基于NFA的正則表達(dá)式的可重構(gòu)硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入高速的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，而隨著網(wǎng)絡(luò)流量的高速增加，網(wǎng)絡(luò)安全性也越來(lái)越重要。網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)(Network Intrusion Detection System，NIDS)正是一種用于偵測(cè)網(wǎng)絡(luò)上的蠕蟲(chóng)和病毒對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊的檢測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全。正則表達(dá)式匹配在網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)里起著關(guān)鍵的作用。當(dāng)前正則表達(dá)式匹配主要在網(wǎng)絡(luò)安全、文本處理、醫(yī)學(xué)、電信等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。通常的正則表達(dá)式匹配都是用軟件實(shí)現(xiàn)的，但是由于網(wǎng)絡(luò)流量

2、的迅猛增長(zhǎng)，在通用處理器上用軟件實(shí)現(xiàn)正則表達(dá)式匹配已經(jīng)很難完成，因此需要用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)正則表達(dá)式匹配。
　　本文對(duì)于正則表達(dá)式匹配的硬件設(shè)計(jì)，采用一種基于非確定有限狀態(tài)機(jī)(Nondeterministic FiniteAutomata，NFA)的硬件電路設(shè)計(jì)方法，并采用可重構(gòu)理論對(duì)正則表達(dá)式匹配電路進(jìn)行可重構(gòu)的設(shè)計(jì)。本文將正則表達(dá)式分為單模式正則表達(dá)式和多模式正則表達(dá)式，并分別對(duì)它們的匹配引擎進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)于單模式正則表達(dá)式匹配引擎

3、的設(shè)計(jì)，本文采用一種基于預(yù)處理的NFA單模式匹配方法。對(duì)于多模式正則表達(dá)式匹配引擎，本文在研究將正則表達(dá)式里的單個(gè)元字符表示為NFA，并將其轉(zhuǎn)化為單個(gè)元字符匹配電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種快速的正則表達(dá)式匹配電路，從而提高了正則表達(dá)式的匹配速度，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的吞吐量。并在研究正則表達(dá)式元字符匹配電路可重構(gòu)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)正則表達(dá)式匹配電路的可重構(gòu)設(shè)計(jì)，從而降低了硬件電路的使用面積。
　　本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠支持可配置的500條正則表達(dá)