針對無線網(wǎng)絡的入侵檢測系統(tǒng)設計方法研究

　　3.1 數(shù)據(jù)預處理模塊

　　預處理模塊對得到的數(shù)據(jù)包進行預處理， 一方面可發(fā)現(xiàn)入侵信息， 另一方面為檢測分析模塊做最后的準備。預處理模塊采用了插件技術， 可以很方便地增加功能， 使系統(tǒng)具有可擴展性。與預處理相關的函數(shù)以鏈表的形式存在于動態(tài)鏈接庫中， 如圖6 所示。

圖6 數(shù)據(jù)預處理模塊處理過程

　　預處理函數(shù)是由控制管理器來配置的?？刂浦行膶⑴渲靡?guī)則和預處理函數(shù)一起傳送到各檢測引擎， 檢測引擎在進行規(guī)則解析時， 自行識別預處理指令， 并作相應的處理。在IP 報文的首部包含了分片和重組的信息， 如圖7 所示。

圖7 IP 包(32 位) 格式

　　(1)IdenTIficATIon ： 唯一標識發(fā)送端的一個IP 報文， 如果需要分片， 則所有分片具有相同的標識， 這樣目標主機便能夠根據(jù)源主機的IP 地址以及該標識來組合報文；(2)R： 保留未用；(3)D： “ 不分片” 位， 置為1， 則IP 層不將數(shù)據(jù)報分片， 只有為0 時才允許分片；(4)F： “ 更多分片” 位， 為1 表示后面還有數(shù)據(jù)報的更多分片， 為0 則表示這是數(shù)據(jù)報的最后一個分片；(5)Fragment Offset ： 分片偏移， 指出該分片數(shù)據(jù)在原始數(shù)據(jù)報文( 未分片前) 相對于起點的位置， 實際位置為偏移值乘以8， 如為0 則表示這是分片后的第一個信息包， 放在組合后分組的最前面。

　　IP 重組的函數(shù)中定義了每一個分片的結構為：

　　STruct IpFrag

　　{

　　dint offset ； //IP 分片的偏移值

　　int end ： // 分片的最后字節(jié)

　　int len ； // 分片的長度

　　u char mff ； // 更多的分片標志

　　unsigned char *ptr ； // 指向分片包中的數(shù)據(jù)

　　struct IpFrag *ipf next ；//鏈接的下一個分片

　　}；

　　些分片形成一個單向鏈表， 表示一個尚未組裝完的分片隊列， 它屬于一個IP 報文， 而分片鏈表的頭指針放在IpHeader 結構中：

　　struct IpHeader

　　{

　　struct IpFrag ； // 第一個IP 分片

　　int len ； // 報文長度

　　struct timer list timer ； // 定時器

　　u_char Proto ； // 協(xié)議類型

　　u_short Ip_ttl ； // 生存時間

　　u_short id ； //IP 標識

　　struct in addr Ip-Src ，Ip_Dst ； //IP 報文的源， 目的

　　IP 地址

　　struct IpHeader *next ； // 下一個IP 報文

　　} ；

　　IpHeader 描述還未收到全部分片報文結構， 多個Ip-Header 構成的鏈表形成一個重裝鏈表， 等待其他分片到達后重裝。

　　3.2 數(shù)據(jù)檢測分析模塊

　　檢測分析模塊對預處理模塊提交的數(shù)據(jù)， 運用匹配算法和規(guī)則庫中的規(guī)則進行比較分析， 從而判斷是否有入侵行為。檢測分析模塊是檢測引擎的核心， 它將從數(shù)據(jù)采集模塊傳來的數(shù)據(jù)順著規(guī)則鏈表與入侵規(guī)則進行比較， 如果匹配成功， 則說明檢測到了入侵， 同時產生報警。其流程如圖8 所示。

圖8 數(shù)據(jù)檢測分析模塊流程圖

　　3.3 規(guī)則解析模塊

　　規(guī)則解析模塊將從控制中心傳送過來的規(guī)則按照一定的數(shù)據(jù)結構存儲在規(guī)則庫中， 作為對入侵行為進行判斷分析的知識庫。在該模塊的設計中， 本文采用動態(tài)生成鏈表的方式構建規(guī)則的語法樹， 把所選擇的規(guī)則存儲在數(shù)據(jù)檢測器所在的主機內存中， 規(guī)則鏈表的結構如圖9 所示。

　　第一層是具有相同處理動作(Alert ( 警告)，Log ( 記錄)，Pass( 忽略)) 的節(jié)點， 以RuleListNode 結構表示。其次，是在具有相同處理動作的基礎上， 按照不同的協(xié)議類型(IP， TCP， ICMP 和UDP) 再分成幾條鏈表。而在每條鏈表中， 具有相同源IP 地址、目的IP 地址、源端口和目的端口的規(guī)則頭節(jié)點RuleTreeNode 構成了結構圖的第二層。以下的幾層由具有相同源IP 地址、目的IP 地址、源端口和目的端口所對應的規(guī)則選項節(jié)點即tTreeNode 組成。例如在一組規(guī)則中有45 條檢測CGI-BIN 探測活動的規(guī)則， 而它們都具有相同的源/目的IP 地址及端口號， 則它們在鏈表中可以將這些共同屬性壓縮到一個單獨的RuleTreeNode 節(jié)點中， 而每個不同的屬性( 規(guī)則選項) 保存在與RuleTreeNode 節(jié)點相連的OptTreeNode 節(jié)點中。這樣的結構方式， 將大大有助于提高檢測速度。

　　建立規(guī)則鏈表的流程如下： 首先讀取規(guī)則文件， 檢查規(guī)則文件是否存在并可讀， 然后依次讀取每一條規(guī)則， 同時進行多行規(guī)則的整理； 對規(guī)則進行解析， 按類型進行分支處理， 并用相應的規(guī)則語法表示， 建立規(guī)則語法樹； 最后進行一些完善操作， 如連接所有的動態(tài)規(guī)則，進行規(guī)則樹的完整性檢查。其中解釋規(guī)則并將其添加到規(guī)則鏈表的流程如圖10 所示。

圖10 規(guī)則解析模塊流程

　　作為個人通信的一個重要的組成部分， 無線局域網(wǎng)在現(xiàn)實及未來的社會生活中將得到廣泛的應用。無線入侵檢測技術也將必然隨著計算機技術的發(fā)展而發(fā)展， 隨著無線網(wǎng)絡的普及和移動設備的性能的提高而得到進一步的發(fā)展。下一步將在本文研究的基礎上， 重點解決入侵檢測系統(tǒng)的應用瓶頸問題， 以大幅度提升檢測準確性以及大量應用網(wǎng)絡環(huán)境下的系統(tǒng)性能。