网络隐蔽通道模型研究及实现

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现代网络中的数据传输已经不再局限于数据包的载荷域,数据包或者数据流的特征中隐含着大量的隐蔽信道容量。1973年,Lampson首次提出隐蔽通道,而早期针对隐蔽通道的研究集中在单机上。在具有多个安全级别的单机系统中,运行在高安全级别的进程可以泄露隐蔽信息给没有被授权的低安全层级的进程。随着互联网的蓬勃发展,出现了很多关于网络隐蔽通道的研究。其中,时间隐蔽通道是一种基于数据包传输时间间隔的隐蔽通道,并且研究者们提出了大量针对如何提高信道容量、隐蔽性和稳定性的有效策略。由于合法网络通信具有较高的变化,因此时间隐蔽通道的检测是比较困难的。基于熵和修正条件熵的混合检测方法可以有效地检测出几种典型的时间隐蔽通道。然而,这种方法不能满足某些复杂时间隐蔽通道的检测。本文提出了一种新的、可以同时检测多种典型时间隐蔽通道和复杂时间隐蔽通道的检测方法。该检测方法基于小波变换和支持向量机,可以提取出不同小波层级的最大熵特征和第一小波层级的细节能量百分比。之后,将这些特征全部输入到多分类支持向量机,使其完成多分类。我们的检测方法可以成功地检测出那些逃脱熵混合检测方法的时间隐蔽通道,并且其中的滑动窗策略能够检测嵌入多种时间隐蔽通道的复杂时间隐蔽通道。另一方面,过去的网络隐蔽通道研究集中在有线网络,而无线网络,特别是无线ad hoc网络环境反而具有许多潜在的适合隐蔽通道存在的特性。无线ad hoc网络经常出现由于数据包丢失导致的TCP重传行为,这种经常性的重传行为非常适合传输隐蔽信息。本文基于这种TCP数据流的重传行为,提出了一种具有高隐蔽性和良好稳定性的主动隐蔽通道。其中,隐蔽信息的传输是通过模拟合法TCP数据流重传行为实现的。同时,通过模拟合法TCP数据流中的重复确认数据包和其他策略,该隐蔽通道的隐蔽性得到了较大的提高。NS2仿真结果展现了该隐蔽通道具有良好的稳定性,并且其能够逃脱典型检测方法的检测。
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