分析和比较。随后在原有传统IP追踪技术的基础上,深入研究传统技术的优缺点,并对仍然存在的诸多问题,如遗失标记信息、攻击路径重构困难、重构准确率低等,进行必要的改进与尝试。本文提出一种能较好地解决以上问题的改进方法——动态概率包标记方法(DPPM)。此方案采用动态标记概率代替原有的固定标记概率用于判断是否对数据包进行标记,或是应用更合适的概率对其标记,从而解决大多数传统IP追踪技术中存在着的问题。最后还通过工程实践及NS2软件模拟的方式分别对改进方案进行实践和检验,IP追踪效果有所提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 计算机网络安全现状
• 1.2 国内外针对网络安全的研究现状
• 1.3 本论文所做工作及论文结构
• 2 拒绝服务攻击（DoS）的出现及发展
• 2.1 拒绝服务攻击（DoS）
• 2.2 DoS 攻击原理
• 2.3 DoS 攻击分类
• 2.3.1 基于应用层的DoS 攻击
• 2.3.2 基于传输层的DoS 攻击
• 2.3.3 基于网络层的DoS 攻击
• 2.3.4 IP 欺骗攻击（IP Spoofing）
• 2.4 分布式拒绝服务攻击（DDoS）
• 2.5 分布式反射拒绝服务攻击（DRDoS）
• 2.6 针对DoS 攻击的各种防范技术
• 3 IP 追踪技术概述
• 3.1 IP 追踪技术定义
• 3.2 IP 追踪方法及其分类
• 3.2.1 可控泛洪法（Controlled flooding）
• 3.2.2 输入调试法（Input debugging）
• 3.2.3 逐跳追踪
• 3.2.4 IP 覆盖网技术
• 3.2.5 路由器日志法
• 3.2.6 ICMP 追踪
• 3.2.7 各IP 追踪技术比较
• 3.3 概率数据包标记追踪法（PPM）
• 3.3.1 基本包标记追踪法
• 3.3.2 固定概率包标记法
• 3.3.3 基于节点采样的概率包标记法
• 3.3.4 基于边采样的概率包标记法
• 4 基于节点采样的动态概率数据包标记IP 追踪技术
• 4.1 传统概率数据包标记技术中存在的问题
• 4.2 改进思路
• 4.3 动态概率数据包标记方案
• 4.3.1 标记域设置
• 4.3.2 动态标记概率
• 4.3.3 改进算法
• 4.4 适用范围
• 4.4.1 局域网IP 追踪
• 4.4.2 远程路由追踪
• 4.5 性能分析
• 4.5.1 负载及可行性分析
• 4.5.2 收敛时间
• 5 工程实践及软件模拟
• 5.1 硬件环境下实验模拟
• 5.1.1 实验1
• 5.1.2 实验2
• 5.1.3 应对DDoS 攻击
• 5.2 软件环境下实验模拟
• 5.2.1 NS2 简介
• 5.2.2 NS2 的优点
• 5.2.3 NS2 的仿真过程
• 5.2.4 DoS 仿真
• 5.2.5 代码编写
• 5.2.6 DoS 实验结果分析
• 5.2.7 DDoS 仿真
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间公开发表论文（著）及科研情况