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分布式防火墙策略异常检测算法的研究

作　者: 张丽
导　师: 陈清华
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 分布式防火墙策略异常规则冲突策略树二叉树
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 78次
引　用: 2次
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内容摘要

本文采用一种新型分布式防火墙的策略管理方案，即分散生成策略。这种策略管理方案解决了策略控制中心的单点失效问题，但是带来的问题是如何检测这种情况下的策略异常。本文针对这个问题，进行了分析，并就如何快速地，全面地检测策略异常进行了研究。首先设计了一种基于线性搜索的规则集冲突检测算法，此算法能够全面地检测防火墙规则间的冲突；然后，在此算法的基础上，借鉴Al-Shaer，Ehab提出的基于策略树(policy tree)的规则集冲突检测的设计思路，设计了一种基于二叉树(binary tree)的规则集冲突检测算法，此算法不仅能够全面检测防火墙规则冲突，而且规则冲突检测的效率较线性搜索算法和基于policy tree的规则集冲突检测算法有明显的提高。本文用C语言实现了基于线性搜索的规则集冲突检测算法、基于policy tree的规则集冲突检测算法和基于binary tree的规则集冲突检测算法，并用设置的规则集对这三种算法进行了测试。通过对测试结果的综合分析发现，本文设计的基于binary tree的规则集冲突检测算法可以适用于任意维的规则集冲突检测，而且其时间复杂度较线性搜索算法有很大提高(为线性算法的八分之一到九分之一)，与基于policy tree的规则集冲突检测算法相比，其性能也有小幅提升。该算法虽然需要对规则集进行建树操作，但是建树操作所需要的时间和规则冲突检测所需时间相比微不足道。总之，基于binary tree的规则集冲突检测算法是一种快速的、有效的、全面的适用于大规模防火墙的规则集冲突检测算法。最后，就如何进一步提高基于binary tree的规则集冲突检测算法的效率，本文进行了初步的探讨。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-12
  1.1 课题来源  7-9
    1.1.1 网络安全面临的威胁  7-8
    1.1.2 网络安全的基本措施  8-9
  1.2 选题背景及当前研究现状  9-10
  1.3 本文的主要内容及组织结构  10-12
2 分布式防火墙概述  12-23
  2.1 防火墙  12-18
    2.1.1 防火墙的分类  13-14
    2.1.2 防火墙的体系结构  14-17
    2.1.3 传统防火墙存在的问题  17
    2.1.4 分布式防火墙的提出  17-18
  2.2 分布式防火墙  18-22
    2.2.1 分布式防火墙的体系结构  18-21
    2.2.2 分布式防火墙的优点  21-22
    2.2.3 分布式防火墙的主要功能  22
  2.3 本章小结  22-23
3 分布式防火墙的策略异常研究  23-35
  3.1 分布式防火墙下策略异常产生的原因  23
  3.2 防火墙规则间关系的定义  23-27
    3.2.1 防火墙规则的结构  23-25
    3.2.2 防火墙规则间的相关性  25-27
  3.3 防火墙策略异常的分类  27-34
    3.3.1 防火墙内部策略异常的分类  27-29
    3.3.2 分布式防火墙策略异常的分类  29-34
  3.4 本章小结  34-35
4 防火墙规则冲突检测算法  35-47
  4.1 通用规则配对检测算法 (CPD)  35
  4.2 基于 Grid of tries 的二维规则集冲突检测算法  35-37
  4.3 基于比特向量 (BV) 的规则集冲突检测算法  37-40
  4.4 基于元组空间 (tuple space) 搜索的规则集冲突检测算法  40-45
  4.5 基于策略树 (policy tree) 的规则集冲突检测算法  45-46
  4.6 本章小结  46-47
5 分布式防火墙策略异常检测算法的研究  47-72
  5.1 基于线性搜索的防火墙规则集冲突检测算法  48-50
  5.2 基于二叉树 (binary tree) 的防火墙规则集冲突检测算法  50-57
    5.2.1 算法设计  50-52
    5.2.2 binary tree 的创建  52-54
    5.2.3 规则集冲突检测算法描述  54-57
  5.3 基于元组空间搜索和 binary tree 的规则集冲突检测算法  57-61
    5.3.1 基于元组空间搜索的规则集冲突检测算法的研究分析  58-59
    5.3.2 算法设计  59-61
  5.4 算法中的主要数据结构及核心函数  61-66
    5.4.1 线性搜索规则冲突检测算法的主要数据结构  61-63
    5.4.2 基于 binary tree 的规则冲突检测算法的主要数据结构  63-66
  5.5 算法测试与性能分析  66-71
    5.5.1 算法测试  66-67
    5.5.2 算法性能分析  67-71
  5.6 本章小结  71-72
6 结束语  72-74
  6.1 结论  72-73
  6.2 展望  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78

分布式防火墙策略异常检测算法的研究

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