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局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究

文檔作者：褚盈		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月10日
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華中科技大學(xué)
碩士學(xué)位論文
局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究
姓名：褚盈
申請學(xué)位級別：碩士
專業(yè)：控制工程
指導(dǎo)教師：關(guān)治洪
20050508
華中科技大’學(xué)碩士學(xué)位論文
摘要
近年來，Intemet應(yīng)用迅速普及，很多企事業(yè)單位都已建成企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，并且通過數(shù)
掘?qū)＞€或電話線接入Intemet，以獲取工作所需的商業(yè)、經(jīng)濟(jì)信息和技術(shù)資料。企業(yè)內(nèi)部
網(wǎng)接入Internet方式一般是利用少量的(動態(tài)或靜態(tài))IP，通過代理服務(wù)器或防火墻，來
實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)上的每個用戶、每臺計(jì)算機(jī)在被授權(quán)后上網(wǎng)。從企業(yè)管理的角度來看，Intemet
既給同常I：作帶來了方便，同時也給現(xiàn)代企業(yè)管理帶來了新的難題：作為企業(yè)管理者，
主要關(guān)心的問題有兩個，一方面要求自己網(wǎng)絡(luò)的安全，主要是保證業(yè)務(wù)流的暢通，免遭
對手和不懷好意者的攻擊；另一方面是對上嘲內(nèi)容的控制，希望既能滿足n常工作的上
網(wǎng)需要，又能塒與工作無關(guān)的上網(wǎng)進(jìn)行時間控制、信息內(nèi)容控制及信息流量的控制，以
保證有限的網(wǎng)絡(luò)資源用往工作中，還要保證本網(wǎng)用戶在網(wǎng)L不做違法、違規(guī)的事情。針
對上述狀況，奉文研究_『局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)。包括系統(tǒng)的分析，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，
開發(fā)和各組成部分的設(shè)計(jì)等問題。在以下方面取得了一些成果。
分析和設(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主要功能。討論了系統(tǒng)形成的研究方法和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)
容。該系統(tǒng)主要由主機(jī)傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器和控制臺組成，該系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)采用了面
向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。
研究了{(lán)機(jī)傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器和控制臺的模塊的開發(fā)，以及它們的關(guān)鍵技術(shù)。在
”發(fā)巾根據(jù)功能需求，發(fā)計(jì)了系統(tǒng)的構(gòu)成模塊，這些模塊有它們各自的功能和應(yīng)用環(huán)境。
給出了主機(jī)傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器和控制臺的各組成部分的設(shè)計(jì)方法，并分析了系統(tǒng)
相應(yīng)的特性，其中網(wǎng)絡(luò)傳感器是根掘了檢測匹配方法的改進(jìn)來檢查和分析來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)
據(jù)包：而主機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)來源不像網(wǎng)絡(luò)傳感器的數(shù)據(jù)來源那樣單一，它可以在系統(tǒng)所
能夠訪問的有必要的所有地方獲得數(shù)據(jù)來分析。
關(guān)鍵詞：局域網(wǎng)安倉監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫面向?qū)ο筇叫崞?
華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文
Abstract
In recent years，me application of Imemet has been popularizing rapidIy，a lot of
enterprises and institutions haVe all already built L啦a intemal network inside enterp“ses，
and connect Internet throu曲the damm specialline or thc telephone wire in order to get the
necessa。y commerce，economic infonnation and tecllnjcal materials for need of working．
The way that intemal network co肌ect Intemet usually utilizes a small amount of(dynamic
or static)IP and thmu曲the agent server or the nre wall，to realize each user and each
computer in thc LAN access the Intemet aner being authorizcd．From lhe point of
enterpriSe adI】1injs廿ation，InteHlet has aJready brou曲t convenjence for the daj】y work，
while it has brought the new di雎cult problem lo modem business administr“on at the
samc tjme：As enterprise’s administrator’there are majnl)，tw()questions should be
conccrned，on one hand require the security of one’s own network，mainly guarantee the
n()wing jn business nuent，exempt療om the attacks of riVals and persons who haVe eVil
intentions On me omer hand comrol the content to surfing the Net，hope to not only meet
the needing of daily work，but also controI the Net sur士’ng timc，infoHnation contenl and
now of information that have noming to do、Ⅳith working，controlling and having nothing
to do with the work．so as to ensure limited net、vork resources arc used at work and
guarantee the users ofthis net do not do things that breaking the law or in viol ation ofmles
and regulations on the nct．In a word，it is already extremely urgent lo surf the Net and
carry on contr01ling and managemen¨o thc enterprise．In recent years，the security system
based on network monitorjng and detecting was dcveloping quickl y，because jt is a new and
importanl deVcloping focus following the security products such as the nre、Ⅷ1l A 10t of
nctworks of imponant Organization in American haVe installed the network monitoring
system or the safe monitoring system in LAN，in order to deal with the attacks of various
kinds of network hackers who grow in intensity and computer crime
To the situation of the aboVe，we have studied the safe monitoring system ofthe LAN．
This thesis has explained the designs of the structure and f缸ction，deVeloping and eVery
componem ofthis systcm．nlejob ofthis text is as follows：
II
華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文
The systematic stmcture，main fhction lhat l has been desiglled，The coments of
research approach and database 8ystem that the discussion system forms．This system is
made up of host computer sensor，network sensor and control cabinet mainly，the design
program of and this system has adopted the dcsign method of pmcedure facing ta昭et，
Have introduced the deVelopment of host computer sensor，network sensor and
module of thc control cabinet，and their key technology．According to the f吼ction demand
in developing，they arc made up of so耐e module，each module has lheir one’s oWn
fhnctions and uses the e11vironmem．
Provide host computer sensor，net、vork sensor and control cabinet every component
design method．The network sensor，according to measuring and matching chaIlging to
check to analyse the data丘om net、vork are chanered of the method；The data source of the
host computer sensor is not as single as data source of me network sensor，aJl necessaIy
places where it can visit in the system got the data to analyse．
Key words： Lan security monitor The database 0rient object
Detecting and smelling deVice Sni行eL
III
獨(dú)創(chuàng)性聲明
本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的
研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個
人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個人和集體，
均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。
學(xué)位論文作者簽名：幸疆
日期：抽Dr年S月比日
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書
本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有
權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和
借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)
庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。
保密口， 在——年解密后適用本授權(quán)書。
本論文屬于，
不保密囪。
(請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”)
學(xué)位論文作者簽名：幸趁
日期：x。j年}月f6日
指導(dǎo)教師簽名：乏2
日期：卜年胡，／曰
矽。I忑}b
華中科技大。學(xué)碩士學(xué)位論文
1．1國內(nèi)外現(xiàn)狀
l緒論
在信息安全的發(fā)展史上有一個里程碑，這就是1985年美同國防部(DoD)國家
計(jì)算機(jī)安全中心(Ncsc)發(fā)布的可信計(jì)算機(jī)安全評估準(zhǔn)則(TcsEc)Il|o這個準(zhǔn)則
的發(fā)布對操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等方面的安全發(fā)展起到了很大的推動作用。但是隨著網(wǎng)絡(luò)
的深入發(fā)展，這個標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能完全適應(yīng)當(dāng)前的技術(shù)需要，因?yàn)檫@個主要基于Host
Teminal環(huán)境的靜態(tài)安全模型和標(biāo)準(zhǔn)無法完全反應(yīng)分布式、動態(tài)變化、發(fā)展迅速的
Intemet安全問題【2]。傳統(tǒng)的信息安全技術(shù)都集中在系統(tǒng)自身的加固和防護(hù)上。然而，
單純的防護(hù)技術(shù)有許多方面的問題：首先，單純的防護(hù)技術(shù)容易導(dǎo)致系統(tǒng)的盲同建設(shè)，
然而，單純的防護(hù)技術(shù)有許多方而的問題：首先，單純的防護(hù)技術(shù)容易導(dǎo)致系統(tǒng)的盲
目建設(shè)，其次，防火墻策略對于防范黑客有其明顯的局限性Ijj。針對日益嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)
安全問題和越來越突出的安全需求，“可適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)安全模型”和“動態(tài)安全模型”應(yīng)運(yùn)而
?！?1。
幽1一l P2DR模理示意圖
P2DR模型包含4個主要部分：
Policy(安全策略)
Protection(防護(hù))
Detection(檢測)
華中科技天學(xué)碩士學(xué)位論文
Response(響應(yīng))
P2DR模型是在整體的安全策略(Policy)的控制和指導(dǎo)下，在綜合運(yùn)用防護(hù)工具
(Protection，如防火墻、操作系統(tǒng)身份認(rèn)證、加密等手段)的同時，利用檢測工具
(Detection，如漏洞評估、入侵檢測等系統(tǒng))了解和評估系統(tǒng)的安全狀態(tài)，通過適當(dāng)
的響應(yīng)(Response)將系統(tǒng)調(diào)整到“最安全”和“風(fēng)險(xiǎn)最低”的狀態(tài)。防護(hù)、榆測和響應(yīng)
組成了一個完整的、動態(tài)的安全循環(huán)15J。
隨著我圈信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普及應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)和社會
生活的各個領(lǐng)域和部門，成為國家事務(wù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、幽防建設(shè)、尖端科學(xué)技術(shù)等蘑要
領(lǐng)域管理中必不H，少的]：具和手段[6l。當(dāng)前，我國計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的建設(shè)和使用正在
逐步封閉要開放，由靜態(tài)向動態(tài)，由單一系統(tǒng)向系統(tǒng)互聯(lián)等方面轉(zhuǎn)變，從而對信息系
統(tǒng)的安全保護(hù)工作提出了前所未有的強(qiáng)烈需求。近幾年來，中央領(lǐng)導(dǎo)『司志對計(jì)算機(jī)信
息系統(tǒng)安全管理非常關(guān)注，多次指示公安部門同有關(guān)部門制定有效措施，切實(shí)加強(qiáng)管
理，提高我國計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)水平，以確保社會政治穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的順利
進(jìn){J：。公安部據(jù)此出臺了《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全專用產(chǎn)品檢測和銷售許可證管理辦
法》、《計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)國際聯(lián)網(wǎng)安全保護(hù)管理辦法》等‘系列的法律、法規(guī)。為信息
安全產(chǎn)品的開發(fā)提供了依據(jù)H J。
盡管網(wǎng)絡(luò)安全的重要性己得到公認(rèn)，但根據(jù)資訊周刊(Infomation week)的全球安
全調(diào)查報(bào)告指出，2003年全球各地企業(yè)由于安全入侵、病毒感染等原因產(chǎn)生的修復(fù)或
營運(yùn)停擺，已造成$1．6兆美元的利潤損失，但是同一份調(diào)查指出，儀有38％的企業(yè)相
信其安全性政策相當(dāng)符合其營運(yùn)目標(biāo)的需求。也就是說，另外有將近2／3的企業(yè)正處
于眾多安全性入侵的威脅下。網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)仍處于薄弱狀態(tài)：百分之九十的網(wǎng)絡(luò)攻擊
沒有被檢測到，而檢測到的網(wǎng)絡(luò)攻擊也只有百分之1+五被報(bào)告”J。
2003年，中國電子商務(wù)網(wǎng)公布了其對近300家企業(yè)所做的網(wǎng)絡(luò)安全問題抽樣調(diào)查
結(jié)果。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，目前企業(yè)存在的主要安全隱患是，“信息被篡改”占44％，“信
息失竊”占40％，“被病毒破壞”占40％，“被惡意攻擊”占32％，“每種情況都有”
占4％；企!ik采取的手要信息安全措施有，72％的采用“防火墻”，48％的采用“防病
毒軟件”，采用“安全網(wǎng)關(guān)”的占20％．采用“信息加密”的占8％，采用其他措施的
為O％；針對網(wǎng)絡(luò)安全問題，60％的企業(yè)表示“愿意”花時間、精力和財(cái)力來解決安
全隱患，而且44％的表示“極力支持”，只有4％的表示不愿意。從調(diào)魚顯示的結(jié)果看，
很多企業(yè)己經(jīng)開始重視網(wǎng)絡(luò)安全。為了加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全，各個專門從事網(wǎng)絡(luò)安全研究的
華中科技大’學(xué)碩士學(xué)位論文
企業(yè)紛紛獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，推出自己的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品與完整的解決方案pJ。
局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控局域網(wǎng)內(nèi)部所有用戶的活動、監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)通信，捕捉
可疑的數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上存在的安全問題及進(jìn)行的各種攻擊，進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)和報(bào)警，
并提供詳盡的分析審計(jì)報(bào)告。作為一種積極主動的安全防護(hù)技術(shù)，提供了對內(nèi)部活動、
外部攻擊和誤操作的實(shí)時檢測，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到危害之前攔截和響應(yīng)。從網(wǎng)絡(luò)安全立
體縱深、多層次防御的角度出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)易接近應(yīng)受到人們的高度重視¨?。
1．2信息安全的重要性
在開放式的信息環(huán)境中，傳統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)需求的發(fā)展，而安全風(fēng)險(xiǎn)卻遠(yuǎn)
遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。特別是國際互聯(lián)網(wǎng)所具有跨因界性、無主管性、不設(shè)防性和缺
乏法律約束性，使其帶來巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。信息犯罪和信息安全防范已成為信息領(lǐng)域
的前沿課題?J。
美國在2003年2月14日公布的《確保網(wǎng)絡(luò)空問安全的國家戰(zhàn)略》中就曾提到，
1988年，美國康奈爾大學(xué)計(jì)算機(jī)系研究生羅伯特·莫里斯制造出震驚世界的“莫里斯
蠕蟲病毒”事件，造成全球6000多所大學(xué)和軍事機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)受到感染而癱瘓，而
美國遭受的損失最為慘重【18】。美國政府2001年公布的評估報(bào)告顯示，在2000年，黑
客至少軟得了美國的155個政府和18家民間機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的完全控制權(quán)：美國商
務(wù)部對下屬部門的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)測后，發(fā)現(xiàn)存在5000多個安全漏涮，在被
監(jiān)測的1200多臺工作站和主機(jī)中，有30％被劃歸“極度危險(xiǎn)”類|】“。針對網(wǎng)絡(luò)安全
方面的這些嚴(yán)重事故或隱患，美國前總統(tǒng)克林頓憂心忡忡地指出，“這個充滿希望的
時代也充斥著危險(xiǎn)。所有受計(jì)算機(jī)驅(qū)動的系統(tǒng)都容易遭到入侵和破壞。重要經(jīng)濟(jì)部門
或者政府機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)一旦受到合力攻擊，就會產(chǎn)生災(zāi)難性的后果”【l”。這是一個信
號，它警示我們要對網(wǎng)絡(luò)突發(fā)和不測事件有充分的思想和技術(shù)準(zhǔn)備，同時也有力的說
明，信息安全是事關(guān)國家安全的重要問題。信息安全的保障能力是21世紀(jì)綜合圍力、
經(jīng)濟(jì)競爭實(shí)力和生存發(fā)展能力的重要組成部分。據(jù)美國聯(lián)邦調(diào)查局估計(jì)，幾乎每天都
要發(fā)生計(jì)算機(jī)入侵事件。由網(wǎng)絡(luò)犯罪造成的美國公司的損失，每年高達(dá)75億美圓。
目前從與黑客有關(guān)的傘球四萬多個站點(diǎn)上，很容易獲取網(wǎng)絡(luò)入侵工具，包括SATAN，
網(wǎng)絡(luò)蠕蟲，電子郵件炸彈，IP偽造器，數(shù)據(jù)包嗅探器與口令嗅探器。在美國安全專家
所調(diào)查的提供網(wǎng)絡(luò)商業(yè)服務(wù)的美國公司中，利用網(wǎng)上隨處可得的黑客工具，可以闖入
其中百分之六l‘的站點(diǎn)。因此，信息安全產(chǎn)品有旺盛的需求和良好的市場前景【f?。
華中科技犬學(xué)碩士學(xué)位論文
在國內(nèi)，我國信息化建設(shè)取得了突b猛進(jìn)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已成為國家不可缺
少的信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施。信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)成為新的困家經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的
“倍增器”。信息是財(cái)富，但只有安全才有價(jià)值。在軍事斗爭中，信息的泄露使國家
安全面臨威脅；在金融部門，信息的被竊取或修改會給國家財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失；在
企業(yè)，信息的泄露會造成企業(yè)的被動以至經(jīng)濟(jì)的巨大損失。而且，隨著技術(shù)的不斷發(fā)
展，信息安全面臨著新的威脅[15】。如最近出現(xiàn)的“Codered(紅色代碼病毒)”，它集
病毒、蠕蟲、特洛伊木馬和黑客『：具等特點(diǎn)與一身，利用微軟windows2000／NT中IIs
服務(wù)的一種緩沖區(qū)溢出漏洞，通過大規(guī)模的80端口掃描，搜索具有這種漏洞的主機(jī)
系統(tǒng)，病毒在含有該漏洞的主機(jī)系統(tǒng)中注入一段用匯編語言寫的木馬程序，它不僅具
有完全擰制被感染系統(tǒng)的最高權(quán)限，可以任意破壞或泄露系統(tǒng)上的文件，而且它的大
規(guī)模自動掃描行為還可以導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信和服務(wù)的擁塞乃至癱瘓，是一種借助病毒實(shí)施
的拒絕服務(wù)攻擊。每一臺被感染的節(jié)點(diǎn)機(jī)同時就會成為一個新的攻擊源和感染源，具
有極強(qiáng)的破壞力和極廣的傳播面。迄今為止，它給世界上許多國家及我國造成了慘重
的經(jīng)濟(jì)損失【”2 3。。截止到2003年八月中旬，我因病毒疫情已涉及北京、浙江、江蘇、
廠Ⅲ『、四川等二¨L個省市，感染網(wǎng)絡(luò)集中在信息行業(yè)、網(wǎng)站、教育科研機(jī)構(gòu)和政府，
被感染的服務(wù)器在600臺以上，具體損失尚且無法估量。這種病毒并不是傳統(tǒng)的殺毒
方法就可以解決的，它是。個不折不扣的網(wǎng)絡(luò)攻擊程序。
1．3現(xiàn)有的保障網(wǎng)絡(luò)信息安全的各種技術(shù)和解決方案
為了保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和信息的安全，針對安全問題的不同側(cè)面發(fā)展起來
‘些不同類型的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)：品領(lǐng)域。
(1)安全路由器
實(shí)現(xiàn)簡單的基于地址、端口和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的過濾功能，從而禁止特定的網(wǎng)絡(luò)地址或
服務(wù)請求通過路由器。
(2)信息加密系統(tǒng)
通過加密技術(shù)使存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)或通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)成為非授權(quán)人無法理解
的信息，從而保證信息的安全。
(3)授權(quán)與身份驗(yàn)證系統(tǒng)
通過密碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)授權(quán)、訪問控制、用戶身份鑒別和抗抵賴功能。
(4)防火墻系統(tǒng)
華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文
實(shí)現(xiàn)基于地址、端口和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的過濾功能，從而禁止未授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)地址或服務(wù)
請求通過防火墻；通過應(yīng)用代理和地址轉(zhuǎn)換隱蔽內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址和結(jié)構(gòu)，阻斷術(shù)授權(quán)訪
問。
通過在網(wǎng)絡(luò)是使用以卜-前四種，“：品，已經(jīng)為網(wǎng)絡(luò)建立了一個安全防護(hù)屏障。但是
是否有了這些產(chǎn)品就能高枕無憂，認(rèn)為萬無一失了呢?我們認(rèn)為這其中還缺少了非常
重要的一環(huán)：對網(wǎng)絡(luò)活動的監(jiān)控和申計(jì)，對違規(guī)行為和入侵行為進(jìn)行預(yù)警和響應(yīng)：也
就是說我們升i僅需要一位執(zhí)法者，還需要+位執(zhí)法監(jiān)督者。
1．4局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究的必要性
保障汁算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全是一個不斷完善的動態(tài)過程。
確保我們的信息系統(tǒng)的安仝是一項(xiàng)關(guān)系重大的工作。但是，如何才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)
系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和信息的安全呢?從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)固有的脆弱性和信息固有的不確定性出發(fā)，
網(wǎng)絡(luò)安全／fi僅是安全設(shè)施，而且是一個安全過程；不僅要靜態(tài)的防護(hù)，而且要動態(tài)的
適應(yīng)。它應(yīng)包括邊界防衛(wèi)、入侵檢測、安全反應(yīng)和破壞恢復(fù)，即鑒別、保密、完整性、
可用性、不刨‘抵賴性、責(zé)任可核查性和可恢復(fù)性。信息安全主要包關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)
絡(luò)安全(包括電信、油氣管網(wǎng)、交通、供水、金融等)、內(nèi)容的信息安全(包括反病
毒、電子信箱安全和有害內(nèi)容過濾等)和電子商務(wù)的信息安傘口?。
在一個龐人、重要而關(guān)鍵的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，我們可以采用網(wǎng)絡(luò)安全，÷素、加密與
認(rèn)證和備份與恢復(fù)技術(shù)來保證網(wǎng)絡(luò)和信息的安全。網(wǎng)絡(luò)安全元素包括物理安全、網(wǎng)絡(luò)
隔離與防火墻技術(shù)；加密與認(rèn)證包括對稱與不對稱加密、網(wǎng)絡(luò)加密傳送與認(rèn)證和網(wǎng)絡(luò)
安全漏洞掃描【391。但仍有一些問題在困擾著我們：
(1)單位的內(nèi)部雇員通過合法渠道泄露消息(如電子郵件)，如何控制。
(2)誰來負(fù)責(zé)檢驗(yàn)防火墻等設(shè)備的配置是否完全為人們所想象的那樣?(要一
條條的驗(yàn)證防火墻等設(shè)備的安全規(guī)則是否難確，是否滿足了系統(tǒng)的安全要求，是非常
復(fù)雜甚至是非常困難的)
(3)防火墻等設(shè)備有沒有安全漏洞，是否會放過應(yīng)阻斷的通信?若有此類情況
發(fā)乍，能甭及時發(fā)現(xiàn)?
(4)網(wǎng)絡(luò)管理員是否能夠了解在網(wǎng)絡(luò)上傳輸了什么樣的數(shù)據(jù)，通過了那些應(yīng)用，
能否知道用戶的具體活動?
(5)當(dāng)發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)犯罪的時候，能否復(fù)原犯罪的過程，分析犯罪的方法，為追
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究法律責(zé)任提供足夠的證據(jù)?
(6)能否發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)黑客合法的利用協(xié)議的弱點(diǎn)進(jìn)行攻擊的行為?
(7)能否有效發(fā)現(xiàn)來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的攻擊。
從卜面的分析可以看出，我們并不能認(rèn)為安裝了防火墻等系統(tǒng)后我們的系統(tǒng)、網(wǎng)
絡(luò)就安全了，安全問題是會不斷出現(xiàn)的。因此，維護(hù)‘個系統(tǒng)的安全是這樣一個過程：
(1)按照系統(tǒng)的安全要求進(jìn)行安全配置。
(2)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)活動，發(fā)現(xiàn)違規(guī)問題：
(3)分析審計(jì)發(fā)現(xiàn)的問題，回到(1)。
在這樣的循環(huán)巾，系統(tǒng)不斷達(dá)到新的安全水平。
顯然，要解決以上的問題，需要一個監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，負(fù)責(zé)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)_l二的通信，捕
捉可疑的數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上存在的安全問題，進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)和報(bào)警，并提供詳盡的
分析審計(jì)報(bào)告。否則網(wǎng)絡(luò)管理員無法具體了解網(wǎng)絡(luò)上流經(jīng)的數(shù)據(jù)，無從獲得網(wǎng)絡(luò)所而
臨的現(xiàn)實(shí)威脅和方面的具體情況。要達(dá)到這樣的目的，需要防火墻及監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)行為的
監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)川。
另外，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全解決思路都是防止外部對內(nèi)的攻擊，而網(wǎng)絡(luò)安全問題有
70％來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，其實(shí)局域網(wǎng)是組成網(wǎng)絡(luò)的基本單元，控制住局域網(wǎng)，每個局域唰
都安全度提高了，整個網(wǎng)絡(luò)的安全也就得到了加強(qiáng)。解決局域網(wǎng)的安全問題，不管從
技術(shù)還是從管理的角度都相對容易而且有效?；诓?述思想，我們決定：研制開發(fā)具
有監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)活動，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，捕捉可疑的跡象，提供實(shí)時報(bào)警信息和詳盡的事
后分析報(bào)告功能的局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)【4”。
1．5現(xiàn)有局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究中存在的問題
現(xiàn)有局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)不能很好的檢測所有的數(shù)據(jù)包，難以跟卜-網(wǎng)絡(luò)速度的發(fā)
展。截獲網(wǎng)絡(luò)的每一個數(shù)據(jù)包，并分析、匹配其中是否具有某種攻擊的特征需要花費(fèi)
時間和系統(tǒng)資源?，F(xiàn)有的域】：c)9安全監(jiān)控系統(tǒng)在10M剛上檢查所有數(shù)據(jù)包中的幾十種
攻擊特征時可以很好地工作?，F(xiàn)在很多網(wǎng)絡(luò)都是50M、looM甚至千兆網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)速
度的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了數(shù)據(jù)包模式分析技術(shù)發(fā)展的速度【4?。
攻擊特征庫的更新不及時：絕大多數(shù)的局域網(wǎng)安令監(jiān)控系統(tǒng)都是適用模式匹配的
分析方法，這要求攻擊特征庫的特征值應(yīng)該是最新的。但現(xiàn)在很多局域網(wǎng)安全監(jiān)控系
統(tǒng)沒有提供了某種如“推技術(shù)”的方法來時刻更新攻擊特征。在如今每天都有新漏洞
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發(fā)布、每天都有瓤的攻擊方法產(chǎn)生的情況F顯然不能滿足安全需求。
檢測分析方法單一：攻擊方法的越來越復(fù)雜，單一的基于模式匹配或統(tǒng)計(jì)的分析
方法已經(jīng)難以發(fā)現(xiàn)某一些攻擊。另外，基于模式匹配和基于統(tǒng)計(jì)的分析方法各有所長，
局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是在同一個系統(tǒng)中同時使用不同的分析方法?，F(xiàn)在幾
乎所有的局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)都使用了單一的分析方法lj“。
不同的局域網(wǎng)安全監(jiān)控統(tǒng)之間不能互操作：在大型網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)不同的部分可能
使用了／1i同的局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)，但現(xiàn)在的安全監(jiān)控系統(tǒng)之間1i能能夠交換信息，
使得發(fā)現(xiàn)了攻擊時難以找到攻擊的源頭，甚至給入侵者制造了攻擊的漏洞。
1i能和其他網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品瓦操作：局域網(wǎng)安全監(jiān)控不是安全的終極武器，一個安
全的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該根據(jù)安全政策使用多種安全產(chǎn)品。但局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)不能很好的
和其他安全產(chǎn)品協(xié)作。比如， ’個網(wǎng)絡(luò)中每兩個小時自動運(yùn)行一次漏洞掃描程序，如
果他們1i能夠互操作，局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)將每兩個小時產(chǎn)生一次警報(bào)。
結(jié)構(gòu)存在問題：現(xiàn)在的很多局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)是從原來的基于網(wǎng)絡(luò)或基于主機(jī)
的入侵檢測系統(tǒng)不斷改進(jìn)而得來的，在體系結(jié)構(gòu)等方面不能滿足分布、丌放等要求。
1．6本文的工作
隨著黑客入侵事件的日益猖獗，人們發(fā)現(xiàn)只從防御的角度構(gòu)造安全系統(tǒng)是不夠
的。入侵檢測技術(shù)是繼“防火墻”、“數(shù)據(jù)加密”等傳統(tǒng)安全保護(hù)措施后新一代的安全
保障技術(shù)。他對計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源上的惡意使用行為進(jìn)行識別和響應(yīng)，它不僅檢測來
自外部的入侵行為，同時也監(jiān)督內(nèi)部用戶的未授權(quán)活動。
本文針對上述情況丌發(fā)和研制了局域網(wǎng)安全髓控系統(tǒng)，并本別從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功
能，模塊的開發(fā)和各組成部分的設(shè)計(jì)，提出了本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
在網(wǎng)絡(luò)傳感器的實(shí)現(xiàn)上，使用了協(xié)議分析和模式匹配相結(jié)合的方法，有效減小目
標(biāo)的匹配范圍，提高了檢測速度【38]。同時改進(jìn)了匹配算法，使得網(wǎng)絡(luò)傳感器具有更好
的實(shí)時性能。在主機(jī)傳感器中的網(wǎng)絡(luò)接口檢測功能，有效地解決了未來交換式網(wǎng)絡(luò)中
安全監(jiān)控系統(tǒng)無法檢測的致命弱點(diǎn)。
1．7論文組織
第一章闡述了本文研究的目的和意義，介紹了與課題相關(guān)的一些概念和方法，分析
了安全監(jiān)控在信息安全中的研究現(xiàn)狀，簡要闡述了全文研究的主要內(nèi)容。
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第二章介紹了局域嘲安全監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，系統(tǒng)的主要功能以及它的研究方
法，并提出了數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)容。
第i章：討論了局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)組成部分模塊的開發(fā)：主機(jī)傳感器功能模塊
的開發(fā)；網(wǎng)絡(luò)傳感器功能模塊的丌發(fā)；控制臺功能模塊的丌發(fā)。并給出了開發(fā)所需的
關(guān)鍵技術(shù)。
第四章：分析了局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)各組成部分的沒計(jì)：網(wǎng)絡(luò)傳感器的設(shè)計(jì)，并
深入研究了來自網(wǎng)絡(luò)卜傳輸數(shù)據(jù)包改進(jìn)的方法：主機(jī)傳感器的設(shè)計(jì)，研究了數(shù)據(jù)來源。
給出了控制臺的管理策略，它的事件管理、安全管理、報(bào)告生成以及部件管理。
第五章：總結(jié)本文的工作，并展挈未來的研究方向。
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2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能
近年來，基于網(wǎng)絡(luò)盼控、監(jiān)測的安全系統(tǒng)發(fā)展很快，因?yàn)樗抢^防火墻等網(wǎng)絡(luò)安
全產(chǎn)品之后作為提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性的一個新的、重要的發(fā)展熱點(diǎn)。在美國許多重要
機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)都安裝了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控或局域安全監(jiān)控系統(tǒng)，用與對付愈演愈烈的各種網(wǎng)絡(luò)黑
客的攻擊和計(jì)算機(jī)犯罪。本章首先簡單的介紹了局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，
敘述了它的研究方法，最后提出了數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
2．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及研究方法
局域網(wǎng)安全豁控系統(tǒng)一i僅監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)行為，還要監(jiān)控局域網(wǎng)內(nèi)每臺主機(jī)的活動，因
此本系統(tǒng)主要由以下幾部分組成，如圖2—1所示：
圖2一l系統(tǒng)組成圖
主機(jī)傳感器(NMHOsTSENSOR)
豐機(jī)傳感器安裝在組成局域網(wǎng)的每臺機(jī)器上，主要功能是獲取局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)的信息。
網(wǎng)絡(luò)傳感器(NMNETSENSOR)
網(wǎng)絡(luò)傳感器可以安裝在局域網(wǎng)內(nèi)的任意一臺機(jī)器上，主要功能是獲取局域嗍網(wǎng)絡(luò)信息。
控制臺(NMcONsOLE)
控制臺可以安裝在網(wǎng)絡(luò)的任意一臺計(jì)算機(jī)一卜，主要功能是配置監(jiān)控策略，實(shí)時顯示
并記錄盼控結(jié)果。
系統(tǒng)構(gòu)成如下圖2．2所示。
9
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圖2—2系統(tǒng)構(gòu)成蚓
2．1．1 主機(jī)傳感器NMHOSTsENsoR
豐機(jī)傳感器安裝在要臨控的目標(biāo)主機(jī)上，主要運(yùn)行平臺為windows98／NT／2000。
主要監(jiān)視目標(biāo)主機(jī)的人機(jī)界面操作、監(jiān)控RAs連接、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接情況及使用情況、
檢測可能的入侵攻擊。
(1)豐控模塊負(fù)責(zé)程序的初始化、管理策略、啟動其它血個模塊、管理采集到
的數(shù)據(jù)、與監(jiān)控中心子系統(tǒng)的通信。
(2)屏幕信息采集模塊
(3)鍵盤信息采集模塊
(4)RAs連接信息采集監(jiān)控模塊
(5)網(wǎng)絡(luò)連接信息采集監(jiān)控模塊
2．1．2 網(wǎng)絡(luò)傳感器NMNETsENsoR
(1)主控模塊負(fù)責(zé)程序的初始化、管理策略、啟動其它三個模塊、管理采集到
的數(shù)據(jù)、與子系統(tǒng)的通信。
(2)訪問控制模塊發(fā)現(xiàn)違規(guī)的網(wǎng)絡(luò)連接時，向控制臺報(bào)警。
(3)敏感信息控制模塊發(fā)現(xiàn)有敏感信息進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時，向控制臺報(bào)警。
(4)入侵檢測模塊主要檢測局域網(wǎng)內(nèi)發(fā)動的網(wǎng)絡(luò)攻擊行為。
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2．1．3 控制臺NMcoNsoLE
(1)控制臺為運(yùn)行在WindowsNT或wINDOws2000平臺上的軟件。對所有的主
機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器制定相應(yīng)的策略規(guī)則并發(fā)布，接受它們傳送的監(jiān)控信息，在屏
幕上顯示，進(jìn)行日志記錄，并在適當(dāng)?shù)臈l件下報(bào)警，另外還有局域網(wǎng)機(jī)器管理的功能。
(2)控制臺連接主機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器。
(3)通信模塊負(fù)責(zé)與主機(jī)傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器以及監(jiān)控中心的通信。
(4)監(jiān)控策略管理模塊管理和發(fā)布的監(jiān)控策略。
采集信息顯示模塊顯示和采集的信息。
(1)數(shù)據(jù)管理模塊管理主機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器的信息，并生成數(shù)據(jù)庫。
(2)局域網(wǎng)機(jī)器管理模塊管理局域】：。9內(nèi)的機(jī)器，隨時金看機(jī)器在線及工作狀況。
2．1．4主要功能
(1)局域網(wǎng)內(nèi)機(jī)器管理
實(shí)時獲取機(jī)器在線信息，方便管理員管理。
(2)屏幕監(jiān)控
根據(jù)需要獲取局域】)【：|I內(nèi)機(jī)器的屏幕信息。
(3)網(wǎng)站監(jiān)控
顯示并記錄局域嘲內(nèi)對受控網(wǎng)站的訪問。
(4)關(guān)鍵宇監(jiān)控
根據(jù)協(xié)議對關(guān)鍵字進(jìn)行過濾，顯示并記錄相關(guān)事件。
(5)攻擊檢測
對局域刪內(nèi)發(fā)動的攻擊行為進(jìn)行檢測。
(6)流量分析
分析每臺機(jī)器的流量，發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)行報(bào)警。
(7)審計(jì)’
對局域網(wǎng)內(nèi)每臺機(jī)器與外界的信息交換進(jìn)行審計(jì)，發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為。
(8)統(tǒng)計(jì)分析
局域l叫及每臺機(jī)器的各種行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2．1．5研究方法
目前侄軟件工程設(shè)計(jì)的主要方法有：結(jié)構(gòu)化分析設(shè)計(jì)方法、原型化分析方法和面
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向?qū)ο蟮姆治鲈O(shè)計(jì)方法。
分析是問題抽象(做什么)，設(shè)計(jì)是問題求解(怎么做)，實(shí)現(xiàn)是問題的解(結(jié)果)。
任何方法學(xué)對客觀世界的抽象和求解過程都是如此。在問題抽象階段，結(jié)構(gòu)化方法面
向過程，按照數(shù)據(jù)變換的過程尋找問題的接點(diǎn)，對問題進(jìn)行分解。因此，與面向?qū)ο?
方法強(qiáng)調(diào)的對象模型不同，描述數(shù)據(jù)變化的功能模型足結(jié)構(gòu)化方法的重點(diǎn)。如果問題
世界的功能比數(shù)據(jù)更復(fù)雜或者更重要，那么結(jié)構(gòu)化方法仍然應(yīng)是首選的方法學(xué)。如果
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且變換不多，那么如以過程主導(dǎo)分析和設(shè)計(jì)， ‘旦有系統(tǒng)變更就會給下
游開發(fā)帶米極大混亂。
由于對過程的理解不同，面向過程的功能細(xì)分所分割出的功能模塊有時會因人而
異。而而向?qū)ο蟮膶ο蠹?xì)分，從同一問題領(lǐng)域的對象出發(fā)，卅i同人得出相同結(jié)論的比
率較高。在設(shè)計(jì)卜-，結(jié)構(gòu)化方法學(xué)產(chǎn)生自頂而下、結(jié)構(gòu)清晰的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。每個模塊有
可能保持較強(qiáng)的獨(dú)立性，但它往往與數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)相獨(dú)立，功能模塊與數(shù)據(jù)庫邏輯模式
問沒有映射關(guān)系，程序與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很難封裝在一起。如果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模塊獨(dú)立性
很難保證。匝fI曲對象方法抽象的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)往往并／1i比結(jié)構(gòu)化方法產(chǎn)生的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡
單，但它能映射到數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中，很容易實(shí)現(xiàn)程序與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的封裝。
結(jié)構(gòu)化方法可以用數(shù)據(jù)流圖、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、數(shù)據(jù)辭典、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、實(shí)現(xiàn)關(guān)系圖
來進(jìn)行系統(tǒng)邏輯模型的描述；而面向剝’象方法可以使用對象模型圖、數(shù)據(jù)辭典、動態(tài)
模型圖、功能模型圖。其中對象模型圖近似系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖與實(shí)體關(guān)系圖的結(jié)合，動態(tài)模
型圖類似狀態(tài)遷移圖，功能模型圖類似數(shù)據(jù)流圖。
網(wǎng)顧各種軟件開發(fā)并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，在開發(fā)過程中提高生產(chǎn)率很大程度上依賴
于解決需求定義問題，如果用戶需求沒有分析清楚，系統(tǒng)提供的服務(wù)將會受到很大的限
制，就根本談不上』、征用好的設(shè)汁、測試、復(fù)審等技術(shù)和它們給系統(tǒng)開發(fā)帶來的利益。
需求定義的一種變通的方法是獲得一組基本的需求后，快速的加以“實(shí)現(xiàn)”。隨
著用戶或”發(fā)人員對系統(tǒng)理解的加深而不斷的對這些需求進(jìn)行補(bǔ)充和細(xì)化，系統(tǒng)的定
義是在逐步發(fā)展的過程中進(jìn)行的，而不是～開始就預(yù)見一切，這就是原型化方法。因
此可以認(rèn)為原型化方法是確定軟件需求的策略，對用戶需求的基本方面進(jìn)行抽取，描
述和求精。它快速的和迭代的建立最終系統(tǒng)的工作模型，對問題的定義采用啟發(fā)的方
式，由用戶作出響應(yīng)，它是一種動態(tài)定義技術(shù)。
但是如果對用，、的需求不進(jìn)行必要的分析，原型化方法很可能最終也無法演變成
一個用戶可以接受和認(rèn)可的模型。因此本系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化分析設(shè)計(jì)方法進(jìn)行需求分
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析、采用原型化方法進(jìn)行軟件開發(fā)，為充分發(fā)揮面向?qū)ο蟮膬?yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)
采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。實(shí)踐表明，這種方法是行之有效的。
2．2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)庫是網(wǎng)絡(luò)安全檢測系統(tǒng)的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)安全檢測系統(tǒng)手要涉及的數(shù)據(jù)
庫有網(wǎng)絡(luò)安全漏洞庫、安全檢查策略庫、掃描結(jié)果庫及漏洞修補(bǔ)方法庫等。這些數(shù)據(jù)
庫具有相互獨(dú)立的信息，但也是相互聯(lián)系的，安全檢查策略庫是用戶根據(jù)現(xiàn)有的安全
漏_)『可庫通過策略編輯器生成的；在安全檢查子系統(tǒng)根據(jù)安全檢查策略庫對被掃描計(jì)算
機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查之后，生成掃捕結(jié)果庫。
2．2．1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
當(dāng)前，常用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩種：分布式和集中式。
集中式數(shù)據(jù)庫以公共的集中式訪問管理所有數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)的控制由數(shù)據(jù)庫管理
員管理。分布式數(shù)據(jù)庫僅僅管理數(shù)據(jù)集的索引，它們包括描述和指向?qū)嶋H數(shù)據(jù)存放點(diǎn)
的指針，留給它們的擁有者去管理數(shù)據(jù)的存取。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)共享能力
強(qiáng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活、l一，擴(kuò)展性強(qiáng)；集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)管理方便、數(shù)據(jù)冗余度小。
根據(jù)本系統(tǒng)的豐要特點(diǎn)運(yùn)行在一臺主機(jī)上，對其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行安全分析，數(shù)
據(jù)信息只需要存放在這臺主機(jī)上就可完成本系統(tǒng)的功能。因此本系統(tǒng)采用集中式數(shù)據(jù)
庫系統(tǒng)。將系統(tǒng)所用到的數(shù)據(jù)庫集中存放在運(yùn)行該系統(tǒng)的主機(jī)上。數(shù)據(jù)庫間通過系統(tǒng)
進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作(生成、修改、刪除、查詢等)。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存放對用戶是透明的。
2．2．2關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫的建立
蜀目時
部件管理
安全通信
圖2．3數(shù)據(jù)庫建立圖
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==；。=。==％==================一=一
本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全漏洞庫是本系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是本單位組織計(jì)算機(jī)安
全工程人員對現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全漏洞進(jìn)行分析總結(jié)得到的，數(shù)據(jù)庫的建立如圖
2—3所示。隨管計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，該數(shù)據(jù)庫需要不斷的更新。
1)數(shù)據(jù)庫的完整性
數(shù)據(jù)庫是信息管理的基礎(chǔ)，它集中了系統(tǒng)可以存取的所有數(shù)據(jù)，為各種用戶共享。
數(shù)據(jù)庫的完整性就是要保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確、有效，防止錯誤的修改、錄入數(shù)據(jù)
和誤操作、機(jī)器故障等。主要通過如下機(jī)制實(shí)現(xiàn)：
(1)完整性約束：通過對數(shù)據(jù)庫狀態(tài)、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)記錄集施加約束，保證
數(shù)據(jù)操作的正確性；
(2)并發(fā)控制：保汪多個用戶能同時JF確的訪問數(shù)據(jù)庫；
(3)數(shù)據(jù)恢復(fù)：使用恢復(fù)日志和數(shù)據(jù)庫鏡像存儲的方法預(yù)防可能出現(xiàn)的操作錯
誤和在數(shù)據(jù)庫遭到破壞或故障后能恢復(fù)到可用狀態(tài)，保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2)數(shù)據(jù)庫的安全性
數(shù)據(jù)庫中存放著有關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞相關(guān)信息，這些數(shù)據(jù)是屬于商業(yè)機(jī)密，如何保
證這些數(shù)據(jù)不被非法用戶訪問、合法用戶非法使用及其它非授權(quán)使用，是數(shù)據(jù)庫安全
機(jī)制的任務(wù)。
(1)數(shù)據(jù)庫層
通過在數(shù)據(jù)庫中建立用戶識別與驗(yàn)證＼用戶訪問權(quán)限限制機(jī)制及采用多級訪問控
制策略實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全保密。
(2)操作系統(tǒng)層
在通過引入用戶隔離、存儲器保護(hù)、工，D訪問控制及審計(jì)機(jī)制，建立高度安仝的
操作系統(tǒng)，防止非法用戶的侵入。
(3)嘲絡(luò)通信層
通過對通信信息加密等方法保證信息傳輸過程的安全性。
2．2．3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)容
數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是滿足第3范式要求，但對于一些
特殊要求，為使操作界面更接近傳統(tǒng)的手工操作且便于程序設(shè)計(jì)，某些表的結(jié)構(gòu)可能
低丁第3范式的要求，當(dāng)然，系統(tǒng)也充分考慮到為此而造成的數(shù)據(jù)冗余。另外，數(shù)據(jù)
庫也充分利用了數(shù)據(jù)庫本身提供的強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)約束機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)的合法性和數(shù)
據(jù)一斂性。
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局域網(wǎng)安全檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中主要包括如下內(nèi)容
(1)網(wǎng)絡(luò)攻擊特征數(shù)據(jù)庫
特征編號
特{lF名稱
特征風(fēng)險(xiǎn)級別
出現(xiàn)該特征的操作系統(tǒng)
特征簡單描述
特征詳細(xì)描述
特征修補(bǔ)方法
(2)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫
主機(jī)的IP地址
主機(jī)的操作系統(tǒng)
主機(jī)的名稱
主機(jī)所在的域
(3)策略數(shù)據(jù)庫
策略編號
策略名稱
策略對應(yīng)字表：需要進(jìn)行檢查的漏洞的編號集
(4)系統(tǒng)服務(wù)數(shù)據(jù)庫
服務(wù)編號
服務(wù)名稱
服務(wù)描述
服務(wù)所用端口
服務(wù)類型(TCP、uDP等)
(5)監(jiān)控結(jié)果庫
條目編號
主機(jī)IP地址
臨控具體數(shù)據(jù)
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2．3本章小結(jié)
由于本系統(tǒng)的組成的框架主要由主機(jī)傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器和控制臺組成，在系統(tǒng)中
它們有各自安裝的途徑和功能。而本系統(tǒng)主要介于對用戶的需求，對一些不必要的分析
加以改進(jìn)。
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3系統(tǒng)的開發(fā)
任何系統(tǒng)的開發(fā)，必須要作好數(shù)據(jù)層、功能層、業(yè)務(wù)層和用戶層的模型建立。
信意幕統(tǒng)的七量翁梅
硭母名露蜓孵
I 用戶展用戶西辯對象操作
2 重務(wù)臌櫥患鬟繾生務(wù)模掇
3 璃靛爛信童摹筑聃飽模壤
4 敷據(jù)層臼患景鰱囊據(jù)梗蠼
5 l：其展輔皇系蛙開發(fā)l：其
6 ∞層一?一熙籀謦作萋篡
7 物理鹺弼臻與西貧硬件
劇3-】信息系統(tǒng)的七層結(jié)構(gòu)圖
數(shù)據(jù)層由系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型組成，它足系統(tǒng)的核心層。這種具體的數(shù)據(jù)模型通常被
稱為物理數(shù)據(jù)模型，它支持相應(yīng)信息系統(tǒng)的特殊功能，即支持特殊的功能模型
功能層是系統(tǒng)功能的集合，每項(xiàng)功能對應(yīng)一個圖標(biāo)或一個窗口，有鼠標(biāo)激活后
實(shí)現(xiàn)具體的功能。一個系統(tǒng)的基本功能項(xiàng)目是有限的，但基本功能項(xiàng)目的排列組合足
無限的，有限的基本功能項(xiàng)目能支持無限的組合功能項(xiàng)目，即構(gòu)成了系統(tǒng)的復(fù)雜安全
榆查模型。
業(yè)務(wù)層是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型，表現(xiàn)為各種各樣的物流、資金流、信息流。這“二三流”
的本質(zhì)，在網(wǎng)絡(luò)中集中表現(xiàn)為數(shù)據(jù)流，因此計(jì)算機(jī)只認(rèn)識數(shù)據(jù)。
用戶層，用戶通過鼠標(biāo)與鍵盤操作本系統(tǒng)，其操作方式是面向?qū)ο?，而不是面?
過程；是面向窗¨界面，不是面向字符界而。岡此用廣I是主動操作，不是被動操作，
從而體現(xiàn)了用戶是系統(tǒng)的主人，不是系統(tǒng)的奴隸。存用廣t主動操作的過程中，由有限
的基本功能支持的無限的組合功能，由數(shù)據(jù)流的“一流”反映出來的“三流”，將隨
省用戶的指揮棒的指揮而得到淋漓盡致的發(fā)揮，充分展示系統(tǒng)的功能。本章主要介紹
了豐機(jī)傳感器、I叫絡(luò)傳感器個控制臺的模塊開發(fā)．并給山了形成的關(guān)鍵技術(shù)。
3．1 主機(jī)傳感器功能模塊的開發(fā)
主機(jī)傳感器的土要功能需求是監(jiān)控目標(biāo)主機(jī)的人機(jī)界面操作(主要指屏幕)、撥
號連接和網(wǎng)絡(luò)連接情況。根據(jù)功能需求，主機(jī)傳感器由以F幾個模塊組成，如3—2所
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不
劁3—2主機(jī)傳感器模塊幽
屏幕信息采集模塊采集計(jì)算機(jī)的當(dāng)前屏幕信息。
網(wǎng)絡(luò)連接信息采集模塊采集當(dāng)前計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接狀況，包括撥號上網(wǎng)的情況。
數(shù)據(jù)處理模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，并進(jìn)行壓縮，方便傳輸。
通信模塊負(fù)責(zé)與控制臺進(jìn)行通信，接受控制臺的崎控策略，向控制臺傳送監(jiān)控結(jié)果。
根據(jù)上述發(fā)計(jì)，主機(jī)傳感器的開發(fā)應(yīng)用環(huán)境為：
操作系統(tǒng)：wINDOws 950r 98
丌發(fā)1：具：VC++，DEI。PHI
3．2 網(wǎng)絡(luò)傳感器功能模塊的開發(fā)
網(wǎng)絡(luò)傳感器的主要功能是采集網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包信息，按照設(shè)定的規(guī)則過濾出相關(guān)
的數(shù)據(jù)，對于入侵過非法登錄實(shí)時報(bào)警或切斷，I司時向監(jiān)控中心發(fā)送報(bào)警信息。
根據(jù)功能需求，網(wǎng)絡(luò)傳感器由以下幾個模塊組成。
如下圖3—3所示。
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圖3．3 網(wǎng)絡(luò)傳感器模塊幽
FTP信息監(jiān)控模塊過濾利用FTP協(xié)議傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)敏感信息。
受控剛站訪問監(jiān)控模塊對局域網(wǎng)內(nèi)訪問受控網(wǎng)站的情況進(jìn)行監(jiān)控。
EMAIL監(jiān)控模塊對電子郵件信息進(jìn)行過濾，防止敏感信息流出網(wǎng)外。
HTTP信息監(jiān)控模塊對用戶訪問的一些非法信息進(jìn)行監(jiān)控，并監(jiān)視其利用HTTP
進(jìn)行聊天及在網(wǎng)上發(fā)布信息。
入侵檢測模塊對沖局域網(wǎng)內(nèi)發(fā)動的網(wǎng)絡(luò)攻擊和外面對局域網(wǎng)內(nèi)發(fā)動的攻擊進(jìn)行
檢測。
通信模塊負(fù)責(zé)與控制臺的通信。
網(wǎng)絡(luò)傳感器最關(guān)鍵的是匹配算法，匹配算法是檢測引擎的關(guān)鍵，它直接影響系統(tǒng)
的實(shí)時性能。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包搜索特鉦時，需要一個有效的字符串搜索算法。
字符串搜索算法中，最著名的兩個是KMP算法(Knuth-Mo仃is—Pran)和BM算
法(Bover_Moore)。兩個算法在最壞情況下均具有線形的搜索時間。但是在實(shí)用上，
KMP算法并不比最簡單的c庫函數(shù)strstr()快多少，而BM算法則往往比KMP算
法快上3．5倍。但是BM算法還不是最快的算法，還有很多改進(jìn)的BM算法存在，比
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如Boyer-Moore．Horsp001算法。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，Boye卜Moore．Horspool也存在可以改進(jìn)的地方。例如我們要在
‘‘substring searching algoritm’’搜索“search’’剛開始時，把子串與文本左邊對齊，
第一次匹配結(jié)果是在第二個字符處發(fā)現(xiàn)不匹配，于是要把子串往后移動。但是該
移動多少呢?這就是各種算法各顯神通的地方了，最簡單的做法是移動一個字符位
置：KMP是利用已經(jīng)匹配部分的信息來移動；BM算法是做反向比較，并根據(jù)已經(jīng)匹
配的部分來確定移動量。Boyer-Moore-Horspool算法根據(jù)被比較串對齊的最后一個字
符(“r”)來確定位移量的多少。
我們的方法是根據(jù)緊跟在當(dāng)前子串之后的那個字符(上圖中的“i”)獲得位移量。
冠然，由于上一次匹配的失敗，移動是必然的，因此，設(shè)移動步數(shù)為N，則N>=l。
但N的最大值是多少了?如果這個字符在模式串中，顯然應(yīng)該根據(jù)模式串的位置來決
定。如果它在模式串中就沒有出現(xiàn)，顯然連他自己也不用比較量，因此可以移動到該
字符的下一個字符開始比較。
以上面的例子，子串“search”巾并不存在“i，，，則說明可以直接跳過一大片，
從“i”之后的那個字符開始作下一步的比較，如下：
比較的結(jié)果，第一個字符又不匹配，再看子串后面的那個字符，是“r”t它在子
串中出現(xiàn)在倒數(shù)第三位，于是把子串向前移動三位，使兩個“r”對齊，如下：
這次匹配成功了!豳1顧整個過程，我們只移動了兩次了串就找到了匹配位置，可
以看出，用這個算法，每一步的移動量都比BMH算法要大，所以肯定比BM算法更
快。
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以下是用類封裝的搜索算法。
根據(jù)上述設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)傳感器的丌發(fā)應(yīng)用環(huán)境為
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操作系統(tǒng)；wINDOWNT或wINDOWS2000
開發(fā)工具：VC++，DELPHI
3．3控制臺功能模塊的開發(fā)
控制臺的主要功能是對所有指定的相應(yīng)策略規(guī)則并發(fā)布，接受從處機(jī)傳感器和網(wǎng)
絡(luò)傳感器傳送的監(jiān)控信息和報(bào)警信息并進(jìn)行顯示和存儲。
根據(jù)功能需求，控制臺由以下幾個模塊組成，如圖3．4所示：
幽3-4擰制臺模塊幽
監(jiān)控策略編輯模塊主要負(fù)責(zé)編輯監(jiān)控策略，包括各種豁控參數(shù)的設(shè)定。
網(wǎng)絡(luò)傳感器管理模塊用于添加、刪除、啟動、停止網(wǎng)絡(luò)傳感器，一個控制臺可以
控制多個局域網(wǎng)。
局域網(wǎng)內(nèi)機(jī)器管理模塊用于添加、刪除計(jì)算機(jī)，查看主機(jī)的相關(guān)信息，包括在線
狀態(tài)，屏幕信息，及各種受監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)活動等。
監(jiān)控信息顯示及報(bào)警模塊用于接收各種監(jiān)控信息，顯示在控制臺的相關(guān)區(qū)域上，
同時根據(jù)策略進(jìn)行報(bào)警。
數(shù)據(jù)存儲模塊保存相關(guān)監(jiān)控信息，以便進(jìn)行審計(jì)和統(tǒng)計(jì)。
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根據(jù)上述設(shè)計(jì)，控制臺的開發(fā)應(yīng)用環(huán)境為：
操作系統(tǒng)：wIND0wNS98或wINDOWS2000
開發(fā)工具：Vc++，DELPHI
3．4關(guān)鍵技術(shù)
3．4．1信息存儲方法
把系統(tǒng)采集到的信息實(shí)時的發(fā)往監(jiān)控中心，并在監(jiān)控中心顯示、保存，不會在被
監(jiān)控主機(jī)L留下任何痕跡，也不影響被監(jiān)控主機(jī)的運(yùn)行：如果監(jiān)控中心沒有啟動，則
在本地保存， ‘直到監(jiān)控中心啟動時把信息發(fā)往監(jiān)控中心。
3．4．2信息的時間戳問題
監(jiān)控中心有時問同步的設(shè)置選項(xiàng)(是否強(qiáng)制對町監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行時間{一j步、允許的
時l刊誤籌閥值)供用戶選擇。當(dāng)正在運(yùn)行時，所有接收到的信息打監(jiān)控中心的當(dāng)前時
間戳：當(dāng)盼控q]心未運(yùn)行時，存于被監(jiān)控主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)傳感器的信息打本機(jī)的當(dāng)前時間
戳。
3．4．3通信部分
1)通信協(xié)議
整個系統(tǒng)之間通信基于TcP／IP協(xié)議，并采用了TCP和uDP協(xié)議結(jié)合的方式：
當(dāng)主機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器啟動后，先是自動查找并通知可能已經(jīng)啟動的監(jiān)控中心，
找到后連接并記錄下監(jiān)控中心的IP地址，當(dāng)下次啟動時，自動先按這個地址連接，
兀法連接時，則再一次自動查找已經(jīng)啟動的監(jiān)控巾心。系統(tǒng)之間的通信方式使整個系
統(tǒng)能夠適應(yīng)較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
2)通信階段
整個系統(tǒng)的通信部分主要分為以下三個階段：
(1)系統(tǒng)初始化連接
主機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器啟動后豐動嘗試連接監(jiān)控中心，若無法與監(jiān)控qJ心建立
連接，則按本地原有的策略進(jìn)行監(jiān)控，采集到的信息存于本地且每隔一定的時問再嘗
試連接監(jiān)控中心。若與豁控中心建立了連接，則詢問是否有新的策略要發(fā)布，若收到
新的策略，則停止相應(yīng)的髂控線程，并按新的策略再次啟動線程。此后進(jìn)入正常數(shù)據(jù)
通信階段，采集到的信息將不存于本地，而是直接發(fā)送給監(jiān)控中心。
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監(jiān)控中心啟動后，或是按照用戶指定的網(wǎng)段范圍掃捕可監(jiān)控的主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)傳感
器，或是掃描基本主機(jī)信息庫中的豐機(jī)IP地址，并嘗試與之建立連接，或有新的策
略則發(fā)布。
(2)正常數(shù)據(jù)通信
『F常數(shù)據(jù)通信的情況下，發(fā)給主機(jī)傳感器監(jiān)控命令及策略信息，主機(jī)傳感器和
網(wǎng)絡(luò)傳感器傳給監(jiān)控中心監(jiān)控信息。此外，主機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器要定時發(fā)送
一個信號(防掉線)，若監(jiān)控中心一定時間內(nèi)沒有收到某主機(jī)的信號，則認(rèn)為與該主
機(jī)的連接出現(xiàn)故障，將釋放該連接的系統(tǒng)資源。鼢控中心能夠及時的知道各個連接的
情況，保證線路連接總是通暢。
(3)程序正?；虍惓Ｍ顺?
主機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器IF常退出時，監(jiān)控中心將釋放相應(yīng)的資源。監(jiān)控中心正
常退出時，主機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器將繼續(xù)按照監(jiān)控策略進(jìn)行監(jiān)控，并將采集到的信
息存于本地。
主機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器異常退m后，會收不到信號，這時監(jiān)控中心認(rèn)為與該主
機(jī)的連接出現(xiàn)故障，它將釋放陔連接的系統(tǒng)資源。
監(jiān)控中心異常退出后，當(dāng){機(jī)傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器不能成功連接時，它們會認(rèn)為
與監(jiān)控中心的連接出現(xiàn)了故障，它們將釋放連接資源，并轉(zhuǎn)而進(jìn)入監(jiān)控中心未啟動時
的：[作狀態(tài)，即按本地原有的策略進(jìn)行監(jiān)控。
(4)通信加密問題
為了防止系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包被監(jiān)聽，并被破解而泄密，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密傳輸。
(5)響應(yīng)技術(shù)
響應(yīng)技術(shù)在局域網(wǎng)安全豁控巾是尤為重要的。局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)入侵
后，應(yīng)及時作出響應(yīng)，包括切斷網(wǎng)絡(luò)連接，記錄事件和報(bào)警等。
告警：當(dāng)侵入行為發(fā)生時，它能根據(jù)所發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)安全事件，已不同的等級及時，
準(zhǔn)確的產(chǎn)生控制臺報(bào)警。
同志：把網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生的時間，事件的源和目的IP地址，協(xié)議等信息已‘定的
格式保存起來，以供給網(wǎng)絡(luò)安全情況進(jìn)行分析以及查詢之用。
電子郵件：當(dāng)入侵行為發(fā)生時，它自動向指定的郵箱巾發(fā)送電子郵件來報(bào)警。保
證管理員=ili在管理器前仍可快速發(fā)覺網(wǎng)絡(luò)巾的異常行為。
阻斷：能根據(jù)用戶定義對攻擊行為和違規(guī)行為進(jìn)行會話終止響應(yīng)，制止攻擊事件
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的延續(xù)，最大限度的保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。
(6)通訊會話跟蹤技術(shù)
通訊會話跟蹤技術(shù)是包分析引擎的支撐技術(shù)之一。
TCP帥議以連接為基礎(chǔ)，通信由連接雙方共同完成。孤立的看待各個數(shù)據(jù)包。只
能得到網(wǎng)絡(luò)事件的零散的印象，不能全面了解完整的網(wǎng)絡(luò)事件。會話跟蹤技術(shù)對各個
獨(dú)立的數(shù)據(jù)包按連接進(jìn)行會話跟蹤，使系統(tǒng)不僅能夠處理單數(shù)據(jù)包，而且能夠根據(jù)會
話的上下文進(jìn)行分析，更有效的進(jìn)行模式識別。
(7)數(shù)據(jù)采集技術(shù)
對入侵的檢測很大程度上依賴于數(shù)據(jù)采集的可靠性和準(zhǔn)確性。它是通過將網(wǎng)絡(luò)接
I．J適配器的工作方式變?yōu)镻romiciouse方式來實(shí)現(xiàn)的。
數(shù)據(jù)截獲模塊擬采用uNlx的dipi機(jī)制，能夠捕獲本網(wǎng)段上活動的數(shù)據(jù)包，它采
用了lin“內(nèi)核中提供的PF PAcKET類型的socket，直接采用操作系統(tǒng)提供的接口
主要是考慮高效性。建立這樣的一個socket需要root權(quán)限，即uid20。
3．5本章小結(jié)
提卅了主機(jī)傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器和控制臺功能模塊的丌發(fā)，在開發(fā)研究中我們發(fā)
現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包搜索特征時，需要的有效字符穿搜索算法，傳統(tǒng)的KMP和BM算法
并不是最快的，我們?nèi)《氖荁oyer．Moore—Horsp001算法，經(jīng)實(shí)驗(yàn)速度來的算法
快到5—7倍。
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4系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)
隨著對局域網(wǎng)安全系統(tǒng)研究的不斷深入，它的穩(wěn)定性和安全性研究得到國際上的f“
泛重視。局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控局域網(wǎng)內(nèi)部所有用戶的活動、監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)通信，捕
捉可疑的數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上存在的安全問題及進(jìn)行的各種攻擊，進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)和報(bào)警，
并提供詳盡的分析審計(jì)報(bào)告。作為一種積極主動的安全防護(hù)技術(shù)，提供了對內(nèi)部活動、
外部攻擊和誤操作的實(shí)時檢測，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到危害之前攔截和響應(yīng)。從網(wǎng)絡(luò)安全立體
縱深、多層次防御的角度出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)易接近應(yīng)受到人們的高度重視。而它們組成部分的
設(shè)計(jì)和好的關(guān)聯(lián)則成了關(guān)鍵。
4．1 網(wǎng)絡(luò)傳感器的設(shè)計(jì)
網(wǎng)絡(luò)傳感器通過分析網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，得到可能入侵的信息。他不單單是一
個數(shù)據(jù)產(chǎn)生和傳輸?shù)墓ぞ?，也具有一定的分析能力。他的功能基本上相?dāng)于一個完整
的基于網(wǎng)絡(luò)的局域安全監(jiān)控系統(tǒng)。
4．1．1檢測匹配方法的改進(jìn)
模式匹配是第一代和第二代局域安全監(jiān)控系統(tǒng)所使用的基于攻擊特征的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)
包分析技術(shù)。他的分析速度快、誤報(bào)率小等優(yōu)點(diǎn)是其它分析方法不可比擬的。單純使
用模式匹配的方法有很大的弊端，在網(wǎng)絡(luò)傳感器中我們使用協(xié)議分析和模式匹配結(jié)合
的方法來分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。單純的模式匹配方法的工作過程如下：
(1)分析刪絡(luò)卜．的每一個數(shù)據(jù)包是否具有某種攻擊特征。分析如下：
(2)從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的包頭開始和攻擊特征比較；
(3)如果比較結(jié)果相同，則檢測到一個可能的攻擊；
(4)如果比較結(jié)果不同，從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中下一個位置重新開始比較：
(5)直到檢測到攻擊或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中的所有字節(jié)匹配完畢，一個攻擊特征匹配
結(jié)束：
(6)對于每一個攻擊特征，重復(fù)(2)開始的比較；
(7)直到每一個攻擊特征匹配完畢，對給數(shù)據(jù)包的匹配完畢。
下lf{i給出一個例子可以很高的說明其工作原理。
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AF7+Hy289s82080089v5”$061 ltbhk76500801293ugdB2％00397e391234567890123456
7890123456789012345678901234567890123456
為監(jiān)聽到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘包，對于攻擊模式“GET／cgi-biIl，．／phr’，首先從數(shù)據(jù)包頭部丌始
比較：
GET／cgi七i“．／phf_～
AF78Hy289s82080089v5yt$0611tbhk76500801293ugdB2％00397e391234567890123456
7890123456789012345678901234567890123456
比較不成功，移動一個字節(jié)重新比較
-／cgi_bi“．／phf_一
AF74Hy289s82080089v5yt$061 1tbhk76500801293ugdB2％00397e391234567890123456
789叭23456789012345678901234567890123456
還是不成功，再移動一次：
一GET／cgi-bin，．，phf-
AF7+IIy289s82080089v5yt$061 1tbhk76500801293ugdB2％00397e391234567890123456
7890123456789叭2345678901234567890123456
重復(fù)比較，沒有一次匹配成功。
傳統(tǒng)模式匹配方法的問題：
計(jì)算量大：對于一個特定網(wǎng)絡(luò)的每秒需要比較的最大次數(shù)為：
攻擊特征字節(jié)數(shù)×網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包字節(jié)數(shù)×每秒數(shù)據(jù)包數(shù)量×攻擊特征數(shù)量
如果所有攻擊特征長度為20字節(jié)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包平均長度為30字節(jié)，每秒30，000數(shù)據(jù)包，
供給特征庫巾有4000條特征，那么，每秒比較次數(shù)為：
20 x 300 x 30，ooO x 4，000=720，ooO，000，000
榆測準(zhǔn)確性：傳統(tǒng)的模式匹配只能檢測特定類型的攻擊。對攻擊特征微小的變形
都將使得檢測失敗。例如，對丁-wEB服務(wù)器
GET／cgi_bin／phf
I{EAD／cgi—bin／phf
GET／／cgi-biIl／phf
GET／cgi_biIl／foobar／．．／phf
GET／cgi_bi“．／phf
GET％OO／cgi_bin／phf
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GE’11／％63％67％69％2d％62％69％6e／phf
都是合法而且有效的。但以上的匹配方法卻不能檢測。
傳統(tǒng)的模式匹配的檢測方法的問題根本是他把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包看作是無序的隨意
的字節(jié)流。他對該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全不了解。他對于網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膱D像或
音頻流同樣進(jìn)行匹配?？墒浅敖j(luò)通信協(xié)議是一個高度格式化的、具有明確含義和取
值的數(shù)據(jù)流，如果將協(xié)議分析和模式匹配方法結(jié)合起來，可以獲得更好的效率、更
精確的結(jié)果。
協(xié)議分析有效利用了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次性和相關(guān)協(xié)議的知識快速地判斷攻擊特征是
否存在。他的高效使得匹配的計(jì)算量大幅度減小。即使在100M的網(wǎng)絡(luò)巾，以可以充
分地檢測每一個數(shù)據(jù)包。
以下是基于協(xié)議分析的局域安全監(jiān)控系統(tǒng)如何處理上面例中的數(shù)據(jù)包的：
AF74Hy289s82080089v5yt$06l 1tbhk76500801293ugdB2％00397e391234567890123456
7890123456789012345678901234567890123456
協(xié)議規(guī)范指m以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中第13字節(jié)處包含了兩個字節(jié)的第三層協(xié)議標(biāo)識。
基于咖議分析的局域安全監(jiān)控系統(tǒng)利用這個知識開始第一步檢測：
(1)跳過前面12個字節(jié)，讀取13字節(jié)處的2字節(jié)協(xié)議標(biāo)識：0800。根據(jù)協(xié)議規(guī)范
可以判斷這個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包是IP包。
(2)IP協(xié)議規(guī)定lP包的第24字節(jié)處有一個1字節(jié)的第四層協(xié)議標(biāo)識。因此系統(tǒng)跳
過的15到24字節(jié)直接讀取第四層協(xié)議標(biāo)識：06，這個數(shù)據(jù)包是’rcP協(xié)議。
(3)rlcP協(xié)議在第35字節(jié)處有一個2字節(jié)的應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)識(端口號)。于是系
統(tǒng)跳過第25到34字節(jié)直接讀取第35字節(jié)的端r】號：80。該數(shù)據(jù)包是‘個HTTP協(xié)議的
數(shù)據(jù)包。
HTTP協(xié)議規(guī)定第55字節(jié)是uRL開始處，我們要檢測供給特征“GET
／cBi-bin／．／曲f”，因此要仔細(xì)檢測這個uRL。
可以看出，利用協(xié)議分析可以大大減小模式匹配的計(jì)算量，提高匹配的精確度，
減少誤報(bào)率。
4．1．2網(wǎng)絡(luò)傳感器設(shè)計(jì)
網(wǎng)絡(luò)傳感器一般可分為以F幾部分：數(shù)據(jù)包截獲、協(xié)議分析、數(shù)據(jù)分析、引擎管
理和安全通信。它的結(jié)構(gòu)如圖4．1所示：
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——控制疏
圖4-1 局域安全監(jiān)控系統(tǒng)框圖
監(jiān)聽部分：網(wǎng)絡(luò)齡聽模塊將網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置為混亂模式，將接收到達(dá)到網(wǎng)絡(luò)卜．傳輸
的數(shù)據(jù)包截取下來，供協(xié)議分析模塊使用。由于效率的需要，有時要根據(jù)設(shè)置過濾網(wǎng)
絡(luò)上的一些數(shù)據(jù)包，如特定IP，特定MAc地址、特定協(xié)議的數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽模塊
的過濾功能的效率是該例絡(luò)監(jiān)聽的關(guān)鍵，兇為對于網(wǎng)絡(luò)上的每一數(shù)據(jù)包都會使用該模
塊過濾，判斷是否符合過濾條件。低效率的過濾程序會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失、分析部分來
不及處理等。
為提高效率，數(shù)據(jù)包過濾應(yīng)該在系統(tǒng)內(nèi)核里來實(shí)現(xiàn)。我們采用了號}、J為數(shù)據(jù)監(jiān)聽
應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的開發(fā)包里wincap來實(shí)現(xiàn)這模塊，開發(fā)包中內(nèi)置的內(nèi)核層實(shí)現(xiàn)的BDF
過濾機(jī)制和許多接口函數(shù)不但能夠提高監(jiān)聽部分的效率，也降低了我們開發(fā)的難度。
同時wincap是從uNIx平臺上的¨PcAP移植過來的，它們具有相同的接口，減輕
了不同平臺E開發(fā)網(wǎng)絡(luò)代理的難度。
Winc印有三部分組成：一個數(shù)據(jù)包監(jiān)聽設(shè)備驅(qū)動程序， ’個低級的動態(tài)連接庫和
一個高級的靜態(tài)連接庫。數(shù)據(jù)包監(jiān)聽設(shè)備驅(qū)動程序直接從數(shù)據(jù)鏈路層取得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包
不加修改地傳遞給運(yùn)行存用戶層的應(yīng)用程序，他在不同的wINDOWs系統(tǒng)下是不同。
數(shù)據(jù)包監(jiān)聽設(shè)備驅(qū)動程序支持BPF過濾機(jī)制，可以靈活地設(shè)置過濾規(guī)則。低級的動
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態(tài)鏈接庫運(yùn)行在用戶層，他把應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)包監(jiān)聽設(shè)備驅(qū)動程序隔離丌來，使得
應(yīng)用程序可以不加修改地在不|司的wINDOwS系統(tǒng)上運(yùn)行。高級的靜態(tài)鏈接庫和應(yīng)
用程序編譯在一起，他使用低級動態(tài)鏈接庫提供的服務(wù)，向應(yīng)用程序提供完善的監(jiān)
聽接口。如圖4—2所示：
應(yīng)用程序
I高級靜態(tài)連接庫
▲
低級動態(tài)連接庫
▲
數(shù)據(jù)包監(jiān)聽其他協(xié)議棧
設(shè)備驅(qū)動程序
h＼／^ ＼＼／
l數(shù)據(jù)包l
圖4．2 wincap結(jié)構(gòu)圖
用戶層
內(nèi)核層
網(wǎng)絡(luò)接口
協(xié)議分析：協(xié)議分析的功能是辨別數(shù)據(jù)包的協(xié)議類型，以便使用相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析
程序來檢測數(shù)據(jù)包。tq‘以把所有的協(xié)議構(gòu)成一棵協(xié)議樹，一個特定的協(xié)議是該樹結(jié)構(gòu)
中的一個結(jié)點(diǎn)，可以用一棵二叉樹來表示(如圖4—3)。一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的分析就是一
條從根到某個葉子的路徑。在程序中動態(tài)地維護(hù)和配置此樹結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)非常靈活的
協(xié)議分析功能。
在該樹結(jié)構(gòu)中可以加入自定義的協(xié)議結(jié)點(diǎn)，如在HTTP協(xié)議中可以把請求uRL
列入該樹中作為‘個結(jié)點(diǎn)，再將uRL中不同的方法作為子節(jié)點(diǎn)，這樣可以細(xì)化分析
數(shù)據(jù)，提高檢測效率。
樹的結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)包含以下信息：該協(xié)議的特征、協(xié)議名稱、協(xié)議代號，下
級協(xié)議代號，協(xié)議對應(yīng)的數(shù)據(jù)分析函數(shù)鏈表。協(xié)議名稱是該協(xié)議的唯‘標(biāo)志。協(xié)議代
號是為了提高分析速度用的編號。下級協(xié)議代號是在協(xié)議樹中其父結(jié)點(diǎn)的編號，如
TcP的卜級咖議是IP協(xié)議。協(xié)議特征是用于判定一個數(shù)據(jù)包是否為該協(xié)議的特征數(shù)
據(jù)、這是協(xié)議分析模塊判斷該數(shù)據(jù)包的協(xié)議類型的豐要依據(jù)。數(shù)據(jù)分析函數(shù)鏈表是包含
對該協(xié)議進(jìn)行檢測的所有函數(shù)的鏈表。該鏈表的每一結(jié)點(diǎn)包含可配置的數(shù)據(jù)，如是否
啟動該檢測函數(shù)等。
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焉根
葺IP
工CⅡP
OSPF
曰TCP
HTTP
TELNEl
FTP
—SMTP
：POP
曰UDP
i SN】II【P
IPX
ARP
NetBUI
協(xié)議樹
矧4—3協(xié)議樹示意圖
數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)分析模塊的功能是分析某一特定協(xié)議數(shù)據(jù)，得出是否關(guān)注該主機(jī)
的結(jié)淪。一個數(shù)據(jù)分析函數(shù)+般可以檢查一種協(xié)議的一類型入侵，這樣可以方便的進(jìn)
行配置。一個協(xié)議數(shù)據(jù)可能有多個數(shù)據(jù)分析函數(shù)來處理它，這些函數(shù)的被放到1個鏈
表中。一般情況下，數(shù)據(jù)分析盡可能地放到樹結(jié)構(gòu)的葉子結(jié)點(diǎn)卜I或盡可能地靠近葉子
結(jié)點(diǎn)，岡為樹根部分調(diào)用次數(shù)最多，過多的數(shù)據(jù)分析函數(shù)聚集在此會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的
性能。同時葉子節(jié)點(diǎn)L的協(xié)議明確，分析程序可以少做一些冗余的工作，也由此提高
了系統(tǒng)的處理速度。
數(shù)據(jù)分析函數(shù)不僅僅由數(shù)據(jù)包觸發(fā)，也可以是系統(tǒng)定義的某一個事件來觸發(fā)。如
時剛、特定的數(shù)據(jù)包到來、管理員啟動、某種數(shù)據(jù)分析的結(jié)果、網(wǎng)絡(luò)上其他局域安全
監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送來數(shù)據(jù)等都可以觸發(fā)一個始數(shù)據(jù)分析函數(shù)的啟動檢測。這些靈活的觸發(fā)
方式提供了良好的可配置性，也提供r一個開放的分布的平臺使各種分析技術(shù)在一個
系統(tǒng)巾上作。
數(shù)據(jù)分析的方法是局域安全監(jiān)控系統(tǒng)的核心。使用了快速的模式匹配算法，所有
的攻擊方法被表示為模式信號存放在入侵特征數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)前的數(shù)據(jù)如果和數(shù)據(jù)庫中
某種特征匹配，就指出這是這種入侵行為。如發(fā)現(xiàn)一個HTTP請求某個服務(wù)器上的
“／c畫_bin／phf”，這很很可能是一個攻擊者正在尋找系統(tǒng)的cGI漏洞。當(dāng)前發(fā)展的趨勢
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是更高級的統(tǒng)計(jì)分析方法、基于專家系統(tǒng)的分析方法和機(jī)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析方法等。
在我們設(shè)計(jì)的這個體系結(jié)構(gòu)時充分考慮了系統(tǒng)的開放性，可以向系統(tǒng)中添加任何
一種分析方法，也可以把多種分析方法同時運(yùn)用到系統(tǒng)中。甚至在不關(guān)閉系統(tǒng)的狀態(tài)
下向系統(tǒng)動態(tài)地添加新的數(shù)據(jù)分析功。這充分保證了系統(tǒng)可靠的安全服務(wù)。動態(tài)添加
數(shù)據(jù)分析功能是通過添加新的動態(tài)連接庫中的數(shù)據(jù)分析函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。對于已經(jīng)有的
分析功能，可以在入侵特征數(shù)據(jù)庫中添加新的入侵特征，以增強(qiáng)現(xiàn)有模式匹配分析方
法的檢測能力。
引擎管理：代理管理部分負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)傳感器中各部分的協(xié)調(diào)和配置。代理管理除與
各部分間交互的部分外，主要實(shí)現(xiàn)一個動態(tài)的更新機(jī)制。因?yàn)榭刂婆_和網(wǎng)絡(luò)代理可能
是分布在網(wǎng)絡(luò)的的不同主機(jī)上，因此需要網(wǎng)絡(luò)代理有一個代碼移動和動態(tài)更新的機(jī)
制。這樣對]：網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)量眾多達(dá)到網(wǎng)絡(luò)代理的配置和添加功能模塊可以集中或自動
進(jìn)行，減輕安全管理的難度。
4．2主機(jī)傳感器的設(shè)計(jì)
基于主機(jī)的入侵檢測要依賴于特定的操作系統(tǒng)和審計(jì)趴蹤日志獲取信息，此類系
統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)來源受到所依附具體操作系統(tǒng)平臺的限制，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要針對某種特
定的系統(tǒng)平臺，在環(huán)境適應(yīng)性、可移植性方而問題較多。在獲取高層信息以及實(shí)現(xiàn)一
監(jiān)特殊功能時，如針對系統(tǒng)資源情況的審討‘方面具有無法替代的作用。
4．2．1 數(shù)據(jù)來源
主機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)來源不像網(wǎng)絡(luò)傳感器的數(shù)據(jù)來源那樣單一，它可以在系統(tǒng)所能
夠訪問的有必要的所有地方獲得數(shù)據(jù)來分析。其豐要來源有：
(1)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)日志文件
黑客經(jīng)常在系統(tǒng)|_|志文件中留下他們的蹤跡，因此，充分利用系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)日志文
件信息是檢測入侵的必要條件。日志中包含發(fā)生在系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)上的不尋常和不期望活
動的證據(jù)，這些證據(jù)可以指出有人正在入侵或己成功入侵了系統(tǒng)。通過查看日志文件，
能夠發(fā)現(xiàn)成功的入侵或入侵企圖，并很快地啟動相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)程序。F1志文件中記
錄了各種行為類型，每種類型又包含不同的信息，例如I己錄“用戶活動”類型的閂志，
就包含迸錄、用J11 ID改變、用戶對文件的訪問、授權(quán)和認(rèn)證信息等內(nèi)容。很顯然地，
對用戶活動來講，彳i正常的或不期單的行為就是重復(fù)登錄失敗、登錄到不期望的位置
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以及非授權(quán)的企圖訪問重要文件等等。
(2)目錄和文件中的不期望的改變
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的文件系統(tǒng)包含很多軟件和數(shù)據(jù)文件，包含重要信息的文件和私有數(shù)
據(jù)文件經(jīng)常是黑客修改或破壞的目標(biāo)。目錄和文件中的不期望的改變(包括修改、創(chuàng)
建和刪除)，特別是那些正常情況下限制訪問的，很可能就足一種入侵產(chǎn)生的指示和
信號。黑客經(jīng)常替換、修改和破壞他們獲得訪問權(quán)的系統(tǒng)E的文件，同時為了隱減系
統(tǒng)中他們的表現(xiàn)及活動痕跡，都會盡力去替換系統(tǒng)程序或修改系統(tǒng)日志文件。
(3)程序執(zhí)行中的不期望行為
J嘲絡(luò)系統(tǒng)卜的程序執(zhí)行一般包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、用戶起動的程序和特定目
的的應(yīng)用，例如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。每個在系統(tǒng)上執(zhí)行的程序由一到多個進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)。每
個進(jìn)程執(zhí)行在具有1i同權(quán)限的環(huán)境中，這種環(huán)境控制著進(jìn)程t叮訪問的系統(tǒng)資源、程序
利數(shù)據(jù)文件等。一個進(jìn)程的執(zhí)行行為由它運(yùn)行時執(zhí)行的操作來表現(xiàn)，操作執(zhí)行的方式
不同，它利用的系統(tǒng)資源也就不同。操作包括計(jì)算、文件傳輸、設(shè)備和其它進(jìn)程，以
及與網(wǎng)絡(luò)問其它進(jìn)程的通訊。一個進(jìn)程m現(xiàn)了不期望的行為可能表明黑客正在入侵你
的系統(tǒng)。黑客可能會將程序或服務(wù)的運(yùn)行分解，從而導(dǎo)致它失敗，或者是以非用戶或
管理員意圖的方式操作。
4．2．2主機(jī)傳感器結(jié)構(gòu)
從以上可以看出，主機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)米源比網(wǎng)絡(luò)傳感器復(fù)雜得多，由于數(shù)據(jù)源的
不同，分析方法也備小一樣。對于不同的主機(jī)，上而運(yùn)行的應(yīng)用程序也各不相同，因
此不同J‘商設(shè)計(jì)的基于手機(jī)的局域安全監(jiān)控系統(tǒng)的各不相同。
主機(jī)傳感器分為日志分析、文件檢測、主機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口檢測、用戶行為峪測及管理
模塊和安全通信。
同志分析：日志分析是最早出現(xiàn)的入侵檢測的方法，開始于六、七十年代。當(dāng)時
的系統(tǒng)管理員們通常是一行一行地手工分析程序日志，于是出現(xiàn)了一些幫助系統(tǒng)管理
員分析這些程序日志的小程序，這便是最早期的局域安全監(jiān)控系統(tǒng)了。時至今同，同
志分析也是非常有效地一種檢測方法，但是在分析技術(shù)和實(shí)時性上有了很大的提高。
比如用日忐分析方法來檢測cGI攻擊的代價(jià)是非常小的，但幾志分析屬于事后分析，
攻擊已經(jīng)完成了。不同的應(yīng)用有不同的日志，因此日志分析都是針對不同的應(yīng)用的。
文件監(jiān)測：文件臨測中的文件完整性檢測也屬于傳統(tǒng)項(xiàng)目，在UNIx平臺上早有
廣泛的應(yīng)用。攻擊者一般都會添加、刪除或更改一些敏感的文件獲得權(quán)限或者留下后
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門，所以檢測這些文件的改變可以得到攻擊的信息。如果WEB服務(wù)的主頁文件被更
改，幾乎可以肯定發(fā)生了攻擊。
用戶行為檢測：用戶行為檢測主要足對付內(nèi)部人員的誤用和攻擊。統(tǒng)計(jì)表明70％
的攻擊來自于內(nèi)部，所以對內(nèi)部員：I：行為的檢測也是很重要的一個任務(wù)。監(jiān)測的內(nèi)容
主要是包括是否違反安全政策、是否越權(quán)使用系統(tǒng)資源。對于用戶行為的分析也是一
個峪測方而。比如通過長時間的統(tǒng)計(jì)，一個用J、使用“Is”命令時，帶參數(shù)的“Is_aI”
統(tǒng)計(jì)規(guī)律為20％，而在某一次登錄使用過程中使用他的使用概率達(dá)到80％，這肯定以
該引起安全管理員的注意。
主機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口檢測：豐機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口檢測是一種比較新的防護(hù)技術(shù)，類似于個人防
火墻fPersonal Firewar)。它是基于主機(jī)的局域安全監(jiān)控系統(tǒng)和基于網(wǎng)絡(luò)的局域安全監(jiān)
控系統(tǒng)的結(jié)合。他檢測本地主機(jī)的『叫絡(luò)通信情況，將基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測技術(shù)應(yīng)用于
—#機(jī)上，由于它只檢測和分析與本地主機(jī)相關(guān)的通信，所以檢測的代價(jià)比較小。比如
對于斷口掃描的檢測，在網(wǎng)絡(luò)接口防護(hù)中檢測對本地主機(jī)的斷口掃描比在網(wǎng)絡(luò)傳感器
中檢測要容易得多。網(wǎng)絡(luò)接r_：=【防護(hù)不僅僅是檢測系統(tǒng)的一部分，他也可以是一個獨(dú)立
的安全保護(hù)工具。
應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)傳感器有兩大好處。第，由于一個網(wǎng)絡(luò)傳感器可以監(jiān)視具有多臺主機(jī)
的整個網(wǎng)段，從路由器的基礎(chǔ)設(shè)施到應(yīng)用程序的訪問，可以說網(wǎng)絡(luò)傳感器能夠檢測企
業(yè)網(wǎng)絡(luò)巾所有組件所受到的攻擊。第_二，即使在4i工作的時候，網(wǎng)絡(luò)傳感器也能實(shí)時
地檢測攻擊。不過這種網(wǎng)絡(luò)傳感器也有局限性，因此在某些情況下也需要其它類型的
傳感器：
(1)快速網(wǎng)絡(luò)。隨著網(wǎng)絡(luò)速度的加快，有時候網(wǎng)絡(luò)傳感器的工作速度可能無法
跟l：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?
(2)加密數(shù)據(jù)。如果網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)被加密的話，網(wǎng)絡(luò)傳感器即不能起作用，原因是
它無法正確地“看到”網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
(3)交換網(wǎng)絡(luò)。在交換網(wǎng)絡(luò)中，是不可能從一個中央位置處看見所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)
的。兇為通常網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)都是停留在本網(wǎng)段內(nèi)部。
主機(jī)闊絡(luò)接口檢測器位于服務(wù)器上網(wǎng)絡(luò)棧的附近。這樣～個有利的位置決定了它
只對目的地址為該服務(wù)器的數(shù)據(jù)包進(jìn)行監(jiān)測。該方式有如下優(yōu)點(diǎn)：
(4)嗍絡(luò)速度不成問題。因?yàn)橹鳈C(jī)網(wǎng)絡(luò)接口檢測器監(jiān)測的是一個主機(jī)上的通信，
而不是網(wǎng)絡(luò)巾的所有通信。
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(5)網(wǎng)絡(luò)棧在數(shù)據(jù)包到達(dá)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口檢測器之前即已將它們解密。
(6)由于主機(jī)網(wǎng)絡(luò)接I_|檢測器是直接位于主機(jī)上的，因此交換網(wǎng)絡(luò)也不成問題。
歸根結(jié)底，最佳的解決方案是將基于網(wǎng)絡(luò)的局域安全監(jiān)控系統(tǒng)與基于主機(jī)的局域
安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合起來。本來這兩者各自均不能完美地解決安全檢測問題，但通過巧
妙地結(jié)合，它們構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)威脅檢測的可靠解決方案。
4．3控制臺的管理策略
1)事件管理
控制臺中事件管理模塊管理的事件是網(wǎng)絡(luò)傳感器和主機(jī)傳感器產(chǎn)生的事件，這些
事件包括入侵警報(bào)、可疑的網(wǎng)絡(luò)行為。事件管理則要解決如何有效地顯示、和用戶交
互的問題。
分類顯示時控制臺必備的功能，按1i同的顏色區(qū)別不同威脅程度的攻擊，按時間
順序列出攻擊的詳細(xì)情況，按相同IP地址將攻擊分類等等。．
對十事件管理，僅僅列出攻擊本身的信息是不夠的。對于每一個攻擊，應(yīng)該提供
更多的信息給管理員，比如該攻擊的解決方法，在INETERNET上的相關(guān)連接等a對
于管理員來說，標(biāo)記已經(jīng)分析的攻擊也是一個非常實(shí)用的功能。
2)安全管理
部件之間使用ssL(secure socket Layer)來保證客戶機(jī)和服務(wù)器之間的通信安全和
相互認(rèn)證。ssL安全套接層協(xié)議主要是使用公開密鑰體制和x．509數(shù)字證書技術(shù)保護(hù)
信息傳輸?shù)臋C(jī)密性和完整性，主要適用于點(diǎn)對點(diǎn)之間的信息傳輸。局域安全監(jiān)控系統(tǒng)
使用現(xiàn)有的證書系統(tǒng)。
安全管理模塊的功能主要是實(shí)時驗(yàn)證各個部件的證書、各個部件之間的信任關(guān)系
設(shè)置等。
3)報(bào)告生成
有兩種類型的報(bào)告：事件檢測報(bào)告和總結(jié)報(bào)告。事件檢測報(bào)告提供關(guān)于檢測的低
層次的詳細(xì)信息，而總結(jié)報(bào)告則幫助分析員了解攻擊者的趨勢，看那里需要進(jìn)行重點(diǎn)
保護(hù)。
(1)件檢測報(bào)告
事件檢測報(bào)告通常以事件為單位產(chǎn)生，或以一天的總結(jié)報(bào)告的形式產(chǎn)生。它們常
以電子郵件的方式發(fā)送，而且局域安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該提供靈活的地址和并能夠?qū)M(jìn)行
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PGP加密。分析員應(yīng)有機(jī)會報(bào)告控制臺上顯示的每一個檢測事件，而且可以通過點(diǎn)擊
鼠標(biāo)接受每個檢測事件。然后，系統(tǒng)自動產(chǎn)生報(bào)告，分析員在報(bào)告發(fā)送之前進(jìn)行檢查
和注釋。
(2)周、月總結(jié)報(bào)告
管理部門通常對自己負(fù)責(zé)的站點(diǎn)是否正在受到攻擊感興趣。但是以事件為單位或
以天為單位的報(bào)告需要花費(fèi)很多時問來處理，而且無法幫助他觀察宏觀的形勢。周或
月總結(jié)報(bào)告解決了這個問題。通常，管理者的級別越高，向他發(fā)送報(bào)告的頻率就應(yīng)越
低。
4)部件管理
局域安全監(jiān)控系統(tǒng)是一個可擴(kuò)展和具有良好的可配置性的系統(tǒng)。系統(tǒng)部件管理本
管界面一致、管理集中的原則，對于每一個部件能夠精確的控制。
每個部件在系統(tǒng)中是一個獨(dú)立的實(shí)體，每個部件具有數(shù)量不定的屬性。對于部件
的管理正是通過設(shè)定這些屬性的值來完成的。系統(tǒng)采用“名字=值”的方式來記錄部
件的一個屬性名稱和他的值。
部件管理還包括部件的添加、刪除以及啟動、停止每個部件等。
4．4本章小結(jié)
本章主要討淪了系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)。在網(wǎng)絡(luò)傳感器中，提出了檢測匹配法的
改進(jìn)，而它的框架主要由數(shù)據(jù)包截獲、協(xié)議分析、數(shù)據(jù)分析、引擎管理和安全通信組
成。主機(jī)傳感器中給出了它的數(shù)據(jù)來源。控制臺則介紹了它的管理策略，如事件管理、
安全管理等。
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5．1 全文總結(jié)
5總結(jié)與展望
目前，我們正在進(jìn)入瓦聯(lián)網(wǎng)時代，互聯(lián)網(wǎng)足一種完全開放的傳播方式．它小僅給
我們帶來無盡的有益信息．促進(jìn)遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子政務(wù)、電子商務(wù)的迅猛發(fā)
展，甚至改變著人們的思維觀念，通過互聯(lián)網(wǎng)掌握知識已成為青年立足丁二社會的必備
素質(zhì)。
日：聯(lián)網(wǎng)帶來無盡豁處的同時，其負(fù)面影響幾乎足對等的撲來，色情、暴力、反動
等不健康的信息通過各種互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境和社會r屢禁不止的色情網(wǎng)業(yè)和光盤，極大的傷
害青少年的身心健康。
本義主要深入研究了如何在局域州中米管理各計(jì)算機(jī)的方法，用網(wǎng)絡(luò)嗅探器，結(jié)
構(gòu)化分析設(shè)汁方法進(jìn)行需求分析，采用原型化方法進(jìn)行軟件丌發(fā)．采用面向?qū)ο蟮某?
序設(shè)計(jì)與法束對各種不良信息(色情、暴力、迷信、反動、毒品、賭博、種族仇恨、
極右勢力、消極頹廢等等)的關(guān)鍵字束進(jìn)行檢測，之后對其進(jìn)行屏蔽，使上例者刁、能
接觸到這類危害信息。
利用在網(wǎng)絡(luò)中每臺機(jī)器I‘安裝主機(jī)傳感器，來獲取局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)信息，在局域
闈內(nèi)的任意一臺機(jī)器上安裝網(wǎng)絡(luò)傳感器和控制臺，來獲取局域剛阿絡(luò)信息和配置監(jiān)控
策略，實(shí)時顯示并記錄兼控效果。
該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的管理，實(shí)時獲取機(jī)器在線信息，能夠根據(jù)需要獲取局
域網(wǎng)內(nèi)機(jī)器屏幕信息，盟示并記錄局域網(wǎng)內(nèi)對受控網(wǎng)站的訪問，能夠?qū)﹄娮余]件、
BBs、聊大室進(jìn)行監(jiān)控，對局域網(wǎng)內(nèi)每臺機(jī)器通過HTTP與外界的信息變換進(jìn)行審
計(jì)，對局域網(wǎng)及每臺機(jī)器的各種行為記錄成日志，以便事后取證和分析統(tǒng)計(jì)。特別是
根據(jù)關(guān)鍵寧對r巳予郵件進(jìn)行過濾，還原顯示并記錄相咒lb子郵件，對保密信息的泄漏
取證井分析，具有較大的實(shí)用價(jià)值。
而我在本系統(tǒng)寸l的T作主要是升始時嘲絡(luò)傳感器的模塊_：發(fā)和后期整個系統(tǒng)各模塊問
的連接測試。局峨網(wǎng)內(nèi)通過lsDN連入INTERNET，局域閉內(nèi)安裝有Ln啞『)(、WmDOws98、
WND()wsN J、僦Ows2000操作系統(tǒng)，對系統(tǒng)所有功能進(jìn)行了全面的測試。
本系統(tǒng)與其他同類軟件對比有以下優(yōu)勢：
本系統(tǒng)與其他同類軟件對比有以r優(yōu)勢：
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可擴(kuò)展性：可卅i斷改進(jìn)升級，滿足不同時期的需要。
開放性：針對用戶今后業(yè)務(wù)發(fā)展以及社會的發(fā)展提供接口。
先進(jìn)性：在兼顧系統(tǒng)成熟性的前提下，采用先進(jìn)的技術(shù)，發(fā)揮系統(tǒng)最大效率，并
隨著技術(shù)不斷發(fā)展得到相應(yīng)的更新。
可靠性：系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
安全性：具有較強(qiáng)的安全自我防護(hù)能力。
方便性：使用操作簡便、直觀，可視化與交互性要好。
該系統(tǒng)對局域網(wǎng)的監(jiān)控功能齊全，實(shí)用性強(qiáng)，充分保證了信息的安全性，對網(wǎng)絡(luò)
的安全起到了監(jiān)督作用，對保密信息的泄露起到了防范作用。
該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡單，用戶界面友好，能夠?qū)Χ喾N網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行安全監(jiān)控。
5．2研究展望
本系統(tǒng)對機(jī)器管理功能有待進(jìn)一步完善。
局域網(wǎng)安全崎控的核心就是塒局域網(wǎng)內(nèi)每臺機(jī)器的控制，也就是對局域網(wǎng)內(nèi)的安
全管理，對每臺機(jī)器控制的越嚴(yán)格、有效，監(jiān)控效果越明顯。尤其是當(dāng)局域網(wǎng)內(nèi)機(jī)器
的參數(shù)改變后還要不影響監(jiān)控效果。在這方面還有許多工作要做。
對IcQ、QQ聊】天的監(jiān)控
聊天是目前網(wǎng)絡(luò)最常見的活動，這也給網(wǎng)絡(luò)安全帶來很多隱患：上班時間聊天影
響工作效率，聊天容易造成泄密，聊天程序給網(wǎng)絡(luò)攻擊創(chuàng)造機(jī)會等。因此有必要對
IcQ、QQ聊天進(jìn)行監(jiān)控。
列壓縮文件的監(jiān)控
I==|前許多網(wǎng)絡(luò)非法活動越來越隱蔽，比如法論功采取對信息進(jìn)行壓縮傳輸和加密
傳輸?shù)姆椒ㄆ髨D逃避腑控，因此有必要對目前心絡(luò)常見的壓縮文件進(jìn)行監(jiān)控。
因?yàn)楸拒浖歉鶕?jù)通過建立不良網(wǎng)址數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)址過濾技術(shù)屏蔽一些不好的網(wǎng)
站，利用關(guān)鍵字匹配技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)用戶想登陸的網(wǎng)站域名進(jìn)行過濾，對網(wǎng)業(yè)中的文字
信息進(jìn)行過濾。但由于互聯(lián)網(wǎng)上每天都有新的黃色網(wǎng)站出現(xiàn)可是字面看不是黃色的站
出現(xiàn)，所以對其判別檢測率不能達(dá)到loo％，而且只能對簡體中文和英文文字檢測，
小能對互聯(lián)網(wǎng)上大量的F__|文、韓文等其他文字進(jìn)行檢測。所以F一步的想法是“基于
內(nèi)容的圖象的檢索與存儲技術(shù)”，這是當(dāng)前國際上研究的熱點(diǎn)，其還有許多難題尚未
解決。所以對它的研究也是對本軟件的完善帶來很大的效應(yīng)。
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致謝
在論文即將完成之際，謹(jǐn)向指導(dǎo)、關(guān)心和幫助我的老師、同學(xué)和領(lǐng)導(dǎo)致以最誠摯
的感謝!
首先感謝我的導(dǎo)師莢治洪教授。在學(xué)習(xí)上，導(dǎo)師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、
對科學(xué)敏銳的洞察力和極強(qiáng)的預(yù)見性，給予我悉心的指導(dǎo)和莫大的啟發(fā)。在生活中，
導(dǎo)師也給予我無微不至的關(guān)懷和幫助，并以其高尚的品格、豁達(dá)的胸襟和忘我的工作
精神時時激勵我，為我樹立了做人的楷模。導(dǎo)師的教誨將使我受益終生。
感謝我的師兄魯凡，他在課題研究與實(shí)現(xiàn)階段對我進(jìn)行了的熱心指導(dǎo)，提出了許
多寶貴的意見，做課題期間給予了很大的幫助，他們的刻苦鉆研精神和認(rèn)真踏實(shí)的工
作作風(fēng)是我學(xué)習(xí)的榜樣。
還要感謝沈建京教授在工作和生活上對我的關(guān)心和支持。
最后，深深感謝我的家人，是他們?yōu)槲姨峁┝藦?qiáng)大的精神支柱，沒有他們的鼓勵
和支持，就沒有我的今天。
感謝所有幫助、關(guān)心我的人們。
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華中科技大、學(xué)碩士學(xué)位論文
附錄1攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
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局域網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究
作者： 褚盈
學(xué)位授予單位： 華中科技大學(xué)
相似文獻(xiàn)(10條)
1.期刊論文李瑞雪.張迎春.Li Rui-xu.Zhang Ying-chun 多目標(biāo)安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)在新立城水庫的應(yīng)用 -吉林
水利2007,""(7)
新立城水庫安全多目標(biāo)管理系統(tǒng)采取多目標(biāo)監(jiān)控技術(shù)與信息技術(shù)優(yōu)化組合,由現(xiàn)場監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三級網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場監(jiān)控層、工程
管理層和管理中心,實(shí)現(xiàn)對水情、云圖和和大壩安全的實(shí)時監(jiān)測和分析,提高了水庫安全管理效率.
2.學(xué)位論文林威揚(yáng) windows主機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2006
隨著信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和深入應(yīng)用，局域網(wǎng)絡(luò)的安全管理越來越引起人們重視。傳統(tǒng)的安全技術(shù)和產(chǎn)品如防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等在保障局域網(wǎng)安全
方面具有一定的局限性，它們無法有效地管理終端主機(jī)。針對這個問題，本文提出了一個在局域網(wǎng)環(huán)境下對使用Windows系統(tǒng)的終端主機(jī)實(shí)施安全監(jiān)控和
管理的方案，幫助系統(tǒng)管理員對局域網(wǎng)中的Windows主機(jī)進(jìn)行有效的管理。
本文首先闡述實(shí)現(xiàn)Windows主機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的相關(guān)理論和技術(shù)，然后對系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行分析、比較和選擇，并對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行描述，說明
了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、模塊結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、策略表示等方面的內(nèi)容，還給出了主機(jī)端監(jiān)控管理程序的主要函數(shù)及源代碼，最后，總結(jié)本文的特點(diǎn)并提出
今后的努力方向。
3.期刊論文桑海泉.康榮學(xué).魏利軍.SANG Hai-quan.KANG Rong-xue.WEI Li-jun 基于無線局域網(wǎng)(WLAN)的油田安
全監(jiān)控系統(tǒng)研究-中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)2009,19(7)
針對油田監(jiān)控對象具有點(diǎn)多、面廣、跨區(qū)域的特點(diǎn),指出對油田進(jìn)行無線監(jiān)控的必要性,并對6種常見的無線通信手段的特點(diǎn)進(jìn)行比較;根據(jù)油田安全
監(jiān)控的業(yè)務(wù)需求,提出基于WLAN技術(shù)的油田安全監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能設(shè)計(jì)方案;并結(jié)合工程實(shí)施案例介紹系統(tǒng)中無線設(shè)備的選型、安裝和防雷接
地等方面的工程問題.該研究成果實(shí)現(xiàn)油田的安全監(jiān)控預(yù)警,減少或避免事故發(fā)生的可能性,有利于提高油田安全管理的科學(xué)性,具有實(shí)用推廣價(jià)值.
4.學(xué)位論文胡托任 主機(jī)安全監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究 2006
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，全球范圍mtemetT應(yīng)用的普及，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)越來越多的服務(wù)于人們的生產(chǎn)和生活，同時也給信息行業(yè)帶來很多新的挑戰(zhàn)。在眾
多的網(wǎng)絡(luò)攻擊事件中，由內(nèi)部人員發(fā)起的攻擊或者由內(nèi)部人員濫用網(wǎng)絡(luò)資源造成的攻擊占據(jù)網(wǎng)絡(luò)攻擊事件中相當(dāng)大的比例，因此內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)安全對
于企事業(yè)單位的網(wǎng)絡(luò)安全至關(guān)重要。而局域網(wǎng)主機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)就是保障內(nèi)網(wǎng)安全的優(yōu)秀產(chǎn)品。
局域網(wǎng)主機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)針對局域網(wǎng)環(huán)境，對局域網(wǎng)主機(jī)實(shí)行統(tǒng)一管理，集中分配網(wǎng)絡(luò)資源，配置主機(jī)資源使用策略。同時還可以實(shí)時監(jiān)控局域網(wǎng)
內(nèi)所有主機(jī)的使用狀況，防止資源濫用，并對非法使用進(jìn)行阻斷和告警。
本文詳細(xì)介紹了主機(jī)安全監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)：①網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)，提出了基于驅(qū)動層數(shù)據(jù)包過濾的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)，提高了網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控的靈活
性，通過正確的設(shè)置，系統(tǒng)可以控制主機(jī)訪問網(wǎng)絡(luò)的范圍，而不是簡單的提供禁止網(wǎng)絡(luò)的功能；②存儲介質(zhì)監(jiān)控技術(shù)，提出了基于文件系統(tǒng)驅(qū)動的存儲
介質(zhì)監(jiān)控技術(shù)，使得文件監(jiān)控和存儲介質(zhì)監(jiān)控在實(shí)現(xiàn)上統(tǒng)一起來；③程序保護(hù)技術(shù)，通過進(jìn)程隱藏和雙進(jìn)程保護(hù)實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程的雙重保護(hù)，使用隱藏技術(shù)
實(shí)現(xiàn)了對注冊表和安全區(qū)的保護(hù)，有效的保證了監(jiān)控代理的可靠運(yùn)行，使得系統(tǒng)的布局和管理更為方便，在一定程度上脫離了人為的控制。同時結(jié)合我
們開發(fā)的局域網(wǎng)主機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，對主機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹，包括保密通信和信息采集等。
5.學(xué)位論文季祥 基于Internet的大壩群分布式安全監(jiān)控管理系統(tǒng)研究 2006
我國目前對大壩安全監(jiān)測資料分析主要是基于局域網(wǎng)C/S結(jié)構(gòu)的離線分析，因此，如何建立安全監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)多座大壩的統(tǒng)一管理，是今后大壩安
全監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)展的方向。本文在研究了國內(nèi)外大壩安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用當(dāng)前高新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及軟件技術(shù)，重點(diǎn)研究了基于
Internet網(wǎng)絡(luò)的大壩群分布式安全監(jiān)控管理系統(tǒng)和與之關(guān)聯(lián)的幾個關(guān)鍵技術(shù)問題。其主要內(nèi)容有：
(1)分析了我國大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，研究了基于Internet網(wǎng)絡(luò)的大壩群分布式安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，構(gòu)建了基于
Internet網(wǎng)絡(luò)的大壩群分布式安全監(jiān)控管理平臺。
(2)研究了基于Internet網(wǎng)絡(luò)的大壩群分布式安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中的平臺架構(gòu)、分布式組件開發(fā)技術(shù)、系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)種類的選擇等關(guān)鍵問題，并分
析了系統(tǒng)的工作流程及實(shí)現(xiàn)的過程；同時探討了分布式安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的安全性問題及相應(yīng)的對策。
(3)研究了大壩群分布式安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中的預(yù)警系統(tǒng)，主要內(nèi)容包括：監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的管理、分析評價(jià)模型的建立、安全監(jiān)控指標(biāo)的擬定等；并
分析了預(yù)警系統(tǒng)的架構(gòu)及工作流程。
(4)研究了大壩群監(jiān)控管理系統(tǒng)中網(wǎng)上信息查詢系統(tǒng)的功能架構(gòu)、系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)；探討了信息查詢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中的幾個關(guān)鍵性問題，包括頁面動
態(tài)圖形生成以及客戶端的在線升級，并給出了相應(yīng)的解決方案。
(5)以福建省大壩群為例，開發(fā)了基于Internet網(wǎng)絡(luò)的分布式安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。
6.期刊論文張偉勝.陳剛.董金祥一種C/S模式網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) -計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)2002,23(11)
主要介紹局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全的必要性,提出了網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控系統(tǒng)的模型和體系結(jié)構(gòu),并詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法.
7.學(xué)位論文向昌周 基于流媒體技術(shù)的鐵路安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2006
流媒體技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的產(chǎn)物，是音頻、視頻和媒體數(shù)據(jù)以流式傳輸?shù)姆绞皆诰W(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行邊傳輸邊播放的一種連續(xù)時基
多媒體信息技術(shù)。流媒體傳輸具有實(shí)時性和連續(xù)性的特點(diǎn)，采用不同的碼率傳輸，可以使用戶在幾十kbit／s低帶寬到幾十Mbit／s高帶寬的不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)
境中都能在線連續(xù)不斷的進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻，流媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)視頻、視頻監(jiān)控、視頻點(diǎn)播中的應(yīng)用尤其廣泛。
伴隨著流媒體技術(shù)的成熟應(yīng)用，把其應(yīng)用于大范圍、點(diǎn)多、線長、環(huán)境復(fù)雜的鐵路安全監(jiān)控系統(tǒng)中成為時下鐵路安全研究的主要方向之一，因此本
文以達(dá)成公司為研究對象，進(jìn)行了基于流媒體技術(shù)的鐵路安全監(jiān)控設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
系統(tǒng)先進(jìn)行了可行性分析，并對具體用戶作了需求分析，確立了對達(dá)成鐵路沿線各單位重點(diǎn)部門，重要場所，主要橋梁遂道進(jìn)行車間、段、公司機(jī)
關(guān)三級視頻監(jiān)控，并對監(jiān)控中出現(xiàn)的問題進(jìn)行一定程度的報(bào)警與自動預(yù)防，同時，把既有線路情況作成流媒體視頻并可進(jìn)行任意點(diǎn)播，在搶險(xiǎn)、救災(zāi)時
還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻通訊與視頻會議。
系統(tǒng)體系結(jié)設(shè)計(jì)采用B／S與C／S相結(jié)合的模式；數(shù)據(jù)庫采用ORACEL8．16：軟件設(shè)計(jì)按照框架式、全參數(shù)、模塊化原則進(jìn)行，共分12個大模塊進(jìn)行設(shè)
計(jì)實(shí)現(xiàn)；硬件設(shè)計(jì)分為主控中心與區(qū)域心，在主控中心采用兩臺服務(wù)器進(jìn)行一主一備，區(qū)域監(jiān)控中心共分為六大區(qū)域，采用一臺視頻服務(wù)器，每個區(qū)域
中心每天定時進(jìn)行數(shù)據(jù)備份的同時并備份一份到主控中心磁盤陣列；網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)在區(qū)域中心以100M局域網(wǎng)為主，主干通道采用鐵路2M網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行傳輸。
本論文設(shè)計(jì)以流媒體技術(shù)為基礎(chǔ)，完成了達(dá)成鐵路線視頻通信、遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻點(diǎn)播的實(shí)現(xiàn)，對達(dá)成線安全生產(chǎn)起到了不可估量的作用。
8.期刊論文李敬偉.劉晙.Li Jingwei.Liu Jun 基于局域網(wǎng)的IP數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) -甘肅科技
2009,25(21)
分析了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽、局域網(wǎng)監(jiān)聽、數(shù)據(jù)包攔截和軟件包捕獲技術(shù)的原理,設(shè)計(jì)了一種基于局域網(wǎng)的IP數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件.利用該監(jiān)控軟件可以對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)
行監(jiān)視,對網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒑蛿?shù)據(jù)流動情況實(shí)時檢測,通過對數(shù)據(jù)包和軟件包捕獲對當(dāng)前數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析和顯示,從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控的目的.
9.學(xué)位論文王瑞 基于JXTA的局域網(wǎng)文件共享系統(tǒng)研究 2006
P2P是現(xiàn)今共享技術(shù)研究的熱點(diǎn)，該技術(shù)在不需要繼續(xù)投資的情況下，能夠利用網(wǎng)絡(luò)中普通計(jì)算機(jī)的“閑置”資源，組成一種幾乎可以無限擴(kuò)展的虛
擬網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)中所有計(jì)算機(jī)都是平等的，它們在提供資源的同時，可以方便快捷地獲得網(wǎng)絡(luò)中其它計(jì)算機(jī)提供的共享資源，從而極大地促進(jìn)了信息的
交換。
一個P2P資源共享系統(tǒng)需要解決兩方面的問題：資源搜索和資源傳送。由于P2P本身具有的分布式存儲特點(diǎn)，使得實(shí)現(xiàn)局域擴(kuò)展性的資源傳送機(jī)制變
得相對容易，所以根本的難點(diǎn)在于如何發(fā)現(xiàn)擁有資源的對等點(diǎn)。為了解決該問題，同時考慮資源搜索速度、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性能以及負(fù)載平衡等因素，本文做
了以下幾方面的工作：
在網(wǎng)絡(luò)模型方面，提出一種改進(jìn)的混合式網(wǎng)絡(luò)模型。該模型中，根據(jù)實(shí)體提供服務(wù)的不同，將網(wǎng)絡(luò)從下到上分為集合、組和域三個層次，形成了一
種新的層次化網(wǎng)絡(luò)。
在動態(tài)連接方面，使用首選集合點(diǎn)策略來均衡網(wǎng)絡(luò)流量；使用信息緩存策略來提高速度；對鄰列表進(jìn)行動態(tài)更新和補(bǔ)償從而使得對等點(diǎn)穩(wěn)定連接的
同時，保證自身的效率。
在前兩步的基礎(chǔ)上，提出了將DHT和隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)相結(jié)合的搜索算法，根據(jù)對等點(diǎn)所在層次的不同，使用不同的消息傳遞和轉(zhuǎn)發(fā)方式來解決局域網(wǎng)內(nèi)的搜
索問題。
為了保證局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸安全，本文采用了改進(jìn)Poblano模型。在以后的研究工作中，可以將整個局域網(wǎng)內(nèi)的P2P當(dāng)作一個服務(wù)接口提供給外網(wǎng)
使用，這樣，既有效地利用了網(wǎng)內(nèi)資源，提高搜索和下載速度，又可以使用原局域網(wǎng)內(nèi)配置的服務(wù)器進(jìn)行安全監(jiān)控和信任監(jiān)督。
10.學(xué)位論文鞏天寧 基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能監(jiān)控系統(tǒng) 2009
基于傳統(tǒng)PC機(jī)的多媒體網(wǎng)絡(luò)化圖像監(jiān)控系統(tǒng)作為一種重要的安防手段已經(jīng)有很長的發(fā)展歷史，在安全監(jiān)控、生產(chǎn)過程監(jiān)控、住宅小區(qū)監(jiān)控等領(lǐng)域
，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、嵌入式技術(shù)、視覺跟蹤技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，以及人們對降低監(jiān)控系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)可靠性、增加系統(tǒng)智能度
的迫切要求下，智能化遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)正成為新的研發(fā)熱點(diǎn)。
本文把嵌入式技術(shù)與Internet技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了基于嵌入式Linux的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的采集端硬件選用基于ARM內(nèi)核的S3C2440芯片，操作
系統(tǒng)為嵌入式Linux，服務(wù)程序在操作系統(tǒng)內(nèi)以Demon方式運(yùn)行等待監(jiān)控端的連接后為其提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)在局域網(wǎng)乃至Internet上的遠(yuǎn)程監(jiān)控和參數(shù)的設(shè)
置，實(shí)現(xiàn)了智能監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。
本文簡要介紹了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)與本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并敘述了完成本系統(tǒng)所使用的技術(shù)與開發(fā)環(huán)境的構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上把系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為：系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
、引導(dǎo)加載程序的分析與移植，操作系統(tǒng)的移植與驅(qū)動程序的編寫、應(yīng)用軟件的分析與設(shè)計(jì)幾個部分。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要敘述了系統(tǒng)監(jiān)控端的硬件電路
設(shè)計(jì)，引導(dǎo)加載程序部分主要闡述了U-Boot的分析與移植，操作系統(tǒng)部分主要闡述了嵌入式Linux的移植、USB接口攝像頭驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)和如何利用
Ⅵdeo4Linux實(shí)現(xiàn)視頻采集、云臺驅(qū)動程序的編寫、根文件系統(tǒng)的制作，應(yīng)用軟件部分分別闡述了采集端與監(jiān)控端應(yīng)用軟件的分析設(shè)計(jì)。
最后通過系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果顯示達(dá)到了本課題預(yù)定的目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)了利用局域網(wǎng)或Internet網(wǎng)對遠(yuǎn)程環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控的功能。

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