基于信任度量机制的入侵检测系统研究与实现

论文摘要

随着互联网技术的不断发展,网络安全问题日益突出。入侵检测技术作为网络安全体系中的一种重要手段正面临严峻挑战:如何及时对海量数据进行分析处理,应对日益流行的大规模协同攻击,减少误报、漏报,提高入侵检测效率等。虽然研究人员在这些方面做出了努力,但还有许多问题亟待解决。本文针对现有分布式入侵检测系统自身检测节点间的安全和信任问题,引入基于投票反馈的节点间信任度量机制。系统中所有协同节点均设定一初始信任值,根据节点的状态和行为信息,信任值将动态增大或者减小。通过比较信任值来去除或者减小恶意节点的有害信息影响,减少系统的漏报和误报。通过典型案例分析发现,引入信任度量机制的分布式入侵检测系统能有效提高检测的准确度,增强检测能力。在研究现有入侵检测系统体系结构的基础上,设计并实现了基于信任度量机制的入侵检测系统。整个系统由具有独立检测功能的主机入侵检测系统、网络入侵检测系统和网络设备组成。主机入侵检测系统、网络入侵检测系统和网络设备作为整个系统的子检测节点,将各自采集到的主机日志数据、主机流量数据、网络流量数据及网络设备日志数据通过统一的日志格式汇总到整个协同检测系统的主控端进行协同分析,用于检测单个子入侵检测系统无法检测到的更为复杂和隐蔽的入侵行为,如协同扫描等。在各个子入侵检测系统节点间加入了信任度量机制,过滤了恶意节点的日志信息,提高了检测的准确度。通过实验分析,基于信任度量机制的入侵检测系统能有效增强系统检测能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 本文的组织结构
• 第二章 相关概念和典型系统分析
• 2.1 入侵检测相关概念
• 2.1.1 相关定义
• 2.1.2 入侵检测模型
• 2.2 入侵检测系统分类
• 2.2.1 按数据源分类
• 2.2.2 按检测技术分类
• 2.3 典型的入侵检测系统结构
• 2.3.1 集中式结构的分布式入侵检测系统
• 2.3.2 层次式结构的分布式入侵检测系统
• 2.3.3 完全分布式入侵检测系统
• 2.4 典型分布式主机入侵检测系统Ossec 分析
• 2.4.1 Ossec 简介
• 2.4.2 Ossec 系统分析
• 2.4.3 Ossec 工作流程
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于投票反馈的节点间信任度量机制
• 3.1 入侵检测系统的可信问题
• 3.1.1 数学模型
• 3.1.2 产生虚警的根源
• 3.1.3 降低虚警率方法
• 3.1.4 传统入侵检测系统内节点间信任缺陷
• 3.2 算法思想
• 3.2.1 K / N 投票算法
• 3.2.2 改进的K / N 投票算法
• 3.3 信任度量机制
• 3.3.1 监控节点的选取
• 3.3.2 警报等级划分
• 3.3.3 信任值计算
• 3.4 机制分析
• 3.4.1 安全性分析
• 3.4.2 算法开销分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于信任度量机制的入侵检测系统设计与实现
• 4.1 系统设计原则
• 4.2 系统体系结构及功能
• 4.2.1 体系结构框架
• 4.2.2 系统各组成部分功能
• 4.2.3 系统分析
• 4.3 系统数据标准化
• 4.3.1 系统数据源
• 4.3.2 数据标准化
• 4.4 主控模块设计与实现
• 4.4.1 主控模块结构
• 4.4.2 日志分析过程与实现
• 4.4.3 信任度量模块设计与实现
• 4.5 响应模块设计与实现
• 4.5.1 被动响应模块
• 4.5.2 主动响应模块
• 4.6 通信模块
• 4.7 本章小结
• 第五章 实验及分析
• 5.1 平台部署与架设方案
• 5.1.1 平台部署
• 5.1.2 平台配置
• 5.2 实验结果与分析
• 5.2.1 负载检验
• 5.2.2 信任值度量机制验证
• 5.2.3 检验效率验证
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果