基于暗網的早期檢測技術在專用網絡中的應用

摘要：為了早期檢測網絡蠕蟲，設計實現了一個基于暗網的可視化蠕蟲早期檢測系統，并在某專用網絡中進行了對比實驗。結果顯示，該系統在專用網絡中比傳統入侵檢測系統能更早發現蠕蟲等網絡攻擊，且時間提前量十分可觀，說明基于暗網的早期檢測技術在專用網絡中有良好的應用前景。
關鍵詞：暗網；蠕蟲；早期檢測；專用網絡；可視化

暗網檢測技術通過分析流向網絡中未用IP地址段的數據來檢測蠕蟲、黑客掃描、DoS攻擊等網絡攻擊行為，具有很高的準確性。銀行、鐵路、軍隊等同國際互聯網隔離的專用網絡中存在大量未用IP地址段，應用暗網檢測技術具有先天優勢。本文實現了一個基于暗網的可視化蠕蟲檢測系統，并應用于專用網絡。

1 暗網的概念和相關研究
網絡中的未用IP地址段被稱作暗網(darknet)、黑洞網絡(black hole)等，其中不應該有合法流量，而蠕蟲、黑客、DoS攻擊和錯誤配置等會產生流向暗網的流量，因此從中可以發現攻擊。在暗網研究方面，主要有Network Telescope項目組和Internet．Motion Sensor項目組等。文獻介紹了不同的暗網檢測系統并進行分析，但這些研究都是在因特網中進行的且大部分采用仿真方法。

2 可視化檢測系統
2．1 主要思想
系統采用了一種可視化檢測方法。首先提取IP數據包中的三個首部字段：源IP地址(用Is表示)，目的IP地址(用Id來表示)，目的端口號(用Pd來表示)。建立分別以這三個值為特征維度的三維直角坐標系，然后將每一個IP數據包按照三個首部字段在該三維坐標系中描繪一個點，如圖1所示。從圖中可以發現一些明顯、有規律的圖形。這些特征圖形表示端口掃描(portscan)、主機掃描(hostscan)和拒絕服務(DoS)等各種攻擊。根據這個特點將網絡攻擊從全部數據流中區分出來，進而在三維坐標系中將其表現出來，達到直觀的可視化效果。