协议识别技术研究

论文摘要

随着计算机网络技术的不断发展,特别是Internet的迅速普及,网络信息安全与对抗已经成为信息时代的一个至关重要的问题。网络协议识别技术作为实现网络安全与对抗的基础技术,是实施网络安全与对抗的前提条件。但是随着网络协议的不断发展,网络协议逐渐呈现出一些新的特点,如有些协议采用动态端口或加密技术、P2P协议的发展等,传统的协议识别技术局限性越来越明显,新条件下的协议识别技术成为一个新的研究热点。文章首先总结了传统的协议识别技术,包括基于端口映射的协议识别技术、基于静态特征的协议识别技术和基于动态行为特征的协议识别技术,分析了它们的工作原理和局限性。然后重点对模式串匹配算法进行了研究,具体分析了一种改进算法,与BM（Boyer-Moore）算法[23]相比,该算法具有更大的搜索步长和更快的搜索速度。其次,提出了一种基于多个识别特征的隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model）协议识别技术。它是一种基于观测统计特性的检测和识别方法,只选用TCP包的大小、到达时间等对加密不敏感的特征来实现协议的识别。该技术运用k均值聚类算法和矢量量化技术将（包的大小,到达时间）二维数据转换为一维数据,从而可以利用同一类型的模型和技术同时处理大小和时间信息,进一步提高了识别性能。实验结果表明,它能有效地提高协议识别的准确率,并且对于采用加密技术的数据,仍能进行有效的识别。最后,对P2P协议识别技术进行了研究。首先分析了基于深层数据包检测（DPI）的P2P协议识别技术,分析了它的优点与局限性。然后针对其局限性,提出了一种基于流量特征的P2P协议识别算法,它具有可扩展性好、性能高等特点,最后综合运用各种识别技术,设计出了P2P协议识别模型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 协议识别基本概念
• 1.1.3 国内外研究现状
• 1.2 论文研究内容及成果
• 1.3 论文组织结构
• 第二章 未加密条件下的协议识别技术
• 2.1 基于端口映射的协议识别
• 2.2 基于静态特征匹配的协议识别
• 2.3 模式串匹配算法
• 2.3.1 BF 算法
• 2.3.2 KMP 算法
• 2.3.3 BM 算法
• 2.3.4 一种改进算法
• 2.4 基于动态行为特征的协议识别
• 2.5 小结
• 第三章 基于多种识别特征的HMM 协议识别技术
• 3.1 引言
• 3.2 HMM 概述
• 3.2.1 HMM 概念
• 3.2.2 HMM 的三个基本问题
• 3.3 HMM 基本算法
• 3.3.1 前向－后向算法
• 3.3.2 Viterbi 算法
• 3.3.3 Baum-Welch 算法
• 3.4 基于多个识别特征的HMM 协议识别技术
• 3.4.1 识别特征选择
• 3.4.2 数据采集和预处理
• 3.4.3 HMM 建模
• 3.4.4 参数的初始化问题
• 3.4.5 多个观察值序列选取
• 3.4.6 基于单个特征的识别器性能分析
• 3.4.7 多特征识别
• 3.4.9 解决下溢问题
• 3.5 小结
• 第四章 P2P 协议的识别
• 4.1 P2P 协议概述
• 4.1.1 P2P 的现状及带来的新问题
• 4.1.2 P2P 协议的新特征
• 4.2 基于深层数据包检测的P2P 协议识别
• 4.3 基于流量特征的P2P 协议识别
• 4.4 P2P 协议识别系统模型
• 4.5 小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果