基于規(guī)則集的正則表達(dá)式匹配算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-11 09:11
隨著正則表達(dá)式在網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)和各種服務(wù)中的應(yīng)用越來越廣泛,這些系統(tǒng)采用正則表達(dá)式匹配算法作為他們的核心,檢測數(shù)據(jù)包有效載荷中的攻擊特征。最近幾年的研究大多集中在大規(guī)模的正則表達(dá)式規(guī)則集下,如何有效地減少DFA存儲(chǔ)空間的開銷。在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)中,如何從海量數(shù)據(jù)中甄別出有害信息,對(duì)阻止和遏制潛在的危險(xiǎn)行為,對(duì)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸安全與穩(wěn)定,對(duì)促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了檢測數(shù)據(jù)包有效載荷中的危險(xiǎn)模式,需要在線速度內(nèi)完成正則表達(dá)式匹配。雖然確定性有限狀態(tài)機(jī)(DFAs)允許此操作在線性時(shí)間內(nèi)完成,但他們?cè)趦?nèi)存中的存儲(chǔ)可能會(huì)需要過高的需求。在內(nèi)存存儲(chǔ)空間中,DFA的開銷主要用于存儲(chǔ)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移表,表的行寬對(duì)應(yīng)DFA的狀態(tài)數(shù)目,而表的列寬對(duì)應(yīng)著每個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移邊數(shù)目|Σ|(Σ是輸入字符的字母表)。對(duì)正則表達(dá)式規(guī)則集進(jìn)行分組是一種用于解決DFA狀態(tài)膨脹問題的重要方法。目前為止,對(duì)于DFA在內(nèi)存中存儲(chǔ)開銷過大問題的解決思路,可以分為兩種,即減少DFA的狀態(tài)數(shù)目和壓縮DFA的轉(zhuǎn)移邊,通過正則表達(dá)式規(guī)則集分組算法來壓縮DFA的存儲(chǔ)空間屬于上述中的第一種解決思路。本文在對(duì)目前狀態(tài)...
【文章來源】:杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究內(nèi)容安排
第2章 正則表達(dá)式匹配原理
2.1 正則表達(dá)式介紹
2.2 正則表達(dá)式匹配
2.2.1 匹配算法
2.2.2 匹配系統(tǒng)
2.3 自動(dòng)機(jī)選擇
2.4 基于規(guī)則集的分組算法
2.4.1 分組算法背景知識(shí)
2.4.2 分組算法介紹
2.4.3 改進(jìn)的分組算法介紹
2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.6 本章小結(jié)
第3章 DFA優(yōu)化技術(shù)
3.1 背景知識(shí)介紹
3.2 壓縮算法介紹
3.3 改進(jìn)的壓縮算法介紹
3.4 壓縮算法比較
3.4.1 最差時(shí)間邊界和內(nèi)存減少量
3.4.2 算法復(fù)雜度比較和實(shí)際情況中的細(xì)節(jié)
3.4.3 額外的方面
3.5 字母表減少算法
3.5.1 思想
3.5.2 算法
3.6 內(nèi)存編碼方式
3.6.1 無壓縮布局
3.6.2 線性編碼
3.6.3 位圖編碼
3.6.4 小結(jié)
3.7 多步長DFAs
3.7.1 多步長DFAs的尋址
3.7.2 多步長DFA生成算法
3.8 實(shí)驗(yàn)評(píng)估
3.9 本章小結(jié)
第4章 基于規(guī)則集的最優(yōu)匹配算法配置方法
4.1 輸入介紹
4.2 實(shí)驗(yàn)評(píng)估
4.2.1 參數(shù)
4.2.2 度量
4.3 處理器模擬器結(jié)果
4.3.1 cache大小
4.3.2 內(nèi)存帶寬和并行執(zhí)行
4.4 最佳正則表達(dá)式匹配配置
4.4.1 最佳配置
4.4.2 最優(yōu)化指導(dǎo)
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 論文總結(jié)
5.2 研究方向展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]正則表達(dá)式分組的1/(1-1/k)-近似算法[J]. 柳廳文,孫永,卜東波,郭莉,方濱興. 軟件學(xué)報(bào). 2012(09)
[2]深度包檢測中一種高效的正則表達(dá)式壓縮算法[J]. 徐乾,鄂躍鵬,葛敬國,錢華林. 軟件學(xué)報(bào). 2009(08)
[3]基于GPU的串匹配算法研究[J]. 張慶丹,戴正華,馮圣中,孫凝暉. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2006(07)
本文編號(hào):3488594
【文章來源】:杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究內(nèi)容安排
第2章 正則表達(dá)式匹配原理
2.1 正則表達(dá)式介紹
2.2 正則表達(dá)式匹配
2.2.1 匹配算法
2.2.2 匹配系統(tǒng)
2.3 自動(dòng)機(jī)選擇
2.4 基于規(guī)則集的分組算法
2.4.1 分組算法背景知識(shí)
2.4.2 分組算法介紹
2.4.3 改進(jìn)的分組算法介紹
2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.6 本章小結(jié)
第3章 DFA優(yōu)化技術(shù)
3.1 背景知識(shí)介紹
3.2 壓縮算法介紹
3.3 改進(jìn)的壓縮算法介紹
3.4 壓縮算法比較
3.4.1 最差時(shí)間邊界和內(nèi)存減少量
3.4.2 算法復(fù)雜度比較和實(shí)際情況中的細(xì)節(jié)
3.4.3 額外的方面
3.5 字母表減少算法
3.5.1 思想
3.5.2 算法
3.6 內(nèi)存編碼方式
3.6.1 無壓縮布局
3.6.2 線性編碼
3.6.3 位圖編碼
3.6.4 小結(jié)
3.7 多步長DFAs
3.7.1 多步長DFAs的尋址
3.7.2 多步長DFA生成算法
3.8 實(shí)驗(yàn)評(píng)估
3.9 本章小結(jié)
第4章 基于規(guī)則集的最優(yōu)匹配算法配置方法
4.1 輸入介紹
4.2 實(shí)驗(yàn)評(píng)估
4.2.1 參數(shù)
4.2.2 度量
4.3 處理器模擬器結(jié)果
4.3.1 cache大小
4.3.2 內(nèi)存帶寬和并行執(zhí)行
4.4 最佳正則表達(dá)式匹配配置
4.4.1 最佳配置
4.4.2 最優(yōu)化指導(dǎo)
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 論文總結(jié)
5.2 研究方向展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]正則表達(dá)式分組的1/(1-1/k)-近似算法[J]. 柳廳文,孫永,卜東波,郭莉,方濱興. 軟件學(xué)報(bào). 2012(09)
[2]深度包檢測中一種高效的正則表達(dá)式壓縮算法[J]. 徐乾,鄂躍鵬,葛敬國,錢華林. 軟件學(xué)報(bào). 2009(08)
[3]基于GPU的串匹配算法研究[J]. 張慶丹,戴正華,馮圣中,孫凝暉. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2006(07)
本文編號(hào):3488594
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