未知工控协议语义逆向研究方法

针对工业控制系统中出现的未知二进制工控协议,提出一种结合多序列比对算法和特征统计量分析的协议格式逆向分析方法。依据工控协议特点,通过长度聚类与多序列比对算法使协议多种数据帧中的关键字段对齐,结合现场历史数据作为专家知识,与应用层字段多种特征统计量的关联比对,进一步逆向推断协议应用层数据的格式。实例分析证明了此流程能有效逆向未知工业协议的语法以及应用层数据通信格式。     

DPI和DFI相结合的网络协议自动识别系统构建

目前常用的网络协议识别软件大多采用单一方法,且只能针对特定的网络数据包或数据流进行识别,自动化程度低,识别准确度不高。针对上述情况构建了一种新的协议识别系统,该系统将DPI深度包检测和DFI深度流检测相结合,对非加密的数据使用深度包检测方法,在特征字提取之后进行自动推理识别;对未知的加密数据则采用深度流检测方法,提取数据流特征之后使用支持向量机进行识别。测试数据表明,所构建的系统在保证准确率的情况下,不仅可以识别多层网络协议,而且提高了识别的自动化程度,从而为网络传输数据分析、状态监控、安全防护提供了新的技术手段。     

AFDX实时流量的时间确定性中间件接入模型研究

为保证COTS平台下的航空电子应用在航空电子全双工以太网(AFDX)上的时间确定性接入,设计了AFDX网络实时流量的中间件接入模型。通过基于中间层驱动过滤机制的协议转换,实现了双边网络的协议对接,并给出了帧顺序号(SN)的插入方法;通过对虚拟链路(VL)在时间上进行有效分配,避免了速率受限的数据流对物理链路的争用,在实现单条VL的BAG整形基础上提出了使实时流量抖动最小的VL复合时间调度算法。搭建典型实验环境对该模型进行仿真实验,结果表明,中间件模型能准确地实现数据帧TCP/IP协议与AFDX协议格式的相互转换,且该时间调度算法大大减小了VL复合所产生的抖动,保证了数据流传输的时间确定性。     

AFDX实时流量的时间确定性中间件接入模型研究

为保证COTS平台下的航空电子应用在航空电子全双工以太网（ AFDX）上的时间确定性接入，设计了AFDX网络实时流量的中间件接入模型。通过基于中间层驱动过滤机制的协议转换，实现了双边网络的协议对接，并给出了帧顺序号（ SN）的插入方法；通过对虚拟链路（ VL）在时间上进行有效分配，避免了速率受限的数据流对物理链路的争用，在实现单条VL的BAG整形基础上提出了使实时流量抖动最小的VL复合时间调度算法。搭建典型实验环境对该模型进行仿真实验，结果表明，中间件模型能准确地实现数据帧TCP/IP协议与AFDX协议格式的相互转换，且该时间调度算法大大减小了VL复合所产生的抖动，保证了数据流传输的时间确定性。     

基于关联规则挖掘的未知协议特征提取方法

在日益激烈的通信对抗中,未知协议的分析与识别占据着越来越重要的位置.传统的协议分析主要是针对已知协议类型条件下,对互联网数据传输过程中产生的大量比特流,单纯采用模式匹配方式进行特征序列提取,效率较低.针对这一问题,以更普遍的通信数据流作为研究对象,采用模式匹配和数据挖掘相结合的方法,对AC多模式识别和FP-Growth算法进行了改进和优化,提高了特征序列提取的准确率和效率.实际数据验证证明改进后算法对未知通信协议具有一定的识别效率.     

SM协议在GPRS网络监测中的研究与实现

介绍了SM协议及GPRS网络测试仪中SM协议监测模块的基本概念和功能。监测功能包括消息解析、核心参数提取、利用关键参数进行呼叫合成及对合成结果进行统计分析处理4个环节。其中消息的解析又包含消息数据详细解析与合成信息数据提取解析2个部分,故需要重点说明SM协议监测模块消息结构,并在此基础上研究SM协议的详细解码和基础解码、CDR合成技术、实时统计分析等。现场测试保证了数据的真实性和相关理论方法的有效可行性。     

多跳AdHoc网络中支持MIMO的分布式拓扑未知时分多址接入协议的研究与分析

针对Ad Hoc网络和MIMO的有效结合,提出了适于多跳Ad Hoc网络的支持MIMO的分布式拓扑未知时分多址接入协议.该协议通过有限域无线网络设计算法在每帧给每个节点分配时隙且无需知道全网拓扑信息,这极大地减小了收集全网拓扑信息的开销.通过预约,每个节点在其分配的无干扰时隙并行发送MIMO链路的所有数据流,并在与其他节点共享的时隙发送MIMO链路的一部份数据流来解决传输冲突.同时推导出保证通过率和最佳帧长.结果显示动态分配MIMO的传输容量和抗干扰能力会极大地提高通过率.     

多跳Ad hoc网络中支持MIMO的拓扑未知预约时分多址接入协议

该文提出适合多跳Ad hoc网络的支持MIMO的拓扑未知预约时分多址接入协议。通过预约,每个节点在其分配的无冲突时隙并行发送最大数据流,并以一定概率利用其分配时隙中的冲突时隙和未分配时隙中的空闲时隙而发送一部分数据流。该协议不需知道全网拓扑结构,便于实现和分布式应用。通过理论分析推导出最小通过率及最佳帧长。结果表明该协议具有对网络拓扑的稳定性。     

基于最大似然概率的协议关键词长度确定方法

提出非齐次左—右型级联隐马尔可夫模型,用于应用层网络协议报文建模,描述状态之间的转移规律和各状态的内部相位变化规律,刻画报文的字段跳转规律和字段内的马尔可夫性质,基于最大似然概率准则确定协议关键词的长度,推断协议关键词,自动重构协议的报文格式。实验结果表明,所提出方法能有效地识别出协议关键词和重构协议报文格式。     

弹性协议可定制的网络数据平面结构及其映射算法

随着网络功能的不断扩展,新型网络协议的不断涌现,这些协议中的数据包具有新的格式定义,需要网络设备能够支持相应的解析和查找。软件定义网络(Software Defined Networking, SDN)基于流表的转发设计使得网络的创新变得简单,但是仍然难以支持任意协议的可编程解析和处理。该文联合考虑数据包的解析和查找过程,提出一种支持协议弹性定制的数据包查找硬件结构,通过比特粒度的解析和基于元操作的查找过程,使得任意协议能够在硬件结构上得到处理;此外,该文针对所提硬件结构提出一种基于多叉树的映射算法,将用户定制协议映射到硬件处理流水线和查找表中。通过实际的FPGA部署验证了所提结构能够支持多种协议的灵活定制,在硬件中的处理速度可以达到390 Gbps,与已有方案相比,其硬件资源利用率有明显降低。该结构对未来的软件定义网络的数据平面设计有重要的意义。     

基于多模式匹配的网络视频流识别与分类算法

快速发现网络中的视频流是进行网络视频监督及管理的前提与基础。本文通过分析网络视频流数据包的特征,提出了一种基于多模式匹配思想的网络视频流快速发现与分类算法,该算法利用不同视频流的特征建立匹配机,只需对网络数据包进行一次不完全扫描,就可以判断出数据包中是否含有视频流及类型。实验结果表明,与普通的协议解析方法相比,在满足准确性的前提下,所提算法具有更好的时间性能。     

多目标控制系统中TCP粘包问题的解决方法

测控设备采用传输控制协议/网际协议(TCP/IP)作为基础协议,进行遥控多通道并行工作时易造成网络数据粘包.针对此问题,在对TCP协议特点进行分析的基础上,通过讨论TCP编程模型和流交付模型,研究了发生TCP数据流粘包时的网络数据特征,并分析了发生网络粘包的原因,提出了局域网环境下采用短连接、发送端及格式数据组包3种解决网络粘包的方法.实际测试结果证明了这3种方法的适应性及格式数据方法还原TCP网络数据包的有效性,可为基于TCP应用软件开发提供借鉴.     

一种基于状态机的串口通信协议的设计与实现

为解决串口通信中的数据传输容易出错、可靠性差、安全性不高且容错能力低等问题,设计并实现了一种基于状态机的串口通信协议,并将此协议应用到称重仪表的上位机通信中。本文介绍了串口通信协议的数据包格式以及其通信状态机,并给出了协议实现的部分示例代码及算法流程图。在数据包格式定义中通过设置起始标志、数据长度、校验、结束标志等字段,保证数据传输的正确性;并在数据包接收过程中引入状态机方法,简化编程模型的同时,提高了通信过程的可靠性、安全性以及数据传输的容错能力。     

IPTV网络测试仪中流量生成器的设计与实现

根据IPTV网络性能测试的需求,提出了基于FPGA流量生成解决方案,给出了流量设计规则和详细的流标签设计格式,结合IP报文和自定义流的格式要求,描述了自定义IP包的生成过程。为了模拟网络环境中数据流的多样性和突发性,讨论了用于流调度的GRR算法,重点分析了均匀突发流的流模式和流表设计,最后通过FPGA对系统设计进行仿真验证,结果表明设计方案稳定,在IPTV测试仪的应用中取得良好效果。     

卫星导航系统监测站加密流量检测方案

卫星导航系统监测站主要负责卫星定位跟踪、采集、记录和将数据传输到数据中心。为了保障数据的有效性和安全性,必须对数据进行加密后才能传输。面对越来越复杂的网络环境,如何精确,高效,实时地识别出网络加密流量,从而进一步检测出卫星导航加密数据,成为了一个具有挑战性的问题。本文针对加密协议未知,以及网络负载未知的网络加密流量,首先通过分析数据包首部信息,提取出了一组特征属性集——PBF特征集,用于机器学习模型的构建,然后提出了一种以AdaBoost-C4.5算法作为分类器的网络加密流量检测模型,最后通过机器学习方法自动检测加密流量。通过实验验证,该模型在准确率和稳定性上有较好的表现。     

基于最小连通支配集的CRL分发系统研究

CRL(certification revocation list,证书撤销列表)分发效率是制约PKI在无线网络中应用的重要因素之一。针对无线网络节点能量有限的不足和CRL分发的实时性要求,提出了基于最小连通支配集的"推"方式分发方法,并设计了CRL广播分发协议,协议的设计包括数据结构和报文格式、广播树构造描述,并在协议基础上设计CRL分发系统,最后利用NS-2仿真平台进行模拟仿真。仿真结果表明,当合理设置定时器等待时间时,该系统不仅能适应节点较多的网络,并可以保证较好的传输率、较低的传输开销及较短的传输时间,具有一定应用价值。     

基于路径分段的MANET自适应多径路由协议

采用多径路由机制能够有效保证Ad hoc网络数据包传输成功概率,提高网络可靠性。该文在路径数量分析的基础上,根据分组丢弃概率门限判决方法,提出了基于路径分段的自适应多径路由协议。节点采用预先设定的门限值判定链路状态,并且根据网络当前的拓扑状态自适应地选择中继节点,建立路径分段的多径路由。仿真结果表明,该机制在合理利用网络资源的同时能够有效保障数据包的可靠传输,更加适用于状态时变的Ad hoc网络。     

RPR的拓扑发现协议研究

弹性分组环(RPR)技术定义了一种新型的MAC层协议,采用了共享介质传输和空间重用协议以及故障保护时的弹性机制,同时还支持业务分级(ServiceLevelAgreement,SLA)和即插即用等特性,是未来城域网技术的重要发展方向。对弹性分组环的关键技术之一--自动拓扑发现协议进行了深入细致的研究,包括拓扑发现的帧格式、算法以及拓扑发现的实现,最后进行了拓扑发现实例分析。     

一种新的VANET网络链路丢包率估计算法

在车载自组织网络（VANET）协议体系中,网络链路层丢包率的估计和预测十分重要,因为它不仅决定了信息传输的效果,并且其大小将直接影响对上层服务协议的执行。因此,提出了一种基于后验期望估计（PEE）算法来预测和估算链路丢包率。根据对实验数据结果的分析,使用很少的探测包就可以快速准确地对链路丢包率进行估算,而且PEE算法优于最大似然估计（MLE）算法和期望传输次数（EXT）算法。     

软件定义无人机自组网高效自适应路由维护机制

为解决软件定义无人机自组网路由维护存在的控制开销和数据包延迟偏大的问题,基于现有的OpenFlow协议提出了一种高效自适应的软件定义无人机自组网路由维护机制( Efficient and Adaptive Software-defined Unmanned Aerial Vehicle Ad Hoc Network R...