Netfilter-iptables防火墻中精確單模式匹配算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和人們的生活聯(lián)系得更加的緊密，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量呈現(xiàn)了爆發(fā)式增長。但是由于網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和開放性，人們在享受網(wǎng)絡(luò)給生活帶來改變的同時(shí)，也在受到各種網(wǎng)絡(luò)安全問題的困擾。如何維護(hù)一個(gè)安全和諧的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境成了一個(gè)尤為重要的問題。網(wǎng)絡(luò)防火墻在管理用戶行為、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全方面起著不可替代的作用。實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)防火墻采用的是攻擊行為特征匹配的方式進(jìn)行攻擊行為檢測，這種方法首先對(duì)已知的攻擊行為進(jìn)行特征提取形成特征庫，在

2、攻擊檢測中大多采用模式匹配的方式對(duì)特征進(jìn)行匹配。在這一類攻擊行為檢測方法中模式匹配占有非常重要的地位。
　　本文首先研究了Linux系統(tǒng)Netfilter/iptables防火墻，深入研究了防火墻當(dāng)中的字符串模式匹配模塊，并對(duì)其效率進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)之上，提出了一種Netfilter/iptables防火墻中模式匹配模塊的優(yōu)化方法，該優(yōu)化方法將模式串的預(yù)處理過程從內(nèi)核態(tài)Netfilter轉(zhuǎn)移到用戶態(tài)iptables。openwr

3、t路由器上的測試結(jié)果顯示，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的包轉(zhuǎn)發(fā)率很高、模式匹配規(guī)則數(shù)量眾多的情況之下，優(yōu)化之后的框架比原有的模式匹配框架在效率上有一定的提高。這種思想可以應(yīng)用到Netfilter/iptables的其他模塊之中，只要該模塊有預(yù)處理，而該預(yù)處理與數(shù)據(jù)包無關(guān)，就可以提前進(jìn)行這種預(yù)處理，以達(dá)到提高防火墻效率的目的。
　　在Linux系統(tǒng)中Netfilter/iptables防火墻的字符串模式匹配算法也過于單一，接下來本文研究了精確單模式匹

4、配算法，特別是基于前綴搜索匹配的KMP算法和基于后綴搜索匹配BM算法以及基于BM的改進(jìn)算法HORSPOOL和SUNDAY算法。之后，提出了一種基于KMP和HORSPOOL的新的模式匹配算法IKMPH，新的模式匹配算法IKMPH結(jié)合了KMP算法的部分匹配表和HORSPOOL算法的壞字符表。之后將IKMPH和SUNDAY算法的壞字符規(guī)則結(jié)合，提出了IKMPHS算法。在與KMP、BM、HORSOPOOL算法的對(duì)比測試中，新的算法IKMPH和I