本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的大規(guī)模模式集合匹配算法的研究

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【摘要】：模式匹配作為網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的核心技術(shù)之一,它效率的高低將直接影響系統(tǒng)的整體性能,因而一直是學(xué)術(shù)界所普遍關(guān)注的熱點問題。當今大數(shù)據(jù)不斷升溫、云計算加速落地、網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量越來越大,網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)需要在高吞吐量的情況下保證高速運行。在網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中,規(guī)則模式集合不斷擴展,模式匹配算法研究所面臨的巨大挑戰(zhàn)是需要處理越來越龐大的模式集合,這也是模式匹配算法發(fā)展的瓶頸所在。本文首先對論文的研究內(nèi)容相關(guān)背景進行了介紹,并分析在當今網(wǎng)絡(luò)安全的嚴峻形勢下,模式匹配算法研究所面臨的問題。隨后,本文詳細介紹了經(jīng)典多模匹配算法的原理、時間復(fù)雜度等。通過設(shè)定不同的條件,對經(jīng)典的AC算法、WM算法和SBOM算法進行實驗對比,分析實驗結(jié)果,總結(jié)三種經(jīng)典算法的優(yōu)缺點和適用條件。隨后,針對經(jīng)典AC算法內(nèi)存空間占用量過大的缺陷,本文提出了一種壓縮內(nèi)存空間的AC優(yōu)化算法,該算法大大降低了系統(tǒng)內(nèi)存空間的占用量。同時,本論文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的規(guī)則模式集合的規(guī)律特征,對WM算法提出了三方面的改進：存儲結(jié)構(gòu)的改進、哈希函數(shù)選擇的優(yōu)化以及預(yù)處理階段模式集合的優(yōu)化。并對改進后的算法和經(jīng)典WM算法進行了實驗測試,實驗結(jié)果顯示改進后的算法性能有顯著提升。針對當今多核處理器應(yīng)用的普及,本文提出一種基于自動機思想的并行字符串匹配算法PSMA算法,讓每個核心單獨運行匹配算法,并與串行算法進行實驗對比,實驗結(jié)果顯示無論在高命中率還是低命中率條件下,PSMA算法匹配速度都有顯著提升。最后,在分析網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中模式集合和待匹配文本的特征后,本文提出基于分類思想的字符串匹配算法C-AW算法,該算法將本文優(yōu)化后的AC算法和WM算法結(jié)合在一起,分別處理規(guī)則模式集合中不同長度的子集,巧妙地避免了兩種算法的缺陷,從整體上提高算法性能。在大規(guī)模模式集合的條件下,結(jié)合在線測試和離線測試結(jié)果,分析可得,C-AW算法的性能優(yōu)勢明顯。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng) 模式匹配 大規(guī)模模式集合 并行算法 分類思想
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 論文的研究背景與意義12-15
• 1.1.1 論文的研究背景12-14
• 1.1.2 論文的研究意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 相關(guān)研究工作15-19
• 1.2.2 存在的問題19
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容及成果19-20
• 1.4 結(jié)構(gòu)安排20-22
• 第2章 多模匹配算法的分析22-38
• 2.1 模式匹配算法介紹22-23
• 2.2 常見的多模匹配算法23-32
• 2.2.1 基于前綴搜索的AC算法24-26
• 2.2.2 基于后綴搜索的WM算法26-30
• 2.2.3 基于子串搜索的SBOM算法30-32
• 2.3 實驗性能測試與結(jié)果分析32-35
• 2.3.1 測試環(huán)境及數(shù)據(jù)32
• 2.3.2 測試結(jié)果與分析32-35
• 2.4 本章小結(jié)35-38
• 第3章 多模匹配算法的改進與優(yōu)化38-54
• 3.1 一種基于內(nèi)存壓縮改進的AC算法38-43
• 3.1.1 常見的AC改進算法38-40
• 3.1.2 基于內(nèi)存壓縮改進的AC算法設(shè)計與實現(xiàn)40-43
• 3.2 WM算法的性能優(yōu)化43-50
• 3.2.1 WM算法的存儲結(jié)構(gòu)優(yōu)化44-45
• 3.2.2 WM算法哈希函數(shù)的優(yōu)化45-47
• 3.2.3 WM算法模式串的預(yù)處理47-50
• 3.3 實驗測試與結(jié)果分析50-53
• 3.3.1 改進的AC算法性能測試與結(jié)果分析50-52
• 3.3.2 改進的WM算法性能測試與結(jié)果分析52-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第4章 基于并行思想的字符串匹配算法54-68
• 4.1 引言54-55
• 4.2 字符串匹配算法的常見并行方法55-56
• 4.3 基于自動機的并行匹配算法——PSMA算法56-62
• 4.3.1 相關(guān)技術(shù)介紹56-58
• 4.3.2 PSMA算法的基本流程58-59
• 4.3.3 PSMA算法的預(yù)處理過程59-60
• 4.3.4 PSMA算法的匹配過程60-62
• 4.4 算法的總結(jié)與改進62-64
• 4.5 實驗測試與結(jié)果分析64-67
• 4.5.1 測試環(huán)境及數(shù)據(jù)64-65
• 4.5.2 測試結(jié)果與分析65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第5章 基于分類思想的字符串匹配算法68-80
• 5.1 引言68
• 5.2 規(guī)則模式集合和待測文本的特征分析與總結(jié)68-69
• 5.3 基于分類思想的C-AW算法69-75
• 5.3.1 C-AW算法的提出69-70
• 5.3.2 C-AW算法的設(shè)計實現(xiàn)70-75
• 5.4 實驗測試與結(jié)果分析75-79
• 5.4.1 離線測試75-78
• 5.4.2 在線測試78-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 第6章 總結(jié)80-82
• 參考文獻82-88
• 致謝88-90
• 參與項目及發(fā)表論文90

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