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

暗網檢測技術通過分析流向網絡中未用IP地址段的數據來檢測蠕蟲、黑客掃描、DoS攻擊等網絡攻擊行為，具有很高的準確性。銀行、鐵路、軍隊等同國際互聯(lián)網隔離的專用網絡中存在大量未用IP地址段，應用暗網檢測技術具有先天優(yōu)勢。本文實現(xiàn)了一個基于暗網的可視化蠕蟲檢測系統(tǒng)，并應用于專用網絡。

1 暗網的概念和相關研究

網絡中的未用IP地址段被稱作暗網(darknet)、黑洞網絡(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生流向暗網的流量，因此從中可以發(fā)現(xiàn)攻擊。在暗網研究方面，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檢測系統(tǒng)并進行分析，但這些研究都是在因特網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數據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數據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。根據這個特點將網絡攻擊從全部數據流中區(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。

2．2 系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)主界面由4個界面組成，如圖2所示。攻擊坐標圖在三維坐標系和3個二維截面坐標系中實時顯示當前攻擊。攻擊記錄查詢界面根據用戶輸入的查詢條件以表格形式顯示歷史記錄信息。攻擊記錄統(tǒng)計界面則根據用戶輸入的查詢條件和設置用柱圖、餅圖、折線圖三種形式顯示歷史記錄報表。記錄坐標圖則根據用戶輸入的查詢條件在三維坐標系和3個二維截面坐標系中顯示歷史攻擊記錄圖形。系統(tǒng)還具有根據包內容過濾的規(guī)則設置、閾值設置和數據包離線分析功能，方便用戶操作。

3 實際網絡實驗

3．1 實驗環(huán)境
該專用網絡技術架構同因特網一樣，但整個網絡與因特網完全隔離。網管中心能夠將全部核心路由器的網絡流量通過鏡像方式匯聚導入該網管中心配置的入侵檢測系統(tǒng)。實驗時將暗網流量導入可視化檢測系統(tǒng)。實驗在不同時間進行了三次，之后對網管中心的入侵檢測系統(tǒng)和本系統(tǒng)的檢測結果進行了比對。

3．2 實驗結果

實驗結果如表1所示(出于隱私需要，隱藏IP地址的部分字段)。可以看出，除了1條記錄外，其他記錄都表明本系統(tǒng)能夠比中心現(xiàn)用的入侵檢測系統(tǒng)更早地檢測出攻擊。最早的早了58個多小時，大約3天。對于大規(guī)模傳播的蠕蟲來說，這么早的檢測具有重要意義。

4結語

設計實現(xiàn)了一個基于暗網的早期檢測系統(tǒng)，實驗表明該系統(tǒng)能夠對蠕蟲實施早期檢測，說明基于暗網的檢測技術在專用網絡中有良好的應用前景，可以在銀行、鐵路、軍隊等系統(tǒng)的專用網絡中發(fā)揮巨大作用。