網(wǎng)間IP流量行為分析與關(guān)系發(fā)現(xiàn).pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)由數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的本地網(wǎng)絡(luò)組成的全球性網(wǎng)絡(luò)，承載著廣泛的信息資源與和服務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)空間中運(yùn)作的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)存在安全漏洞，給使用它們的個(gè)人、組織與國(guó)家?guī)?lái)安全風(fēng)險(xiǎn)?；ヂ?lián)網(wǎng)威脅是各國(guó)面臨的最嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和安全挑戰(zhàn)之一。安全研究人員提出了各種的策略，以減少網(wǎng)絡(luò)威脅的影響，提高抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力。這其中的一個(gè)關(guān)鍵是對(duì)攻擊準(zhǔn)確而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，因此防御方的角色中包括復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)。
　　種類繁多的安全、監(jiān)控和分析工具被用于檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)滲透和分析網(wǎng)

2、絡(luò)性能，例如防病毒軟件，防火墻，日志審計(jì)工具，基于主機(jī)和基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)IDS，低交互和高交互的蜜罐系統(tǒng)，通用和專用的蜜罐系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)流量分析工具等等。這些不同來(lái)源的安全工具產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)使得網(wǎng)絡(luò)安全工程師越來(lái)越更難以處理。同時(shí)人們也意識(shí)到，依賴單一工具是不足以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)使其免遭各種威脅。基于持續(xù)監(jiān)控和所得的安全警報(bào)事件，網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知NSSA提供了高層次的安全視圖，可以有能力依據(jù)這些安全事件之間的多維度關(guān)聯(lián)來(lái)確定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的總體安

3、全狀態(tài)。本文的貢獻(xiàn)在于為建立IP信息數(shù)據(jù)庫(kù)提供了關(guān)于網(wǎng)絡(luò)流量行為的背景信息，以支持網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知。這種IP信息有助于預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)安全的變化趨勢(shì)。論文研究了IP主機(jī)行為輪廓建立(Profiling)和分簇問(wèn)題，目的在于標(biāo)識(shí)出主機(jī)流量行為中主要的和持續(xù)性的部分，借以構(gòu)成主機(jī)的行為輪廓，分析具有相似行為的主機(jī)群組。這將豐富IP特性數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容，支持網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)感知在覺(jué)察階段和理解階段的研究工作。
　　IP行為輪廓的建立基于所觀察到的最顯著

4、活躍的IP地址的流量模式。論文提出了一種算法來(lái)提取用于分析的最顯著IP節(jié)點(diǎn)，避免了對(duì)全部流量中數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的IP節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全部分析（數(shù)據(jù)壓縮）。論文討論了主機(jī)通信行為模式的特征，這些特征可用于描述主機(jī)的行為特征以建立主機(jī)行為輪廓。論文從抽取或計(jì)算了15個(gè)有關(guān)IP地址流量行為的流量模式，作為特征用于之后的數(shù)據(jù)聚類處理。論文以選定的IP地址進(jìn)行了相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的流量數(shù)據(jù)分析，以便提取其更為穩(wěn)定的主機(jī)流量行為。以往的研究都集中在相對(duì)較短時(shí)間粒

5、度的主機(jī)行為觀察上，論文選擇以一個(gè)小時(shí)作為一個(gè)時(shí)間粒度，這意味著限定時(shí)間內(nèi)一個(gè)粒度內(nèi)需要處理更多的流量數(shù)據(jù)。
　　論文研究了可表示管理域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)與外部IP網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的社會(huì)關(guān)系的IP地址之間關(guān)系問(wèn)題。論文方法的起點(diǎn)是將整個(gè)IP地址空間分割成為內(nèi)部（被管域內(nèi)）和外部（網(wǎng)絡(luò)外）兩部分。聚類的策略是將有共同外部IP地址作為通信對(duì)端的內(nèi)部IP地址定義一個(gè)群組，兩個(gè)內(nèi)部IP地址的相似性測(cè)度是兩者擁有的相同的對(duì)端外部IP地址數(shù)量。論文提出用

6、了一種使用近似算法的新方法，可在大規(guī)模的被管理域中發(fā)現(xiàn)存在的社區(qū)結(jié)構(gòu)，該方法基于二部圖方法，單模式投影和相似圖的圖形分割方法。將從實(shí)際的管理域邊界路由器采集NetFlow數(shù)據(jù)集中包含的IP地址按內(nèi)部地址空間和外部地址空間構(gòu)造二部圖，然后使用單模式投影方法構(gòu)建內(nèi)部IP地址社會(huì)關(guān)系的相似圖。論文設(shè)計(jì)了一個(gè)新的社區(qū)檢測(cè)算法來(lái)檢測(cè)具有類似行為的社區(qū)。論文通過(guò)應(yīng)用深度流檢測(cè)(DFI)方法和深度數(shù)據(jù)包檢測(cè)(DPI)方法對(duì)理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，