基于频域过滤机制的DDoS检测和防御方法研究

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1、中国民航大学硕士学位论文摘要分布式拒绝服务DDoS(DistributedDenialofService)攻击是互联网最大的威胁之一，每年造成的经济损失达千亿美元。由于其利用互联网的系统漏洞和安全隐患进行攻击，具有行为自然、难以防范的特点。因此，研究如何防御DDoS攻击的安全机制已成为网络安全的一个热点。目前仍然没有一种有效的防御机制能够彻底解决DDoS攻击问题。本文在研究了DDoS攻击原理的基础上，采用新型的分类方法对现有的DDoS攻击手段进行了分类；分析了现有的防御机制，总结了各种防御机制的特点及其存在的

2、问题；并且提出频域过滤DoS的防御方法一采用数字信号处理的方法对DoS攻击进行分析，并针对其因发送大量数据而具有较大能量的特点，设计参数FIR滤波器来滤除频谱中含有攻击流量的频率分量，提高LAR(LegitimatetraffictoAttackedtrafficRatio)，以便有更多的网络资源为用户提供正常的服务。另外，本文研究了一种新型的DDoS攻击——低速率拒绝服务攻击LDDoS(Low-rateDDoS)。由于它流量小而且隐蔽性强，现有的DDoS攻击检测方法不能准确发现LDDoS攻击流量。本文根据L

3、DDoS攻击流量呈现周期性的特点，采用缓存队列的占有率统计的方法，即重点研究受害目标路由器的缓存队列，分别统计分析了正常和攻击流量的占有率，经过在NS-2环境中进行仿真试验，成功提取了LDDoS攻击流量上的特征，并且提出了基于特征的检测和防御算法。此外，在Linux环境下实现了该算法，并对其进行了测试。测试结果表明，该检测和防御方法可以较好的抵御LDDoS攻击。关键词：拒绝服务攻击，DDoS，LDDoS，防御机制，功率谱密度，特征中国民航大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentof

4、networktechnology,thesecurityofnetworkhasbecomeaveryimportantsubject．AsanIntemetattackingmethod’theDenialofServiceattack(DOS)，hasgreatlyendangeredInternetrecently．DistributedDenialofService(DDoS)attackisoneofthemostseriousthreatsintheInteracttoday,andbrings

5、theenormouseconomiclossmorethanhundredsofbilliondollarseachyear．Becauseitutilizesthesystemleaksandsecurityhiddentrouble，ithasthecharacteristicsofnaturalbehaviorandiSdi伍culttodefend．Becauseofthat,researchonthesecuritymechanismofdefendingDDoSattackhasbecomeah

6、otspotinthenetworksecurityfield．Atpresent,therearenoeffectiveDDoSdefensemechanismswhichcansolvetheproblemthoroughly．Byproposingnewtaxonornies，theattackmechanismofDDoSisresearchedindetail．Then,theresearchonDDoSdefensemechanismsinexistenceismade，includingchar

7、acteristicanddeficiencyofeachdefensemechanism．AnovelDoSsecuritymechanismisproposed，whichisfilteringDoSattackinfrequencydomain．ItproposesusingsignalprocessingmethodtoanalyzeDoSattacks．Becauseofsendingmasspackages，itmusthavemuchmorepower．Forthis，theFIRfilteri

8、sdesignedtofilteringtheillegitimatefrequenciesinfrequencydomainandtheLAR(LegitimatetraffictoAttackedtrafficRatio)isimproved．ThenmuchmoreresourcesandserviceCallbesuppliedfortheusers．Otherwise，anewtypeof