基于暗網(wǎng)的早期檢測技術在專用網(wǎng)絡中的應用

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

暗網(wǎng)檢測技術通過分析流向網(wǎng)絡中未用IP地址段的數(shù)據(jù)來檢測蠕蟲、黑客掃描、DoS攻擊等網(wǎng)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(lián)網(wǎng)隔離的專用網(wǎng)絡中存在大量未用IP地址段，應用暗網(wǎng)檢測技術具有先天優(yōu)勢。本文實現(xiàn)了一個基于暗網(wǎng)的可視化蠕蟲檢測系統(tǒng)，并應用于專用網(wǎng)絡。

1 暗網(wǎng)的概念和相關研究
網(wǎng)絡中的未用IP地址段被稱作暗網(wǎng)(darknet)、黑洞網(wǎng)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(chǎn)生流向暗網(wǎng)的流量，因此從中可以發(fā)現(xiàn)攻擊。在暗網(wǎng)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(wǎng)檢測系統(tǒng)并進行分析，但這些研究都是在因特網(wǎng)中進行的且大部分采用仿真方法。

2 可視化檢測系統(tǒng)
2．1 主要思想
系統(tǒng)采用了一種可視化檢測方法。首先提取IP數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)一些明顯、有規(guī)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(jù)這個特點將網(wǎng)絡攻擊從全部數(shù)據(jù)流中區(qū)分出來，進而在三維坐標系中將其表現(xiàn)出來，達到直觀的可視化效果。