【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益突出。入侵檢測(cè)系統(tǒng)作為一種主動(dòng)防御的網(wǎng)絡(luò)安全措施,對(duì)維護(hù)系統(tǒng)安全起到了至關(guān)重要的作用。在入侵檢測(cè)系統(tǒng)中,對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包凈荷部分的檢測(cè)已成為限制系統(tǒng)性能的瓶頸之一。早期檢測(cè)主要利用軟件實(shí)現(xiàn),隨著網(wǎng)絡(luò)速度和模式集合規(guī)模的急劇增長(zhǎng),軟件實(shí)現(xiàn)方法無(wú)法滿(mǎn)足高速的網(wǎng)絡(luò)需求,主流硬件檢測(cè)方案通過(guò)狀態(tài)機(jī)或樹(shù)型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),檢測(cè)性能依賴(lài)于規(guī)則特征,且檢測(cè)速度有待提高。針對(duì)以上問(wèn)題,本文將用于包頭檢測(cè)的BV算法引入到凈荷檢測(cè)中,根據(jù)凈荷檢測(cè)的特點(diǎn),將BV算法和過(guò)濾算法BF相結(jié)合,設(shè)計(jì)了用于凈荷檢測(cè)的BF-BV算法,解決了兩種算法單獨(dú)應(yīng)用于凈荷檢測(cè)存在的問(wèn)題。其次,對(duì)BF-BV算法中的BF算法進(jìn)行了改進(jìn),有效提高了該算法的擴(kuò)展性。本文所設(shè)計(jì)的BF-BV算法充分利用了硬件并行性,檢測(cè)速度快,且不依賴(lài)于規(guī)則特征,同時(shí)支持規(guī)則集合的靈活更新及擴(kuò)展,有效克服了已有硬件實(shí)現(xiàn)方案存在的問(wèn)題。選用經(jīng)典入侵檢測(cè)系統(tǒng)Snort的規(guī)則集合,完成了BF-BV算法的硬件實(shí)現(xiàn)。根據(jù)集合特征,確定了系統(tǒng)的整體硬件實(shí)現(xiàn)方案,包括過(guò)濾模塊、FIFO模塊、控制模塊和精確匹配模塊四個(gè)部分。其中,過(guò)濾模塊利用改進(jìn)的BF算法對(duì)數(shù)據(jù)包凈荷部分進(jìn)行快速過(guò)濾,將疑似匹配的數(shù)據(jù)信息輸出;FIFO模塊用于緩存過(guò)濾模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù);控制模塊通過(guò)解析過(guò)濾模塊的數(shù)據(jù)信息,產(chǎn)生精確匹配模塊的控制信號(hào)和數(shù)據(jù);精確匹配模塊利用改進(jìn)的BV算法對(duì)疑似匹配數(shù)據(jù)完成精確匹配,確定攻擊類(lèi)型。然后對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行功能驗(yàn)證,利用C語(yǔ)言產(chǎn)生滿(mǎn)足要求的待檢測(cè)數(shù)據(jù),將設(shè)計(jì)產(chǎn)生的檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤。最后將設(shè)計(jì)映射到FPGA,搭建驗(yàn)證平臺(tái),對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行板級(jí)驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明基于BF-BV算法的檢測(cè)引擎能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出攻擊信息,吞吐率可達(dá)到4.8Gbps,與現(xiàn)有方法相比性能明顯提升。
【圖文】：

（a）（b）圖4.7 過(guò)濾模塊仿真波形圖4.3.2 FIFO 模塊設(shè)計(jì)中采用的 FIFO 為異步 FIFO，異步 FIFO 中有兩個(gè)獨(dú)立的控制時(shí)鐘，分別控制 FIFO 的讀操作和寫(xiě)操作。表4.4 FIFO 模塊端口信號(hào)說(shuō)明信號(hào) I/O 功能wr_clk I 寫(xiě)時(shí)鐘rd_clk I 讀時(shí)鐘rst I 復(fù)位信號(hào)din I 寫(xiě)入數(shù)據(jù)wr_en I 寫(xiě)使能rd_en I 讀使能full O 滿(mǎn)信號(hào)empty O 空信號(hào)dout O 讀出數(shù)據(jù)

（b）First-Word Fall-Through圖4.8 FIFO 兩種讀模式仿真圖如方框中所示，，兩種讀模式的主要區(qū)別如下：1）在 Standard 模式中，當(dāng)讀使能有效時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)在下一個(gè)讀時(shí)鐘有效沿讀出。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.08

【參考文獻(xiàn)】

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

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本文編號(hào)：2699173