發(fā)布時間：2017-06-03 08:15

  本文關鍵詞：面向網(wǎng)絡入侵檢測的正則表達式DFA優(yōu)化技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年,隨著網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡逐漸大眾化,特別是近兩年,網(wǎng)絡的速度不斷增快,很多網(wǎng)絡程序不斷開發(fā)出來。伴隨多種多樣的網(wǎng)絡程序的出現(xiàn),也出現(xiàn)了更多的針對網(wǎng)絡應用層的攻擊。2013年,知名度高、用戶數(shù)量龐大的支付寶和財付通均遭遇了黑客攻擊,引發(fā)了人們對網(wǎng)絡安全防范的重視。以往,利用防火墻抵抗入侵是最為普遍的入侵防御手段。這種方式應用在內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)之間,進行防御,對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行檢測。但是,面對多樣和多方面的新型網(wǎng)絡攻擊,防火墻技術并不能進行有效的防御和抵抗,容易導致?lián)砣蛘咭绯?而且如果網(wǎng)絡入侵是通過合法端口而進行的也很難進行有效的防御,對待內(nèi)部主動發(fā)起連接的入侵一般很難防御等缺點。因此,近年來,主要應用于應用層上的網(wǎng)絡入侵檢測方式由此產(chǎn)生。近年來,網(wǎng)絡安全領域的研究人員越來越多的將研究方向集中在如何提高深度包檢測的效率。正則表達式由于其敏捷性與適應性慢慢地代替了原有的匹配方式因而被廣泛地應用于各種入侵檢測系統(tǒng)中。正則表達式匹配分為基于確定性的正則表達式匹配和基于非確定性的正則表達式匹配。兩相比較,DFA匹配速度更快,但需要占用更大的空間,NFA可以節(jié)省空間,但匹配的速度卻不盡人意。但是,由于NFA的匹配是不確定的,因此結果也可能的多種情況同時存在,匹配效率會大大降低,DFA的匹配是確定的,其結果也是唯一的,而在現(xiàn)實的網(wǎng)絡世界中,匹配效率是十分關鍵的,因此,DFA由于其高效率的匹配過程而得到了廣泛的應用,但是由于DFA的匹配與NFA不同,DFA是確定化的匹配,因此,DFA在匹配過程中需要包含全部的可能性,因此DFA狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的每一個結點均包含了全部可能的狀態(tài)轉(zhuǎn)移邊。另外由于正則表達式的長度限制會使DFA的狀態(tài)數(shù)量呈指數(shù)增長,導致狀態(tài)爆炸,同時對存儲空間的需求也會增加。本文深入分析了DFA算法的原理,得出了該算法的優(yōu)點與缺點,根據(jù)該算法的缺點分析了優(yōu)化的方向,設計高性能的正則表達式壓縮算法,在上述前期工作的基礎上,著重研究了DDFA算法,并且編程實現(xiàn)了DDFA算法,并通過對規(guī)則集的實驗比較了DDFA算法與DFA算法之間的異同,并且通過實驗發(fā)現(xiàn)了該算法存在著匹配效率較低的缺點,隨后,本文將DFA算法所具備的優(yōu)點與DDFA算法所具備的優(yōu)點融合在了一起,設計并實現(xiàn)了一種基于DFA的正則表達式優(yōu)化算法,對DFA進行了有效的壓縮,同時也盡可能地保證了算法的匹配效率不會下降太多。最后,我們通過實驗驗證了該算法的匹配效率,該算法對空間的占用情況,該算法的運行時間,并分別與DFA算法進行了對比,得出最后的結論。
【關鍵詞】：網(wǎng)絡入侵檢測 正則表達式 DFA優(yōu)化技術
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.08
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文主要工作13-14
• 1.4 論文組織結構14-15
• 第2章 正則表達式15-22
• 2.1 概述15
• 2.2 正則表達式15-16
• 2.3 自動機16-17
• 2.4 非確定性有限自動機17-19
• 2.5 確定性有限自動機19-20
• 2.6 NFA與DFA的對比20-21
• 2.7 本章小結21-22
• 第3章 入侵檢測系統(tǒng)22-27
• 3.1 入侵檢測系統(tǒng)22-25
• 3.1.1 入侵檢測系統(tǒng)結構22-23
• 3.1.2 入侵檢測系統(tǒng)原理23-25
• 3.2 Snort25-26
• 3.3 Bro26
• 3.4 本章小結26-27
• 第4章 基于延遲匹配的正則表達式匹配算法27-38
• 4.1 DFA不足的分析27
• 4.2 DFA優(yōu)化方法27-30
• 4.3 算法流程圖30-32
• 4.4 算法描述32
• 4.5 實驗與結果分析32-37
• 4.5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖實驗32-34
• 4.5.2 算法的壓縮性能測試34-37
• 4.6 本章小結37-38
• 第5章 DFA壓縮算法38-52
• 5.1 引言38
• 5.2 正則表達式壓縮算法38-44
• 5.2.1 算法背景與設計思想38-40
• 5.2.2 算法流程40-43
• 5.2.3 算法描述43-44
• 5.3 系統(tǒng)結構設計與實現(xiàn)44-48
• 5.3.1 正則表達式轉(zhuǎn)NFA模塊45-48
• 5.3.2 NFA轉(zhuǎn)換DFA模塊48
• 5.3.3 DFA優(yōu)化壓縮模塊48
• 5.4 實驗與結果48-51
• 5.4.1 實驗環(huán)境48-49
• 5.4.2 實驗一：算法匹配效果測試49-50
• 5.4.3 實驗二：算法空間壓縮性能測試50-51
• 5.4.4 實驗三：算法運行時間測試51
• 5.5 本章小結51-52
• 第6章 總結與展望52-54
• 6.1 本文工作總結52
• 6.2 展望52-54
• 參考文獻54-56
• 作者簡介及在學期間取得的科研成果56-57
• 致謝57

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