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内外网交换平台审计系统的研究与实现

作　者: 李楠
导　师: 常朝稳
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 安全审计系统调用 LSM NETLINK 安全交换平台
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 45次
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内容摘要

随着公安内外网需要频繁地进行数据交换，公安部提出了安全接入平台的概念。而数据安全交换平台作为重要的安全设备，位于内外网边界的重要位置，有可能遇到很多的安全风险。这些风险是多方面的，可能是非法攻击者的蓄意攻击，也可能是合法用户的非法操作或系统资源不足等各方面引起的问题，这些都会对系统的安全造成影响。所以数据安全交换平台需要一个适合平台需要的安全审计系统，对系统的行为和业务应用系统的行为进行记录和分析，及时发现系统的问题。本文针对于数据安全交换平台的实际需要，设计了一个适用的安全审计子系统，很好地满足数据安全交换平台的审计需要。具体工作主要包括以下几个方面：(1)对当前数据安全交换平台的安全审计需求进行了分析，在此基础上设计了内外网数据安全交换平台的审计系统总体结构，从两个层次上充分反映了系统的行为。(2)分析了在内外网数据安全交换平台中应用程序的基本工作流程，并明确了需要审计的信息，然后给出了应用层信息采集模块的框架结构，设计了供应用程序调用的API接口，并给出了基于门限和缓冲压缩的传输代理模块的详细设计，减少了审计信息的传输流量，提高了效率。(3)利用LINUX的LSM机制，设计了内核审计系统。在内核审计模块设计时，引入了审计规则库，能方便地进行审计规则的配置，为了确保审计系统的安全性，引入了自保护机制，从应用层审计程序、内核审计模块、配置文件三个方面对审计系统自身提供了全面的保护。关于内核与用户空间，通过采用netlink方式，提高了开发效率和稳定性。(4)具体研究了基于系统调用审计信息分析常用方法，并结合系统的实际需要，对Forrest的系统调用序列分析方法进行改进。(5)以J2EE为实验平台，设计了审计管理平台的总体架构，并对其进行实现。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题背景及意义  8-10
    1.1.1 内外网数据安全交换平台  8-9
    1.1.2 数据安全交换平台的安全审计需求  9-10
  1.2 安全审计系统现状  10-11
  1.3 论文的内容与结构  11-12
第二章安全审计系统总体架构  12-18
  2.1 内外网数据安全交换平台安全审计系统的需求分析  12
  2.2 基于代理的审计系统总体架构  12-15
    2.2.1 审计层次  12-13
    2.2.2 基于代理的审计系统总体架构  13-15
  2.3 安全审计系统审计流程  15-16
  2.4 安全审计系统的功能设计  16-17
  2.5 本章小结  17-18
第三章应用层信息采集  18-25
  3.1 内外网数据安全交换平台的应用层审计分析  18-20
    3.1.1 内外网数据安全交换平台的应用分析  18-19
    3.1.2 应用层审计的主要内容  19-20
  3.2 应用层审计信息采集系统结构设计  20-21
  3.3 审计API 接口的设计  21
  3.4 基于门限和缓冲压缩的传输代理模块设计  21-24
  3.5 本章小结  24-25
第四章内核层信息采集  25-44
  4.1 LINUX 系统调用  25-27
    4.1.1 LINUX 的系统调用的概念  25-26
    4.1.2 系统调用的工作原理  26-27
    4.1.3 基于系统调用反映系统的行为  27
  4.2 LINUX 系统调用截获方法分析  27-30
    4.2.1 常用系统调用截获方法  27-28
    4.2.2 LSM 的工作原理  28-30
  4.3 基于LSM 的内核层审计信息采集系统设计  30-37
    4.3.1 内核层审计信息采集系统总体结构  30-31
    4.3.2 HOOK 函数注册的实现  31-32
    4.3.3 审计信息过滤规则  32-34
    4.3.4 审计代理自保护  34-37
  4.4 内核层审计信息的传送机制  37-43
    4.4.1 内核与用户空间几种通讯方式  37-39
    4.4.2 Netlink 技术  39-40
    4.4.3 内核与用户空间通讯的实现  40-43
  4.5 本章小节  43-44
第五章审计信息分析处理  44-55
  5.1 基于门限阈值的分析处理  44-45
  5.2 系统调用分析处理  45-50
    5.2.1 Forrest 的系统调用短序列方法  45
    5.2.2 基于马尔可夫链的分析方法  45-46
    5.2.3 基于隐马尔可夫链的分析方法  46-47
    5.2.4 基于关联规则的方法  47
    5.2.5 基于神经网络的机器学习方法  47-48
    5.2.6 wagner 等的源代码静态分析模型  48
    5.2.7 系统调用比较分析  48-50
  5.3 本系统审计信息分析处理  50-51
    5.3.1 本系统审计处理方法设计思想  50
    5.3.2 本系统调用分析方法描述  50-51
  5.4 审计分析模块的实现  51-54
  5.5 本章小节  54-55
第六章审计管理平台  55-60
  6.1 基于J2EE 的分层架构  55-56
  6.2 审计管理平台的总体架构  56-57
  6.3 审计管理平台的实现  57-59
  6.4 本章小结  59-60
第七章结论  60-62
参考文献  62-64
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  64-65
致谢  65

内外网交换平台审计系统的研究与实现

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