移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)路由入侵檢測模型與方法研究.pdf

1、移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(自組網(wǎng)絡(luò))是一種新型的無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)不依賴于任何固定的基礎(chǔ)設(shè)施和管理中心，具有自組織性、動(dòng)態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、有限的資源、多跳通信等特點(diǎn)。它在軍事戰(zhàn)術(shù)通信、應(yīng)急通信、傳感器網(wǎng)絡(luò)、普適計(jì)算、自組網(wǎng)與蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)合等領(lǐng)域的應(yīng)用引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的普遍關(guān)注。
　　 由于移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)參與網(wǎng)絡(luò)路由，路由協(xié)議的安全性尤為重要。而目前DSR、DSDV、AOVD等路由協(xié)議缺少安全

2、機(jī)制，路由協(xié)議面臨多種攻擊和安全威脅，因此，自組網(wǎng)路由的安全性已成為全球?qū)W術(shù)界一大研究熱點(diǎn)。而現(xiàn)有安全路由的研究幾乎都是針對路由協(xié)議的設(shè)計(jì)和開發(fā)，通過對路由協(xié)議漏洞的檢測和防御來實(shí)現(xiàn)安全路由的研究還很少。
　　 本論文依托國家自然科學(xué)基金、湖南省杰出青年基金、湖南省自然科學(xué)基金、湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目和湖南省教育廳優(yōu)秀青年等項(xiàng)目，根據(jù)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)特有屬性，以入侵檢測技術(shù)為基礎(chǔ)、廣泛應(yīng)用的AODV路由協(xié)議為實(shí)例、協(xié)議FSM、模糊推

3、理和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)為工具，分析針對AODV路由協(xié)議的各種攻擊，實(shí)現(xiàn)基于入侵檢測技術(shù)的安全路由。研究新型入侵檢測系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，選擇恰當(dāng)?shù)娜肭痔卣鱽順?gòu)造檢測模型，設(shè)計(jì)開發(fā)效率高、性能好的識(shí)別算法來鑒別和分類入侵?jǐn)?shù)據(jù)，并通過NS-2網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證其有效性。論文主要完成了如下6個(gè)方面的具體研究內(nèi)容：
　　 (1)根據(jù)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，研究了移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)所面臨的各種攻擊和威脅，并對典型AODV路由協(xié)議的工作原理和安全漏洞進(jìn)行

4、剖析。
　　 (2)以固定的分區(qū)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了AODV路由協(xié)議入侵檢測系統(tǒng)模型和節(jié)點(diǎn)檢測模型。在移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，由于沒有固定的如防火墻、網(wǎng)關(guān)等固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，IDS不能收集到像有線網(wǎng)絡(luò)一樣全局的審記日志，它的審記日志只能是局部的、部分的，設(shè)計(jì)一個(gè)更適合具有自組織和移動(dòng)特性的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的IDS體系結(jié)構(gòu)是該論文的關(guān)鍵。本文以網(wǎng)絡(luò)分區(qū)為基礎(chǔ)，將有限狀態(tài)機(jī)(FSM)濫用入侵檢測方法與基于模糊邏輯和支持向量機(jī)(SVM)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)相結(jié)

5、合，提出了一種混合的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)入侵檢測模型-CRIDMAN(Combined RoutingIntrusion Detection Model for Mobile Ad Hoc Network)。
　　 (3)對AODV協(xié)議的進(jìn)行可靠形式化分析。FSM能表示路由協(xié)議中狀態(tài)和時(shí)間兩個(gè)重要協(xié)議元素的時(shí)序性，以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)隨事件變化的關(guān)系。基于FSM的路由協(xié)議分析已廣泛地應(yīng)用到有線網(wǎng)絡(luò)中，在一些文獻(xiàn)中也提出了DSR等AdHoc網(wǎng)

6、絡(luò)路由協(xié)議的FSM分析和設(shè)計(jì)來防堵惡意行為。本文分析AODV協(xié)議的有限狀態(tài)機(jī)，并對檢測常見的一些路由協(xié)議攻擊，如黑洞攻擊、資源消耗、丟包等，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。
　　 (4)論文對分類與回歸樹(Classification And Regression Tree)算法進(jìn)行分析和研究，并將其作為重要網(wǎng)絡(luò)參數(shù)訓(xùn)練和選擇算法，通過引入6倍標(biāo)準(zhǔn)差(SixSigma)方法來標(biāo)識(shí)識(shí)別攻擊的重要網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的門限值。
　　 (5)根據(jù)

7、模糊邏輯特點(diǎn)，論文引入威脅指數(shù)(TI，Threat Index)來量化移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由所受安全威脅的級別，通過模糊推理系統(tǒng)(FIS)計(jì)算的TI值，以及正常、懷疑和威脅狀態(tài)TI門限值，經(jīng)過比較來判斷節(jié)點(diǎn)所受威脅的級別和層次，并通過大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　 (6)在模式識(shí)別問題上，支持向量機(jī)(SVM)已被證明能提供良好的檢測性能。通過分析攻擊所具有的行為特征，正確擷取攻擊行為的特征，對經(jīng)過模糊檢測處于懷疑狀態(tài)的