免费个人入侵检测系统的实现

数据报传送服务。
IP各域的含义如下：
版本:当前IP协议的版本号，本论文采用的版本号为4；
首部长度:以32bit为单位的包头长度；
服务类型:规定对本数据报的处理方式，比如优先权等；
总长:以Byte为单位的整个IP数据报长度；
标识:信源主机赋予每个IP数据报的唯一标识符号，用于控制分片及其重组；
标志和片偏移:同样用于控制分片及其重组；
生存时间:设置本数据报的最大生存时间，以秒为单位；
协议:表示创建本IP数据报数据区数据的高层协议的类型，如TCP,UDP等；
头标校验和:用于保证头标数据的完整性；
源IP地址和目的IP地址: 分别指发送本数据报的主机IP地址和接受本数据报的主机的IP地址；
选项:用于控制和测试，是IP数据报中可选的部分，包含“源路径”、“路径记录”、“时间戳”等几种类型。
TCP协议是网络中应用最为广泛的协议，许多的应用层协议都是在建立在TCP协议之上的。
TCP协议头部信息如下：
源端口:发送端TCP端口号；
目的端口:接收端TCP端口号；
序号:指出段中数据在发送端数据流中的位置；
确认号:指出本机希望下一个接收的字节的序号；
头标长度:以32bit为单位的段头标长度，针对变长的“选项”域设计的；
码位:指出段的目的与内容，不同的各码位置位有不同的含义；
窗口:用于通告接收端接收缓冲区的大小；
校验和:这是可选域，置0表示未选，全1表示校验和为伍；
紧急指针:当码位的URG置位时，指出紧急指针的序号；
UDP协议是英文User Datagram Protocol的缩写，即用户数据报协议，主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天，UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。UDP数据报各域的意义与TCP段中相应的域相同。只有校验和有些不同，除UDP数据报本身外，它还覆盖一个附加的“伪头标”。这个伪头标来自于IP报头，包括:源IP地址、信宿IP地址、协议类型、UDP长度及填充域。
数据分析模块
本系统采用异常检测量化分析方法，把检测规则和属性以数值形式表示。在检测中，采用计数方法来描述用户和系统行为某种属性，这些计数值只能在一定范围内变化。例如：系统允许有限的不成功注册次数、一种特定类型的网络连接数、企图访问文件的次数、访问文件或目录次数和访问网络系统次数。这个数值检测以一个相对固定的时间间隔(例如1小时)来度量用户的行为。在本系统中，分析器对解析的数据包计算每一个包的异常值，一旦发现异常值越限，则认为发生了异常攻击，就将该包信息存入数据库中。异常值由用户的行为的历史情况来决定。基本思想是，一般情况下，同一个用户在一定时间内连接本机的端口数较少，如果这个连接数突然增大，这个地址的异常值就增高。应当说，这并不是网络人侵的严格定义，它只是反映出被检测的数据包的“异常”程度。例如因网络问题而使来自同一个IP地址的数据突然增多时，这种检测方法可能会认为对方有异常行为。
分析结果记录
用数据库记录异常数据包信息，用于以后的分析与检查。
报警处理模块
将数据库中的信息及时响应，确定入侵的类型并进行报警。

个人入侵检测系统的实现
系统的总体结构
PIDS总体设计如图5：

图5 PIDS总体设计

系统捕获网络中的数据包，解码IP、TCP、UDP的头部各字段的信息，然后对解码后的数据进行分析统计，并对其做出判断。
系统将入侵信息记录入数据库，并通过告警窗口显示。
数据包捕获模块实现
PIDS的数据包捕获是通过调用Winpcap中的动态库函数实现的。使用pcap_findalldevs函数获取网络设备链表。获取失败终止程序并打印出错误报告，成功就打印出所有网络设备信息以供选择。在选择好进入的网络设备后，对该网络设备进行相应的配置，然后使用pcap_loop函数捕获数据包。
首先获得网卡信息：
  /* 返回网络设备的链表，以供选择 */
  if(pcap_findalldevs(&alldevs, errbuf) == -1)
  {
   fprintf(stderr,"Error in pcap_findalldevs: %s\n", errbuf);
   exit(1);
  }
  /* 选择列表 */
  for(d=alldevs; d; d=d->next)
  {
   printf("%d. %s\n", ++i, d->name);
   if (d->description)
    printf(" (%s)\n", d->description);
   else
    printf(" (No description available)\n");
  }
  if(i==0)
  {
   printf("\nNo interfaces found! Make sure WinPcap is installed.\n");
   return -1;
  }
   printf("Enter the interface number (1-%d):",i);
  scanf("%d", &inum);
接下来根据所选择的数据进入该网卡：
  for(d=alldevs, i=0; i< inum-1 ;d=d->next, i++);
对选择的网卡进行

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