【摘要】：為了滿足用戶隱私保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)安全的需求,需要對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行加密,傳統(tǒng)面向非加密流量的識(shí)別技術(shù)難以識(shí)別和處理加密流量,因此實(shí)現(xiàn)有效的加密流量識(shí)別是網(wǎng)絡(luò)安全與管理的重要保障。針對當(dāng)前加密流量識(shí)別存在準(zhǔn)確率低、魯棒性差等問題,如何從高速網(wǎng)絡(luò)流量中提取反映加密流量內(nèi)在規(guī)律的特征信息,實(shí)現(xiàn)加密流量的精細(xì)化識(shí)別是本文的研究目標(biāo)。本文的研究工作圍繞以上問題展開,具體工作包括以下幾個(gè)方面:(1)針對加密流量識(shí)別中特征選擇存在度量指標(biāo)單一和類別不平衡問題,使得模型復(fù)雜度提高、泛化能力下降。因此,提出一種基于選擇性集成策略的加密網(wǎng)絡(luò)流特征選擇方法,從多個(gè)度量的特征選擇方法中選擇性集成部分特征選擇方法,再改進(jìn)序列前向搜索和封裝器組合方法二次搜索最優(yōu)特征子集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法在保證分類效果的同時(shí)有效降低特征子集復(fù)雜度,從而實(shí)現(xiàn)分類效果、效率和穩(wěn)定性的最優(yōu)平衡。(2)針對加密網(wǎng)絡(luò)流量隨時(shí)間推移和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化而發(fā)生網(wǎng)絡(luò)流特征和分布變化,導(dǎo)致基于機(jī)器學(xué)習(xí)的分類模型適用性和精度下降。因此,提出一種基于加權(quán)集成學(xué)習(xí)的加密流量自適應(yīng)分類方法,首先根據(jù)加密網(wǎng)絡(luò)流特征屬性的信息熵變化檢測網(wǎng)絡(luò)流變化,再采用增量集成學(xué)習(xí)策略在網(wǎng)絡(luò)流變化點(diǎn)引入當(dāng)前流量建立的新分類器,并剔除性能下降的分類器,達(dá)到更新分類器的目的,最后加權(quán)集成分類結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可以及時(shí)檢測網(wǎng)絡(luò)流變化并有效更新分類器,表現(xiàn)出較好的分類性能和泛化能力。(3)由于SSL/TLS加密流特征信息有限,基于流特征的識(shí)別方法精度低,無法實(shí)現(xiàn)有效的SSL/TLS加密應(yīng)用精細(xì)化識(shí)別。因此,提出一種基于馬爾科夫鏈和集成學(xué)習(xí)的SSL/TLS應(yīng)用精細(xì)化識(shí)別方法,鑒于SSL/TLS握手過程的獨(dú)有特性,選用SSL/TLS握手的消息類型信息和報(bào)文大小二維特征作為指紋特征建立二階馬爾科夫模型;同時(shí),根據(jù)相鄰報(bào)文大小改進(jìn)HMM發(fā)射概率并建立HMM模型,最后,采用加權(quán)集成策略獲得加權(quán)分類器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法的分類精度達(dá)到90%以上,與現(xiàn)有方法相比提高了11%,且具有較好的分類效率和泛化能力。(4)針對自適應(yīng)碼率技術(shù)會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動(dòng)切換視頻清晰度,且各傳輸模式的視頻分段機(jī)制也不同,現(xiàn)有方法很難獲取有用的SSL/TLS加密視頻分段的流量特征,從而實(shí)現(xiàn)有效的碼率和清晰度識(shí)別。因此,提出一種基于視頻塊特征的SSL/TLS加密視頻內(nèi)容參數(shù)識(shí)別方法。首先,根據(jù)SSL/TLS握手過程中未加密內(nèi)容識(shí)別SSL/TLS加密的YouTube流量。然后,提出視頻流前若干個(gè)包的4個(gè)特征識(shí)別HLS、DASH和HPD傳輸模式,再根據(jù)視頻塊特征建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型識(shí)別視頻塊的碼率和清晰度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法傳輸模式、碼率和清晰度識(shí)別平均準(zhǔn)確率分別達(dá)到98%、99%和98%,可以有效用于SSL/TLS加密YouTube的QoE評(píng)估。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP393.08;TP181
【圖文】：

第一章 緒論究背景思科可視化網(wǎng)絡(luò)指數(shù)預(yù)測[1]研究報(bào)告表明，全球 IP 流量在 2016 年已超到 1.2ZB，到 2021 年全球 IP 流量將達(dá)到 3.3ZB。全球 IP 流量將在 5 年從 2016 年到 2021 年復(fù)合年均增長率將達(dá)到 24%。據(jù)第 41 次《中國互告》[2]表明，截至 2017 年 12 月，中國國際出口寬帶為 7320180Mbps，%。圖 1-1 給出了 2011-2017 年我國國際出口帶寬及增長率。從互聯(lián)網(wǎng) 2017 年 12 月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá) 7.72 億，普及率達(dá)到 55.8%，超過全7%）4.1 個(gè)百分點(diǎn)，超過亞洲平均水平（46.7%）9.1 個(gè)百分點(diǎn)。我國網(wǎng)平穩(wěn)增長，互聯(lián)網(wǎng)模式不斷創(chuàng)新、線上線下服務(wù)融合加速以及公共服務(wù)，成為網(wǎng)民規(guī)模增長推動(dòng)力。圖 1-2 給出了 2007-2017 年期間我國網(wǎng)民及率。

至 2017 年 12 月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá) 7.72 億，普及率達(dá)到 55.8%，超過全球平.7%）4.1 個(gè)百分點(diǎn)，超過亞洲平均水平（46.7%）9.1 個(gè)百分點(diǎn)。我國網(wǎng)民規(guī)平穩(wěn)增長，互聯(lián)網(wǎng)模式不斷創(chuàng)新、線上線下服務(wù)融合加速以及公共服務(wù)線上，成為網(wǎng)民規(guī)模增長推動(dòng)力。圖 1-2 給出了 2007-2017 年期間我國網(wǎng)民規(guī)模及率。圖 1-1 2011-2017 年中國國際出口帶寬及增長率

絡(luò)游戲 44161 57.2% 41704 57.0% 5.9上銀行 39911 51.7% 36552 50.0% 9.2絡(luò)文學(xué) 37774 48.9% 33319 45.6% 13.4行預(yù)訂 37578 48.7% 29922 40.9% 25.6子郵件 28422 36.8% 24815 33.9% 14.5聯(lián)網(wǎng)理財(cái) 12881 16.7% 9890 13.5% 30.2上炒股 6730 8.7% 6276 8.6% 7.2微博 31601 40.9% 27143 37.1% 16.4圖查詢 49247 63.8% 46166 63.1% 6.7上訂外賣 34338 44.5% 20856 28.5% 64.6線教育 15518 20.1% 13764 18.8% 12.7的是，隨著大眾網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)的穩(wěn)步提升，對于數(shù)據(jù)保護(hù)的統(tǒng)計(jì)報(bào)告[3]，截止 2017 年 2 月，半數(shù)的在線流量均被加密。甚至已成為法律的強(qiáng)制性要求，數(shù)據(jù)加密儼然已經(jīng)成為保護(hù)不知，流量加密在無意間也給網(wǎng)絡(luò)安全帶來了新的隱患。 80%的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)流量將被加密。NSS 實(shí)驗(yàn)室預(yù)測到 2019 年[4]。Barac 預(yù)測到 2020 年，83%的流量將被加密[5]，如圖 1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 潘吳斌;程光;郭曉軍;王艷;;基于選擇性集成策略的嵌入式網(wǎng)絡(luò)流特征選擇[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2014年10期

2 趙博;郭虹;劉勤讓;鄔江興;;基于加權(quán)累積和檢驗(yàn)的加密流量盲識(shí)別算法[J];軟件學(xué)報(bào);2013年06期

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4 張宏莉;魯剛;;分類不平衡協(xié)議流的機(jī)器學(xué)習(xí)算法評(píng)估與比較[J];軟件學(xué)報(bào);2012年06期

5 楊哲;李領(lǐng)治;紀(jì)其進(jìn);朱艷琴;;基于最短劃分距離的網(wǎng)絡(luò)流量決策樹分類方法[J];通信學(xué)報(bào);2012年03期

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7 謝宏,程浩忠,牛東曉;基于信息熵的粗糙集連續(xù)屬性離散化算法[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2005年09期

本文編號(hào)：2803346