基于快速序列匹配的光子防火墙技术研究

作     者：郭俊峰 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄善国

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0839[工学-网络空间安全] 

主      题：半导体光放大器 全光逻辑门 序列匹配 光子防火墙 

摘      要：随着技术的不断成熟,涌现了多种能够威胁光网络的攻击手段,光网络的安全问题日益突出。光子防火墙通过直接在光层对光信号进行安全检测,无需进行复杂的光-电-光转换,大大减小了时延和能耗,能够有效地保护光网络安全。而序列匹配技术作为光子防火墙的关键技术,很大程度上决定了光子防火墙的处理效率。因此,本文将围绕“如何提高光子防火墙中序列匹配系统的匹配效率这一关键问题进行研究,做的研究工作及创新点主要包括以下三个方面:第一,仿真实现了基于推挽式SOA-MZI的序列匹配系统,系统仅利用异或门、与门和再生器三个模块就实现了在任意位数数据序列中对任意位数目标模式的匹配,并成功地在速率为10Gb/s和40Gb/s的128位数据序列中匹配了最多达32位的目标序列。第二,考虑到基于推挽式SOA-MZI的序列匹配系统在处理较长的连续光信号时的不足,提出了一种实时切割的序列匹配系统。在进行循环匹配时,由于数据序列中目标序列位置的逐渐明确,系统会实时地对数据序列进行裁剪,数据序列和目标序列长度会随之减小,从而提高匹配效率。第三,提出了一种并行处理的序列匹配系统,该系统无需循环匹配,仅利用异或门进行了一次异或操作,并采用并行相与的匹配模式,有效地减少了匹配的时间。此外,本文仿真实现了该系统,并成功地在速率为10Gb/s和40Gb/s的128位数据序列中匹配了最多8位目标序列。