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基于工业控制模型的非参数cusum入侵检测方法

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东南大学学报（自然科学版） 2012年第A1期42卷 55-59页

作者：张云贵赵华王丽娜哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001 冶金自动化研究设计院混合流程工业自动化系统及装备技术国家重点实验室北京100071

为解决日趋严重的工业控制系统(industrial control system,ICS)信息安全问题,提出一种针对工业控制网络的非参数累积和(cumulative sum,cusum)入侵检测方法.利用ICS输入决定输出的特性,建立ICS的数学模型预测系统的输出,一旦控制系统... 详细信息

为解决日趋严重的工业控制系统(industrial control system,ICS)信息安全问题,提出一种针对工业控制网络的非参数累积和(cumulative sum,cusum)入侵检测方法.利用ICS输入决定输出的特性,建立ICS的数学模型预测系统的输出,一旦控制系统的传感器遭受攻击,实际输出信号将发生改变.在每个时刻,计算工业控制模型的预测输出与传感器测量信号的差值,形成基于时间的统计序列,采用非参数cusum算法,实现在线检测入侵并报警.仿真检测实验证明,该方法具有良好的实时性和低误报率.选择适当的非参数cusum算法参数τ和β,该入侵检测方法不但能在攻击对控制系统造成实质伤害前检测出攻击,还对监测ICS中的误操作有一定帮助.

关键词：工业控制系统网络安全异常检测非参数cusum算法

一种面向工业控制系统的改进cusum入侵检测方法

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电子技术应用 2015年第9期41卷 118-121页

作者：李绍晖刘纪伟国家计算机网络与信息安全管理中心河北分中心河北石家庄050021

针对cusum异常检测算法在入侵检测应用中存在的固定偏移常数和固定检测门限的问题,结合工业控制系统高实时性和高可用性的要求,提出一种面向工业控制系统、具有自适应特征的改进非参数cusum(D-cusum)入侵检测方法。与以往凭经验设置固... 详细信息

针对cusum异常检测算法在入侵检测应用中存在的固定偏移常数和固定检测门限的问题,结合工业控制系统高实时性和高可用性的要求,提出一种面向工业控制系统、具有自适应特征的改进非参数cusum(D-cusum)入侵检测方法。与以往凭经验设置固定值不同,算法基于概率论中著名的柯尔莫哥洛夫不等式理论重新设计了非参数cusum偏移常数β的生成方法,通过外部参数-告警控制参数动态设置cusum算法的检测门限τN,使β和τN具有自适应特性。在基于MATLAB Simulink的温度控制系统攻击仿真实验中,证明改进的非参数cusum异常检测算法能够改善检测的实时性和误报率,实现对工业控制系统的低误报率实时入侵检测。

关键词：工业控制系统入侵检测非参数cusum算法自适应检测

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基于序贯变化检测的DDoS攻击检测方法

计算机工程 2005年第9期31卷 135-137页

作者：林白李鸥刘庆卫信息工程大学通信工程系郑州450002

给出了一种有效的DDoS攻击检测方法,将DDoS攻击的检测作为序贯变化检测的一个具体实例来分析,采用序贯变化检测算法——非参数cusum算法进行检测。方法具有计算量小、检测迅速准确、适用于不同网络环境和攻击模式的优点,有一定的实用价... 详细信息

给出了一种有效的DDoS攻击检测方法,将DDoS攻击的检测作为序贯变化检测的一个具体实例来分析,采用序贯变化检测算法——非参数cusum算法进行检测。方法具有计算量小、检测迅速准确、适用于不同网络环境和攻击模式的优点,有一定的实用价值。文章最后对两种典型的攻击模式进行了实际检测,全面评估了检测算法在不同DDoS攻击场景下的性能。

关键词： DDoS攻击序贯变化检测非参数cusum算法

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基于流连接信息熵的DDoS攻击检测算法

计算机工程 2007年第16期33卷 139-141页

作者：赵继俊胡志刚张健中南大学信息科学与工程学院长沙410083

分析了分布式拒绝服务(DDoS)攻击的特点,提出了流连接信息熵的定义,并通过对流连接信息熵时间序列的分析,采用非参数cusum算法进行DDoS攻击检测。该检测方法对固定IP、端口号随机变化的DDOS攻击有比较好的检测效果。实验结果证明,该方... 详细信息

分析了分布式拒绝服务(DDoS)攻击的特点,提出了流连接信息熵的定义,并通过对流连接信息熵时间序列的分析,采用非参数cusum算法进行DDoS攻击检测。该检测方法对固定IP、端口号随机变化的DDOS攻击有比较好的检测效果。实验结果证明,该方法能够以较高的精确度及时地检测出DDoS攻击行为。

关键词：分布式拒绝服务攻击相关数据包流连接信息熵非参数cusum算法

一种复合式DDoS攻击检测和防御模型的研究

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一种复合式DDoS攻击检测和防御模型的研究

作者：母军臣河南大学

学位级别：硕士

近年来,分布式拒绝服务攻击(DDoS, Distributed Denial of Service)严重影响着Internet安全,给Internet的应用和发展带来了极大危害。目前,网络流量的自相似性、时间序列分析和IP包过滤等已经成为DDoS攻击检测和防御中重要的策略和技术... 详细信息

近年来,分布式拒绝服务攻击(DDoS, Distributed Denial of Service)严重影响着Internet安全,给Internet的应用和发展带来了极大危害。目前,网络流量的自相似性、时间序列分析和IP包过滤等已经成为DDoS攻击检测和防御中重要的策略和技术。但是,当这些策略和技术单独使用时,DDoS攻击检测和防御效果并不十分理想。原因在于,网络流量的自相似性和时间序列分析仅能检测DDoS攻击,检测结果有延迟、误报和漏报现象,即使检测到DDoS攻击也不能防御。虽然IP包过滤技术能较好防御DDoS攻击,但该技术中使用的数据量非常大,查询和更新数据需要占用大量系统资源(如CPU和内存等),增加了系统开销,且仅使用IP包过滤技术无法检测DDoS攻击。首先,论文以网络流量、TCP/IP协议为依据对DDoS攻击进行了分类,并对两种分类方法中的DDoS攻击类型做了简单的分析。此外,还分析了以网络流量为分类依据的各DDoS攻击类型的检测和防御策略,并对这些策略进行了比较。然后,论文结合时间序列分析和IP包过滤技术的优点,并对这两种技术进行了改进,提出一种复合式的DDoS攻击检测和防御模型。模型中的检测模块以时间序列分析为基础,定义了一个时间序列PDD(Port to Port Data Density),用非参数检验法检验时间序列PDD的平稳性特征。根据检验结果,论文使用在线分析能力较强、计算量较小的非平稳时间序列AAR模型处理时间序列PDD。非参数cusum算法使用AAR模型处理后的时间序列检测DDoS攻击,针对检测结果中可能出现的误报和漏报,论文提出了一种检测修正算法,修正非参数cusum算法的检测结果。模型中的防御模块以改进后的动态IP包过滤技术为基础防御DDoS攻击,论文所使用的动态IP包过滤技术,在一定程度上解决了数据量大、查询和更新数据占用系统资源较多等缺点。为了辅助动态IP包过滤技术防御DDoS攻击,防御模块中加入了DDoS攻击(或网络拥塞)预检技术。此外,网络噪声对检测结果会造成一定的影响,因此模型中引入了小波滤波技术,滤去部分网络噪声。最后,论文在Linux环境下,以NS2网络模拟器为测试平台,测试了模型中部分模块的功能,并对测试结果进行了分析。

关键词：分布式拒绝服务攻击时间序列分析非参数cusum算法动态IP包过滤

基于网络连接特征的DDoS检测系统的研究与实现

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基于网络连接特征的DDoS检测系统的研究与实现

作者：李海龙南京航空航天大学

学位级别：硕士

分布式拒绝服务(Distributed Denial of Service,DDoS)是由拒绝服务(Denial of Service,DoS)发展而来的一种攻击手段,通过耗尽网络和服务资源的方式,达到阻碍正常用户使用服务的目的。DDoS攻击具有突发流量大、攻击强度高、持续时间短... 详细信息

分布式拒绝服务(Distributed Denial of Service,DDoS)是由拒绝服务(Denial of Service,DoS)发展而来的一种攻击手段,通过耗尽网络和服务资源的方式,达到阻碍正常用户使用服务的目的。DDoS攻击具有突发流量大、攻击强度高、持续时间短等特点,这些特点要求检测方法能快速有效地检测出攻击,然而传统的入侵检测技术面对DDoS攻击显得无能为力。本文旨在寻求一种快速、高效的检测方法,以最大限度保护网络和服务器安全。首先,本文从网络传输数据包的角度出发,分析网络在遭受DDoS攻击时数据包与网络连接之间的关系。当发生DDoS攻击时,被攻击网络中存在大量与服务器无法建立正常通信的数据包——单边连接包,单边连接密度能直观地体现当前网络中单边连接包的量。论文采用更新丢弃法计算单边连接密度,提高了计算实时性,为降低检测时间奠定了基础。其次,采用非参数cusum算法提高检测准确性,同时改进了用于产生负均值序列的偏移参数设置方法,使该参数能随着单边连接密度序列均值的变化而自动设置,增强了非参数cusum算法的自适应性。在报警响应部分中,一是引入报警可信度评估,实时地评估报警可信度以供管理员参考;二是增加报警监控,根据原始单边连接密度序列值的变化决定何时解除报警,实现了减少报警资源,反馈攻击抑制的效果。最后,设计了检测系统构架,详细分析了各个模块的功能和实现技术。在Linux环境下实现该检测系统,并用实验数据验证了检测特征和检测算法的有效性,达到了实时在线检测的目标。

关键词：分布式拒绝服务入侵检测技术单边连接非参数cusum算法报警可信度评估

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工业控制系统异常检测算法研究

工业控制系统异常检测算法研究

作者：赵华冶金自动化研究设计院

学位级别：硕士

工业控制系统(Industrial Control Systems,ICS)被广泛应用在国家关键基础设施中,是石化、冶金、交通等运行的重要环节。但是随着计算机技术与ICS的深度融合,使得原本相对孤立封闭的工业控制系统变得开放,面临日趋严重的信息安全问题。... 详细信息

工业控制系统(Industrial Control Systems,ICS)被广泛应用在国家关键基础设施中,是石化、冶金、交通等运行的重要环节。但是随着计算机技术与ICS的深度融合,使得原本相对孤立封闭的工业控制系统变得开放,面临日趋严重的信息安全问题。针对此问题,人们一直在寻求解决ICS信息安全问题的方法和技术,以确保关键基础设施安全运行。近几年,国内外的一些学者均提出应用入侵检测技术检测针对ICS的攻击。在阅读大量国内外参考文献的基础上,本文对ICS信息安全现状和入侵检测系统进行了归纳总结,并对异常检测技术及算法进行了概括介绍。针对以往一些检测方法在ICS网络安全防护应用中存在的缺点,从工业控制系统的特点出发,本文提出一种基于被控对象模型的非参数cusum异常检测方法。利用ICS输入决定输出的特性,建立ICS的数学模型预测系统的输出,一旦控制系统的传感器遭受攻击,实际输出信号将发生改变。计算工业控制模型的预测输出与传感器测量信号的差值,形成基于时间的统计序列,采用改进的非参数cusum算法,实现入侵检测并报警。仿真检测实验证明,该方法具有良好的实时性和低误报率。还对监测ICS中的误操作有一定帮助。

关键词：工业控制系统信息安全异常检测非参数cusum算法

基于IXP1200的DDOS攻击防御系统设计与实现

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电气电子教学学报 2010年第B10期32卷 206-208,222页

作者：刘明张少波党力明解放军信息工程大学理学院河南郑州450001

随着互联网的推广，网络安全问题日益严重。本文介绍了如何设计并实现一个高效、高处理速度的专用DDoS攻击防御系统。文章选用IXP1200网络处理器开发板作为DDoS攻击防御系统的开发平台，给出了基于高效检测算法的防御系统实现方案，给... 详细信息

随着互联网的推广，网络安全问题日益严重。本文介绍了如何设计并实现一个高效、高处理速度的专用DDoS攻击防御系统。文章选用IXP1200网络处理器开发板作为DDoS攻击防御系统的开发平台，给出了基于高效检测算法的防御系统实现方案，给出了防御系统数据平面软件的设计、开发和调试，并完成了系统联调以及性能测试。

关键词：分布式拒绝服务攻击防御系统变化检测非参数cusum算法网络处理器

基于IXP1200的DDoS攻击防御系统设计与实现

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