發(fā)布時間：2020-04-09 10:48

【摘要】：智能家居的加入使得家庭無線局域網(wǎng)的功能日益復(fù)雜,不再止步于提供互聯(lián)網(wǎng)接入,而逐漸向智能家居無線局域網(wǎng)演進(jìn)。然而,與企業(yè)無線局域網(wǎng)不同,智能家居無線局域網(wǎng)屬于家庭消費品,沒有專業(yè)人士對其進(jìn)行安全維護(hù),但其安全隱患不容忽視。因此,為防止家庭隱私泄露并減少網(wǎng)絡(luò)犯罪,需要對智能家居無線局域網(wǎng)的入侵檢測技術(shù)進(jìn)行研究,提供對原生安全機(jī)制的補(bǔ)充。目前業(yè)界對智能家居無線局域網(wǎng)入侵檢測的研究還存在諸多不足,其具體表現(xiàn)在:1)某些工作采用樸素貝葉斯分類器等容量較低的模型,對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的擬合程度不足,檢測精度不高;2)部分研究選擇的檢測特征過于簡單,容易出現(xiàn)嚴(yán)重的過擬合問題,導(dǎo)致實際檢測精度下降;3)大多數(shù)研究采用仿真進(jìn)行驗證,未使用實測數(shù)據(jù);4)現(xiàn)有研究工作沒有針對智能家居無線局域網(wǎng)領(lǐng)域的解決方案。為此,本文選用合適的特征和模型針對智能家居無線局域網(wǎng)進(jìn)行實證研究,主要工作如下:1)在充分研究分析802.11標(biāo)準(zhǔn)及其實現(xiàn)、智能家居無線局域網(wǎng)組網(wǎng)方式和相關(guān)入侵手段的基礎(chǔ)上,針對智能家居無線局域網(wǎng)的通信特點進(jìn)行了實測實驗,分析了智能家居無線局域網(wǎng)通信數(shù)據(jù)流量特征和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等特點�；诜治龉ぷ�,設(shè)計了用于智能家居無線局域網(wǎng)入侵檢測的特征提取方法,解決了檢測特征過于簡單的問題,并通過部署實驗網(wǎng)絡(luò)模擬真實應(yīng)用場景構(gòu)建了相關(guān)數(shù)據(jù)集。2)為更好地表達(dá)無線局域網(wǎng)的狀態(tài)信息,提出了無線局域網(wǎng)流量序列模型。采用大容量的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Recurrent Neural Network,RNN),提出了基于流量序列分類的RNN無線局域網(wǎng)入侵檢測方法。根據(jù)實驗對比,該方法比相關(guān)研究中最新的基于堆疊自編碼器的入侵檢測方法在檢測性能上提高了約11.15%。3)運用基于RNN無線局域網(wǎng)入侵檢測方法,采用“云+終端+控制端”的智能家居部署形式,設(shè)計并實現(xiàn)了用于智能家居無線局域網(wǎng)入侵檢測的智能家居原型系統(tǒng)。綜上所述,本文提出的基于流量序列分類的RNN無線局域網(wǎng)入侵檢測方法具有較高的檢測精度,并通過原型系統(tǒng)彌補(bǔ)了現(xiàn)有理論研究的缺陷,有利于降低智能家居的安全風(fēng)險,打消人們使用智能家居的顧慮,從而推動智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的普及發(fā)展。
【圖文】：

頻段上的無線傳輸提供了更大的帶寬支持、更多的 MIMO 空間流和更高密度的調(diào)制方式。目前采用 802.11ac 的無線局域網(wǎng)設(shè)備正在快速地普及。2016 年，最新修訂與補(bǔ)充被整合為 802.11-2016，形成了無線局域網(wǎng)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。2.1.2 無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成作為 IEEE 802 網(wǎng)絡(luò)族群的一份子，802.11 無線局域網(wǎng)的核心在于開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型(Open System Interconnection, OSI)的最下面兩層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。無線局域網(wǎng)與 802 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系如圖 2.1 所示，和其他 802 局域網(wǎng)一樣，無線局域網(wǎng)規(guī)定了自己的 MAC 層和物理層，對于自身未規(guī)定的事務(wù)，則借助 802 中的其他局域網(wǎng)高層管理協(xié)議來實現(xiàn)，例如借助 802.1X 來實現(xiàn)設(shè)備的認(rèn)證機(jī)制和密鑰管理。

實現(xiàn)方式與本文的研究內(nèi)容無關(guān)，因此本文只對無線局域網(wǎng)的基本構(gòu)成進(jìn)行簡要論述。如圖2.2所示，完整的無線局域網(wǎng)一般包含4種基本組件，分別為工作站(Station,STA)、接入點(Access Point, AP)、無線媒介(Wireless Media, WM)和分布式系統(tǒng)(Distributed System, DS)。其中，工作站是指具備無線接入能力的實體，它與 AP 關(guān)聯(lián)配對并通過 WM獲取對局域網(wǎng)和 DS 的訪問。接入點是一種通過 WM 向 STA 提供局域網(wǎng)和 DS 接入的實體。無線媒介是無線局域網(wǎng)所依賴的傳輸介質(zhì)，，用于在網(wǎng)內(nèi)實體之間傳遞
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU855;TP18;TN925.93

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本文編號：2620655