基于突变理论的IP网络异常行为检测机制研究

• 作 者: 林建人
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 异常检测 突变理论 分叉集曲线

随着计算机技术与网络技术的飞速进步,网络与通信设施早已是国家重要的必备的设施。人类不但意识到网络与通信技术对社会进步做出重大贡献,也意识到了信息安全问题己是影响国家和社会持续进步与发展需要解决的重大关键问题,而异常检测技术作为一种重要的信息安全技术,已经成为计算机网络技术领域的一个重要研究对象。目前,突变理论已被广泛用于交通、水利、土木等安全工程领域,但少有涉及信息安全领域。本文正是在这种背景下对基于突变理论的网络异常行为检测机制展开的探索性研究。首先,本文分析了目前各种异常检测技术的优缺点,然后介绍了突变理论的基本原理,主要包括突变理论概况及研究对象、齐曼突变结构、突变特征、突变基本类型和突变理论的应用方式等。由于在本论文中,突变理论基础在网络异常行为建模中尤为重要,故它是后续建模及实验验证的理论基础。然后,论文证实了突变理论用于网络异常行为检测的可行性,并通过理论分析选择用于建模的基本突变模型和建模方式。再从各种网络数据的关系图形形象地说明尖点突变模型中各种变量的选择,最后在满足尖点突变模型的各种突变特征的条件下,将数据进行处理建立了基于网络异常行为的突变流形及分叉集曲线。此外,论文基于异常行为在突变模型各区域中的突变特性和典型的突变约定还提出了一种基于网络异常突变模型的异常检测算法,并给出了算法的模块框图及核心伪代码。最后,论文为了验证基于突变理论的网络异常检测模型及其异常检测算法的有效性,通过在局域网内搭建实验网平台并注入真实的网络攻击,利用抓包工具获取所需的各种网络数据集进行建模,并且与目前流行的其他异常检测技术的检测效果进行对比,从而分析得到网络异常流量与正常流量的比值大小对突变模型的检测效果的影响。