匿名穿透工具检测和封堵技术研究

论文摘要

识别出网络中的流量类型一直以来都是网络安全研究的重点内容。近几年以来,一类被称为匿名穿透工具的软件逐渐变得流行起来。通过隐藏通信用户的地址标识、数据流向等信息,这类软件能够使得用户匿名的访问互联网络。因而,使用这类软件,就可以穿透当前互联网内容审查机制。不加限制的使用这种软件会产生大量不负责任的言论和对网络信息的非法访问,从而导致滥用问题。因此针对当前匿名穿透工具,研究对应的检测、封堵方法对于保护国家信息安全、防止匿名滥用具有重大的社会意义和实用价值。本文基于当前Internet匿名穿透工具的发展现状,主要研究针对常见匿名穿透工具的可用于监控特征提取、检测方法以及对应的封堵方法。基于对匿名穿透工具进行检测与封堵的目标,本文首先综述了现有匿名穿透工具发展现状,然后从匿名穿透工具运行原理、可用于监控的特征提取、检测算法和封堵方案等几个方面进行了研究,取得了如下成果:（1）在匿名穿透工具的可监控特征方面,本文分析了当前比较流行的三种匿名穿透工具:Tor、Web-Mix和I2P的体系架构。在分析它们的运行协议的基础上,发现了各个系统可用的监控特征。测试结果表明,我们所提取的特征是有效的。（2）在匿名穿透工具的检测算法方面,本文结合匿名穿透工具的具体特征,设计了对应的检测算法。同时,为了提高检测算法的效率,本文分析了常见的模式匹配算法,在结合可监控特征特点基础上使用了将AC-BM算法和trie树相结合的匹配方式来实现对特征字串匹配的方法,同时实现了将APHash哈希函数用于匹配地址黑名单的匹配方法。（3）在匿名穿透工具的封堵方法方面,本文分析了TCP和UDP通信数据阻断的原理,并且结合所选取的具体网络环境,仿真并选取了适合于系统需求的TCP和UDP阻断方案。综合以上的研究,本文设计了匿名穿透工具检测和封堵仿真平台并进行了对应的测试,测试结果表明,本系统在所选取的网络环境下能够对匿名穿透工具进行有效的检测和封堵。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外相关技术发展现状
• 1.3.1 匿名通信的基本技术
• 1.3.2 匿名穿透工具
• 1.3.3 流量识别技术
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 匿名穿透工具的可监控特征
• 2.1 引言
• 2.2 匿名穿透工具简介
• 2.3 Tor的可监控特征
• 2.3.1 系统拓扑结构分析
• 2.3.2 可监控特征的提取
• 2.4 Web-Mix的可监控特征
• 2.4.1 系统拓扑结构分析
• 2.4.2 可监控特征的提取
• 2.5 I2P的可监控特征
• 2.5.1 系统拓扑结构分析
• 2.5.2 可监控特征的提取
• 2.6 特征的有效性测试
• 2.7 本章小结
• 第3章 匿名穿透工具检测与封堵方法
• 3.1 引言
• 3.2 匿名穿透工具的检测算法
• 3.3 匿名穿透工具检测算法的性能优化
• 3.3.1 字符串特征的匹配算法
• 3.3.2 IP地址特征的匹配算法
• 3.3.3 匹配算法的性能测试
• 3.4 匿名穿透工具的封堵技术
• 3.4.1 网络数据的捕获和发送技术
• 3.4.2 TCP数据包封堵技术
• 3.4.3 UDP数据包封堵技术
• 3.4.4 封堵的有效性测试
• 3.5 本章小结
• 第4章 仿真平台的实现与分析
• 4.1 引言
• 4.2 仿真平台设计
• 4.2.1 仿真平台的总体设计
• 4.2.2 捕包模块设计
• 4.2.3 匹配模块设计
• 4.2.4 封堵模块和日志模块设计
• 4.3 系统测试与分析
• 4.3.1 系统检测有效性分析
• 4.3.2 系统封堵有效性分析
• 4.3.3 系统负载分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢