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端口扫描和OS扫描检测方法及入侵预警系统的研究

作　者: 唐洪英
导　师: 曹泽翰
学　校: 重庆大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 端口扫描 OS扫描 TCP/IP堆栈特征探测技术 入侵预警系统
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 308次
引　用: 2次
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内容摘要


黑客在实施攻击前必然会收集目标系统的信息，以确定攻击方法和攻击途径，目标的端口状态和OS类型对黑客来说极为重要，它们给黑客提供了攻击的直接途径。因此，检测端口扫描、OS扫描是入侵预警系统、入侵检测系统中一个值得深入研究的课题。 本文分析了目前能收集到的所有端口扫描方法和技术、端口扫描的工作原理，总结归纳了现有检测端口扫描的工具所存在的主要问题，提出了一系列的改进措施和方法：多线程、多接口同时捕获扫描包、扫描包基值终止法、时间端口基值法、对分段包进行组装检测分段扫描等，基于这些方法设计开发了一个实时检测端口扫描的程序。在作者进行的大量对比实验中，本程序的性能大大优于目前最好的端口扫描检测工具scanlogd。 作者还对OS扫描进行了较深入系统地分析，对具有代表性的OS扫描软件nmap的发包、分析回应包的过程以及目前黑客探测OS类型最常用的TCP/IP堆栈特征探测技术进行了详细介绍，指出了检测OS扫描的难点，提出了一系列的解决办法，包括：用时间基值来清除误记录的包、用TCP可选项来区分端口扫描包和OS扫描包、只记录一次OS扫描、重复信息只记录一个、多线程、用libpcap来捕获扫描包等，并以此为基础，设计开发了一个实时检测OS扫描的程序。实验表明，作者所提出的方法是正确可行的，该检测程序检测到了多台主机同时对它的OS扫描。 基于上述工作，以及在综合了其它入侵检测系统、入侵预警系统基础上，文中提出并设计了一个基于端口扫描和OS扫描检测的入侵预警系统BSIPS，该系统能实时检测黑客对本机的端口扫描、OS扫描、以及对本机的常见攻击。 最后，对论文所作的工作进行了总结，并指出了进一步的研究工作。

全文目录


中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-14
  1．1 论文选题及研究意义  9-10
  1．2 论文选题背景  10
  1．3 国内外研究现状  10-12
  1．4 论文研究的主要工作  12
  1．5 本文的章节安排  12-13
  1．6 本章小结  13-14
2 端口扫描的分析  14-21
  2．1 TCP标志位及连接建立过程  14-15
    2．1．1 TCP标志位  14
    2．1．2 TCP连接的建立过程  14-15
  2．2 端口扫描的基本概念  15
  2．3 端口扫描技术及对应的TCP标志  15
  2．4 端口扫描的工作原理  15-18
    2．4．1 TCP端口扫描的工作原理  15-17
    2．4．2 UDP扫描的工作原理  17-18
  2．5 分段扫描的分析  18-20
    2．5．1 IP头的分段标志域和位  18
    2．5．2 分段扫描的基本原理  18-19
    2．5．3 分段扫描的发包过程  19-20
  2．6 本章小结  20-21
3 端口扫描的检测  21-33
  3．1 现有检测软件和工具的分析  21-22
  3．2 检测端口扫描的改进方法  22-28
    3．2．1 区分端口扫描包和非端口扫描包的方法  22-23
    3．2．2 解决掉包的方法  23-25
    3．2．3 解决知名端口和漏洞端口的方法  25
    3．2．4 解决分段扫描的方法  25-28
    3．2．5 完善检测类型和优化输出格式  28
  3．3 端口扫描的检测流程  28-30
  3．4 对比实验  30-32
    3．4．1 实验数据  30-31
    3．4．2 实验结果  31
    3．4．3 实验结果的分析  31-32
  3．5 本章小结  32-33
4 OS扫描的分析  33-40
  4．1 扫描OS类型的技术  33-34
    4．1．1 扫描OS类型的传统技术  33
    4．1．2 TCP/IP堆栈特征探测技术  33-34
  4．2 对OS扫描软件的分析  34-39
    4．2．1 OS扫描软件  34-35
    4．2．2 对OS扫描的分析  35-39
  4．3 本章小结  39-40
5 OS扫描的检测  40-48
  5．1 检测OS扫描的难点  40-41
  5．2 检测OS扫描的方法  41-43
    5．2．1 解决掉包的方法  41
    5．2．2 解决系统状态不稳定的方法  41-42
    5．2．3 解决误记录TCP标志包的方法  42
    5．2．4 解决误记录UDP包的方法  42-43
  5．3 OS扫描的检测流程  43-46
  5．4 检测程序anti_os_scan的特点  46
  5．5 检测OS扫描的实验  46-47
  5．6 本章小结  47-48
6 基于端口扫描和OS扫描检测的入侵预警系统BSIPS  48-52
  6．1 BSIPS系统的组件及功能  48-49
  6．2 BSIPS系统组件间的关系  49-50
  6．3 BSIPS系统的事件产生器在网络中的位置  50
  6．4 BSIPS系统的功能  50-51
  6．5 本章小结  51-52
7 论文总结  52-54
  7．1 论文的主要工作  52-53
  7．2 进一步的工作  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-57
附录：  57-64
  A． Scandetect的检测结果  57-60
  B． Scanlogd的检测结果  60-62
  C． 常见攻击的特征描述及检测  62-64
  D． 作者在攻读硕士学位期间发表的文章目录  64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络安全
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