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网络流量分析研究中的应用层协议分析的设计与实现

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网络流量分析研究中的应用层协议分析的设计与实现

作者：胡文伯北京邮电大学

学位级别：硕士

随着互联网的高速发展,各种新的网络应用不断涌现,网络带宽的需求不断增加。P2P技术为核心的多种应用占用大量网络带宽,网络拥挤不堪,用户希望了解流量构成,识别网络中各种流量。当前,许多应用或协议使用不确定端口、非标准端口和共享... 详细信息

随着互联网的高速发展,各种新的网络应用不断涌现,网络带宽的需求不断增加。P2P技术为核心的多种应用占用大量网络带宽,网络拥挤不堪,用户希望了解流量构成,识别网络中各种流量。当前,许多应用或协议使用不确定端口、非标准端口和共享端口等,这样网络流量已不能简单地通过查看端口信息来识别了。基于以上原因,需要我们去研究IP网络环境下的流量分析技术。本论文主要论述了IP网络流量分析技术,前两章介绍了论文的研究内容,网络测量的基本概念、分类、意义。第三章中讨论了当前常用的包捕获过滤机制,重点讨论了BPF机制,对包捕获架构的工作原理进行了详细的介绍,分析不同的包捕获机制在结构及功能上的相似及不同之处,指出了各自在捕获性能上的优缺点,还讨论了基于BPF捕获机制的Libpcap函数库。第四章讨论了数据包协议分析的方法,介绍了非应用层协议分析的方法。第五章着重讨论了应用层协议分析的设计与实现,并阐述了测试环境以及测试结果,其中详细介绍了应用层协议分析的思路,重点对应用层分析使用的模式匹配这个核心思想以及采用的模式文件定义做了介绍。最后在第六章中总结了IP网络流量分析的实现技术特点,并对进一步改进提出了展望。

关键词：网络流量分析网络数据捕获应用层协议分析模式匹配

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网络流量分析系统的设计与实现

网络流量分析系统的设计与实现

作者：杨泷吉林大学

学位级别：硕士

随着现代生活中网络的发展,人们在日常生活中越来越离不开网络,网络的安全性也开始变得越来越重要。如何发现网络系统中存在的安全隐患便是一个值得研究的问题。目前广泛运用和比较成熟的网络安全技术主要有:防火墙技术、加密技术、入... 详细信息

随着现代生活中网络的发展,人们在日常生活中越来越离不开网络,网络的安全性也开始变得越来越重要。如何发现网络系统中存在的安全隐患便是一个值得研究的问题。目前广泛运用和比较成熟的网络安全技术主要有:防火墙技术、加密技术、入侵检测技术、防病毒技术、PKI技术等。本文主要讨论和涉及的为其中的入侵检测技术。常见的入侵检测技术的应用即为IDS,作为成熟的产品,其使用的技术、稳定性、可靠性等均已经达到了一个十分优秀的程度。IDS既有硬件产品也有软件产品,国内外多家厂商均推出了自己的产品,但在笔者实际工作过程中,由于各种现实条件的限制,需自行设计一款流量分析软件来检测网络系统中可能存在的安全隐患。在实际的安全检测工作中,由于不能改变对方的网络拓扑环境,故需要在网络中通过交换机镜像等方式旁路获取网络系统中的流量数据。但由于该流量数据中包含了流经整个网络节点的所有数据,其中必然存在着大量的低价值数据,如网络中常见的视频流和音频流数据。此类数据在判断网络系统中存在的安全问题时价值很低,连同其他的低价值数据占据了网络系统中的大量流量,对网络系统分析过程造成了不可忽略的干扰。故在过去,在工作中得到的流量数据仅能够作为存档的历史证据保存,不能为分析对方的网络系统提供有价值的信息。如何从如此大量的信息中提取对工作有用的信息便是本程序的出发点。本文首先阐述了自主编写软件的必要性,详细讲述了在软件编写前便有的前期条件,在列举了实际工作中遇到的各项限制条件和要求后,设计并实现了一款专用软件。该软件结合入侵检测的技术,通过使用入侵检测技术中的两大分类:误用检测技术和异常检测技术来分析已有的网络流量数据。基于对已有的标准PCAP格式文件进行分析,提取其中的有效数据并加以整理,能够有效的提高目前的工作效率。文章通过对现有的需求进行分析,考虑工作中的实际环境,设计了三大功能模块:数据处理模块、处理分析结果模块和定制分析模板模块,实现了对标准PCAP格式文件的解析并提取有效信息。软件对PCAP文件中含有的日常工作常见的几种网络协议进行了统计和分析,并能按照一定的格式输出分析结果,为网络流量数据中是否存在危险行为提供了依据,也为再次利用过去留下的网络流量数据提供了可行性,为笔者的工作带来了便利,有效的提升了工作效率。

关键词：入侵检测 PCAP 网络流量分析

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网络流量分析关键技术研究与系统实现

网络流量分析关键技术研究与系统实现

作者：张潇晓国防科学技术大学

学位级别：硕士

网络流量分析是当前网络安全领域一个主要研究方向。通过对网络流量统计采样分析，特别是网络流量中的协议分布、地址分布、流量分布、主机安全状况等，从而得出网络运行状况的客观分析结果。随着网络速度的不断增长及网络应用的不断... 详细信息

网络流量分析是当前网络安全领域一个主要研究方向。通过对网络流量统计采样分析，特别是网络流量中的协议分布、地址分布、流量分布、主机安全状况等，从而得出网络运行状况的客观分析结果。随着网络速度的不断增长及网络应用的不断增多，网络监管的难度大大增加。本文研究实现一种适合高速网络环境下，对网络运行状况进行实时监测分析的系统NTAS(网络流量分析系统)。NTAS网络流量分析系统底层采用基于PFING网络报文捕获技术，在高速网络环境下对网络数据报文进行线速捕获，上层基于多核多线技术的基础上对采集的网络流量进行网络会话管理和协议识别。NTAS相关性能测试数据表明，NTAS网络流量分析系统具备高速网络环境下的实时分析处理的能力，有效地解决了同类系统存在的性能和协议识别率不高的问题。本文取得的主要成果与贡献概括如下： 1.融合多核CPU与PFING的网络报文捕获技术。当前网络报文捕获技术主要采用基于操作系统提供的报文捕获技术和基于硬件FPGA网络报文捕获技术，前者在报文捕获能力上已无法满足目前高速网络环境下的需求，后者在应用上受限于特定硬件设备。鉴于上述两者的不足，本文融合多核CPU与PFING技术，对网络报文进行捕获，既可以不依赖于特定硬件设备，且在报文捕获性能上，优于操作系统提供的报文捕获技术。 2. NTAS网络流量分析系统设计与实现。本文设计并实现了NTAS网络流量分析系统，并针对网络流量的特点，采用基于正则表达式匹配技术和构造Hash提高系统的整体性能。基于正则表示匹配技术能有效提升协议识别的准确度，提供更为确切的网络状态报告。通过对网络会话构造Hash表，能有效管理大量的网络会话，使系统适应高速的网络环境。 3.高效管理大规模网络会话。网络会话管理主要用于对捕获到的网络报文进行网络会话管理，分为网络会话创建和网络会话清除。会话的清除主要完成对长时间未被再次激活的会话进行清除。在高速网络环境下，网络会话数量巨大，对系统的处理能力提出挑战，实验表明，NTAS可以有效管理大规模网络会话。 4.基于多核的报文并行处理技术。网络报文处理上，传统的单核串行模式已无法满足高速网络环境下对网络流量的分析和处理。本分充分发挥当前多核平台普及的趋势，开发利用了多核并行处理优势，从而极大提升了网络报文处理能力。 5.轻量级网络流量监测WEB服务。轻量级网络流量监测WEB服务具有系统资源开销小、易于扩展、人机界面友好、操作简洁、易于部署、不依赖平台等优点。

关键词：网络安全深度报文检测网络会话管理网络流量分析

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基于sFlow的分布式网络流量分析系统

吉林大学学报（理学版） 2015年第5期53卷 987-991页

作者：郭峰赫刘淑芬吉林大学计算机科学与技术学院长春130012

设计一种分布式流量分析系统,该系统利用分布式计算方法处理大量的sFlow采集信息,避免了传统sFlow收集器在处理大量数据时成为系统瓶颈的问题.

关键词： sFlow技术网络流量分析 Hadoop 分布式系统

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分形理论在网络流量分析中的应用综述

计算机工程 2004年第23期30卷 17-18,66页

作者：杨新宇曾明赵瑞吴航西安交通大学计算机科学与技术系西安710049

从自相似(单分形)和多重分形两个方面讨论了网络流量的相关分析内容,并对长相关、尺度行为等重要概念进行了说明,目的在于对流量分析中的分形理论作整体介绍。

关键词：网络流量分析自相似多重分形长相关分形理论尺度对流整体

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基于网络流量分析的未知恶意软件检测

济南大学学报（自然科学版） 2019年第6期33卷 500-505页

作者：李浩马坤陈贞翔赵川济南大学信息科学与工程学院

为了有效检测移动端的未知恶意软件,提出一种基于机器学习算法,并结合提取的具有鲁棒性的网络流量统计特征,训练出具有未知移动恶意网络流量识别能力的检测模型;该模型主要包括Android恶意软件样本数据预处理、网络流量数据自动采集以... 详细信息

为了有效检测移动端的未知恶意软件,提出一种基于机器学习算法,并结合提取的具有鲁棒性的网络流量统计特征,训练出具有未知移动恶意网络流量识别能力的检测模型;该模型主要包括Android恶意软件样本数据预处理、网络流量数据自动采集以及机器学习检测模型训练;通过对不同时间节点的零日恶意软件检测的实验,验证模型的有效性。结果表明,所提出的方法对未知恶意样本的检测精度可以超过90%,并且F度量值为80%。

关键词：未知恶意软件机器学习网络流量分析

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浅谈基于PCA的网络流量分析

微计算机信息 2006年第2X期22卷 94-95,243页

作者：王敏李纯喜陈常嘉北京交通大学通信工程实验室北京100044

网络流量的特性分析一直是通信网络性能分析的一个极其重要的问题。本文主要采用主成分分析(PCA)的方法对采样到的网络流量数据进行分析,发现这些流量数据呈现低维特性,仿真结果证明该方法可行。

关键词： PCA 网络流量分析

基于网络流量分析的工控现场总线安全检测技术

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基于网络流量分析的工控现场总线安全检测技术

作者：李声刚沈阳理工大学

学位级别：硕士

随着信息化时代的到来,以数字化、智能化、网络化为核心特征的工业控制系统正日益成为工业发展和变革的基石和核心。作为工业控制系统中重要组成部分的现场总线也受到了新的挑战,为适应潮流的发展现场总线演变出了融合以太网的版本。这... 详细信息

随着信息化时代的到来,以数字化、智能化、网络化为核心特征的工业控制系统正日益成为工业发展和变革的基石和核心。作为工业控制系统中重要组成部分的现场总线也受到了新的挑战,为适应潮流的发展现场总线演变出了融合以太网的版本。这也导致原本稳定、相对封闭的工业控制系统越来越开放,工控现场总线网络逐渐暴露在互联网的安全威胁下,使得面临的安全形势更加严峻。本文针对工控现场总线安全问题,提出了一种基于网络流量分析的工控现场总线安全检测技术。本文首先通过对工控现场总线的分析,研究总结现场总线的脆弱性以及典型攻击。然后,对采集到的工业控制系统现场总线网络数据进行预处理,提出了基于改进信息增益比特征降维方法,对工控现场总线网络数据进行特征降维处理,选出进行安全检测的最佳特征子集。该方法充分到考虑特征相关性和冗余性,既改进了单一信息增益和信息增益比进行特征降维的偏向性,也提高了检测技术的时间复杂度。其次,提出基于最大熵模型的工控现场总线安全检测算法,根据对攻击特性的分析从而优化算法中的特征函数,缩短了检测时间。为了加快模型的学习效率,本文采用改进尺度迭代法来更新参数值。最后,利用标准工控入侵检测数据集对本文方法进行实验验证。通过实验结果表明,本文所提出的基于改进增益比特征降维和基于最大熵模型异常检测(IGR-MEM)方案针对CMRI、RECO攻击的检测率能接近100%。此外,通过与其他算法对比实验,验证了本文的IGR-MEM方案能提高工控现场总线安全检测的检测率,保证了工控现场总线网络的安全运行。

关键词：工业控制系统现场总线网络流量分析特征降维异常检测

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流数据挖掘在网络流量分析中的应用研究

流数据挖掘在网络流量分析中的应用研究

作者：赖军重庆大学

学位级别：硕士

随着互联网的快速发展,基于网络的各类应用越来越丰富,企业纷纷通过网络来拓展自身的业务范围。不断涌现的新型网络应用对网络带宽提出更多需求,网络性能备受关注。为了缓解网络资源与服务质量之间的矛盾,通过对网络流量进行深入分析,... 详细信息

随着互联网的快速发展,基于网络的各类应用越来越丰富,企业纷纷通过网络来拓展自身的业务范围。不断涌现的新型网络应用对网络带宽提出更多需求,网络性能备受关注。为了缓解网络资源与服务质量之间的矛盾,通过对网络流量进行深入分析,进而合理分配有限的网络资源成为当前研究的热门问题。传统的网络流量分析主要采用了数理统计方法,不能适应当今网络各种复杂应用的情况。为此,本论文结合网络流数据的特点,将流数据挖掘理论引入到网络流量分析当中。繁杂的网络流数据往往是各种网络应用在使用过程中的一种融合过程,从中发掘出各种应用的联系,找到频繁出现的各种网络流量就能直观地掌握网络的运行状况,从而为网络管理和资源分配提供依据。本文主要完成了如下工作: （1）研究网络流量的形成模式及其特点,讨论典型网络流的区别和分类方法。分析目前网络流量分析方法的主要特点,重点讨论流数据挖掘理论在网络流量分析中应用的可行性。（2）分析多种频繁项集挖掘算法以及多层次关联规则挖掘技术,针对传统算法在时间和空间复杂度过大不适合流数据挖掘的不足,融合滑动窗口与衰减窗口两者的优点,提出一种基于字典顺序前缀树LOP-Tree的频繁项集挖掘算法STFWFI,有效降低了频繁项集挖掘的时间和空间复杂度。提出一种基于统计分布的节点权值计算方法SDNW,提高了网络流节点的估值精度。基于以上频繁项集的挖掘结果,采用多层次关联规则的挖掘方法对网络流量应用的关联规则和网络流量负载的相关性进行分析。（3）在Windows平台下利用网络开发包Winpcap进行网络流数据的采集处理。基于数据挖掘开源平台Weka上实现分析模型中核心挖掘算法,并完成原型系统。通过挖掘频繁的网络流,生成符合分析目标的多层次关联规则,计算各类网络流之间的负载相关性系数,从而验证论文理论方法的有效性。

关键词：网络流量分析流数据挖掘关联规则多层次模型