CN105429987A - 一种计算机网络的安全*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计算机网络的安全***，包括主机、虚拟交换机、核心物理交换机和旁路防火墙，主机和虚拟交换机内各设置有一个加密模块，虚拟交换机中还设有一个身份验证模块，每进行一次访问后，即进行一次加密模块的密钥更新；还包括病毒特征匹配模块，端口审计模块，流量统计模块，网络异常评估模块，病毒隔离模块，应急通道模块，还原模块和数据隔离上传模块。本发明对网络流量进行监测与审计，维护网络良好状态，通过对未知入侵行为的分析及记忆，提高网络免疫能力，每访问一次即更新一次密钥，进一步提高了网络的安全，同时具备数据保护能力，也避免了由于使用者不在电脑前而导致信息丢失的情况的发生。

Description

一种计算机网络的安全***
技术领域
本发明涉及计算机网络领域，具体涉及一种计算机网络的安全***。
背景技术
随着计算机技术和网络的快速发展，使得计算机已经成为人们在工作、学习和生活中不可缺少的工具。同样，计算机网络的发展，也带来了用户计算机信息的安全隐患，网络信息窃取、信息攻击、病毒传播等都无时无刻地存在和发生。
网络安全是计算机网络及其应用领域中一直研究的关键问题，然而传统的网络安全理论和技术存在着以下三个无法克服的缺陷。首先，集中控制的方法对于当前分布式的网络环境显得力不从心；其次，网络具有同构性，无法阻止可疑入侵者及病毒迅速广泛传播；再次，当前网络威胁日新月异，传统网络安全理论和技术的静态性和被动性已经无法适应恶劣多变的网络环境。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种计算机网络的安全***，对网络流量进行监测与审计，维护网络良好状态，通过对未知入侵行为的分析及记忆，提高网络免疫能力，在入侵后能有效控制危害范围，保证网络畅通和服务的正常提供，该***具备自主修复还原能力，维护网络的运营稳定，同时每访问一次即更新一次密钥，进一步提高了网络的安全。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种计算机网络安全***，包括主机、虚拟交换机、核心物理交换机和旁路防火墙，主机通过虚拟网卡与虚拟交换机相连接，虚拟交换机通过trunk通道与核心物理交换机连接，核心物理交换机的一个输出端通过光纤与服务器连接，另一端通过trunk通道与旁路防火墙的trust接口连接，所述的旁路防火墙的untrust接口过光纤与服务器连接，其特征在于，主机和虚拟交换机内各设置有一个加密模块，虚拟交换机中还设有一个身份验证模块，每进行一次访问后，即进行一次加密模块的密钥更新；
还包括
病毒特征匹配模块，计算被监控主机通信数据包的病毒特征指纹，与病毒特征库内记录比对；
端口审计模块，选取通信连接中和服务相关的要素进行综合分析，为维护和研究提供详实报告；
流量统计模块，利用原始数据包报文头部信息进行流量统计，以主机对外的每一个连接为单位进行流量统计，通过提取通信双方IP和端口号特征信息参与哈希函数运算，用步长倍增的算法解决哈希冲突，并用包头中的报文长度字段值更新所属连接的累计流量；
网络异常评估模块，建立多态响应网络异常评估模型，选取网络攻击发生时具有特征的参数进行量化考察，对不同程度威胁给出不同响应和处理建议；
病毒隔离模块，利用模拟服务与产生异常流量的主机通信，提取攻击指纹特征，充实病毒特征库；
应急通道模块，用于提示被攻陷主机的用户，将工作环境迁至应急通道继续工作，不必中断工作处理安全问题；
还原模块，用于待用户完成工作离开计算机时，通过短信息编辑模块发送给用户的指定手机，从而提示用户存在安全隐患并给出精确的还原时间建议，并帮助用户选择将计算机恢复至入侵之前的安全状态；
数据隔离上传模块，用于根据网络异常评估模块得出的评估结果，将数据进行打包上传，并清除计算机中的数据。
其中，所述加密模块加密的步骤包括：
S1、初始化演化中运行的参数，利用自反馈映射函数对演化中种群进行初始化，随机生成含有一定数目个体的初始种群；
S2、计算当前种群中用于检验各个个体频数的频数适应值和用于检验各个个体序列的序列适应值；
S3、对比每个个体与其所在种群其他个体的适应值，计算出当前种群中每个个体的秩；
S4、按照秩值对种群中的个体进行降序排列后，进行随机抽样，并除以密钥的进制数，获得商数以及余数；
S5、将计算获得的商数作为当前待加密数据，并继续执行步骤S1，直至计算获取的商数为零；
S6、使用密钥中的提取运算规则选取出一个特定明文段；
S7、将每次计算获取的余数排列和特定明文段作为加密数据序列。
其中，所述还包括一病毒特征库，用于储存各种病毒的特殊数据，连接有一更新模块，用于定时更新病毒特征库中的数据。
其中，所述病毒隔离模块包括
虚拟应答模块，通过给出虚拟应答并提供相应的虚拟服务，使敌手继续攻击以获得攻击流量；
模拟服务模块，通过执行模拟服务脚本，与流量被重定向至免疫隔离单元的主机进行交互，模拟正常服务的交互过程，使威胁主机继续攻击；
攻击备案模块，记录安全隔离模块与具有威胁主机之间的通信信息并写入数据库，所述通信信息包括通信时间、通信双方的IP和端口信息及攻击者操作***指纹信息；
数据挖掘模块，若认定到达免疫隔离单元的流量是危险流量时，***智能提取攻击指纹特征并将所述特征存入免疫特征库。
本发明具有以下有益效果：
对网络流量进行监测与审计，维护网络良好状态，通过对未知入侵行为的分析及记忆，提高网络免疫能力，在入侵后能有效控制危害范围，保证网络畅通和服务的正常提供，该***具备自主修复还原能力，维护网络的运营稳定，同时每访问一次即更新一次密钥，进一步提高了网络的安全，同时具备数据保护能力，也避免了由于使用者不在电脑前而导致信息丢失的情况的发生。
附图说明
图1为本发明实施例一种计算机网络的安全***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种计算机网络安全***，包括主机、虚拟交换机、核心物理交换机和旁路防火墙，主机通过虚拟网卡与虚拟交换机相连接，虚拟交换机通过trunk通道与核心物理交换机连接，核心物理交换机的一个输出端通过光纤与服务器连接，另一端通过trunk通道与旁路防火墙的trust接口连接，所述的旁路防火墙的untrust接口过光纤与服务器连接，主机和虚拟交换机内各设置有一个加密模块，虚拟交换机中还设有一个身份验证模块，每进行一次访问后，即进行一次加密模块的密钥更新；
还包括
病毒特征匹配模块，计算被监控主机通信数据包的病毒特征指纹，与病毒特征库内记录比对；
端口审计模块，选取通信连接中和服务相关的要素进行综合分析，为维护和研究提供详实报告；
流量统计模块，利用原始数据包报文头部信息进行流量统计，以主机对外的每一个连接为单位进行流量统计，通过提取通信双方IP和端口号特征信息参与哈希函数运算，用步长倍增的算法解决哈希冲突，并用包头中的报文长度字段值更新所属连接的累计流量；
网络异常评估模块，建立多态响应网络异常评估模型，选取网络攻击发生时具有特征的参数进行量化考察，对不同程度威胁给出不同响应和处理建议；
病毒隔离模块，利用模拟服务与产生异常流量的主机通信，提取攻击指纹特征，充实病毒特征库；
应急通道模块，用于提示被攻陷主机的用户，将工作环境迁至应急通道继续工作，不必中断工作处理安全问题；
还原模块，用于待用户完成工作离开计算机时，通过短信息编辑模块发送给用户的指定手机，从而提示用户存在安全隐患并给出精确的还原时间建议，并帮助用户选择将计算机恢复至入侵之前的安全状态；
数据隔离上传模块，用于根据网络异常评估模块得出的评估结果，将数据进行打包上传，并清除计算机中的数据。
所述加密模块加密的步骤包括：
S1、初始化演化中运行的参数，利用自反馈映射函数对演化中种群进行初始化，随机生成含有一定数目个体的初始种群；
S2、计算当前种群中用于检验各个个体频数的频数适应值和用于检验各个个体序列的序列适应值；
S3、对比每个个体与其所在种群其他个体的适应值，计算出当前种群中每个个体的秩；
S4、按照秩值对种群中的个体进行降序排列后，进行随机抽样，并除以密钥的进制数，获得商数以及余数；
S5、将计算获得的商数作为当前待加密数据，并继续执行步骤S1，直至计算获取的商数为零；
S6、使用密钥中的提取运算规则选取出一个特定明文段；
S7、将每次计算获取的余数排列和特定明文段作为加密数据序列。
所述还包括一病毒特征库，用于储存各种病毒的特殊数据，连接有一更新模块，用于定时更新病毒特征库中的数据。
所述病毒隔离模块包括
虚拟应答模块，通过给出虚拟应答并提供相应的虚拟服务，使敌手继续攻击以获得攻击流量；
模拟服务模块，通过执行模拟服务脚本，与流量被重定向至免疫隔离单元的主机进行交互，模拟正常服务的交互过程，使威胁主机继续攻击；
攻击备案模块，记录安全隔离模块与具有威胁主机之间的通信信息并写入数据库，所述通信信息包括通信时间、通信双方的IP和端口信息及攻击者操作***指纹信息；
数据挖掘模块，若认定到达免疫隔离单元的流量是危险流量时，***智能提取攻击指纹特征并将所述特征存入免疫特征库。
所述的旁路防火墙的trust接口和untrust接口通过802.1Q协议划分VLAN子接口，分成各自隔离的VLAN通道，访问记录采用数据链表形式存储，当无存储空间时，优先删除旧的访问记录，在访问前，虚拟交换机首先对储存的访问记录进行检索，根据历史记录确定访问优先级，访问优先级为高访问量的优先级高于少访问量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种计算机网络安全***，包括主机、虚拟交换机、核心物理交换机和旁路防火墙，主机通过虚拟网卡与虚拟交换机相连接，虚拟交换机通过trunk通道与核心物理交换机连接，核心物理交换机的一个输出端通过光纤与服务器连接，另一端通过trunk通道与旁路防火墙的trust接口连接，所述的旁路防火墙的untrust接口过光纤与服务器连接，其特征在于，主机和虚拟交换机内各设置有一个加密模块，虚拟交换机中还设有一个身份验证模块，每进行一次访问后，即进行一次加密模块的密钥更新；
还包括
病毒特征匹配模块，计算被监控主机通信数据包的病毒特征指纹，与病毒特征库内记录比对；
端口审计模块，选取通信连接中和服务相关的要素进行综合分析，为维护和研究提供详实报告；
流量统计模块，利用原始数据包报文头部信息进行流量统计，以主机对外的每一个连接为单位进行流量统计，通过提取通信双方IP和端口号特征信息参与哈希函数运算，用步长倍增的算法解决哈希冲突，并用包头中的报文长度字段值更新所属连接的累计流量；
网络异常评估模块，建立多态响应网络异常评估模型，选取网络攻击发生时具有特征的参数进行量化考察，对不同程度威胁给出不同响应和处理建议；
病毒隔离模块，利用模拟服务与产生异常流量的主机通信，提取攻击指纹特征，充实病毒特征库；
应急通道模块，用于提示被攻陷主机的用户，将工作环境迁至应急通道继续工作，不必中断工作处理安全问题；
还原模块，用于待用户完成工作离开计算机时，通过短信息编辑模块发送给用户的指定手机，从而提示用户存在安全隐患并给出精确的还原时间建议，并帮助用户选择将计算机恢复至入侵之前的安全状态；
数据隔离上传模块，用于根据网络异常评估模块得出的评估结果，将数据进行打包上传，并清除计算机中的数据。
2.根据权利要求1所述的一种计算机网络安全***，其特征在于，所述加密模块加密的步骤包括：
S1、初始化演化中运行的参数，利用自反馈映射函数对演化中种群进行初始化，随机生成含有一定数目个体的初始种群；
S2、计算当前种群中用于检验各个个体频数的频数适应值和用于检验各个个体序列的序列适应值；
S3、对比每个个体与其所在种群其他个体的适应值，计算出当前种群中每个个体的秩；
S4、按照秩值对种群中的个体进行降序排列后，进行随机抽样，并除以密钥的进制数，获得商数以及余数；
S5、将计算获得的商数作为当前待加密数据，并继续执行步骤S1，直至计算获取的商数为零；
S6、使用密钥中的提取运算规则选取出一个特定明文段；
S7、将每次计算获取的余数排列和特定明文段作为加密数据序列。
3.根据权利要求1所述的一种计算机网络安全***，其特征在于，所述还包括一病毒特征库，用于储存各种病毒的特殊数据，连接有一更新模块，用于定时更新病毒特征库中的数据。
4.根据权利要求1所述的一种计算机网络安全***，其特征在于，所述病毒隔离模块包括
虚拟应答模块，通过给出虚拟应答并提供相应的虚拟服务，使敌手继续攻击以获得攻击流量；
模拟服务模块，通过执行模拟服务脚本，与流量被重定向至免疫隔离单元的主机进行交互，模拟正常服务的交互过程，使威胁主机继续攻击；
攻击备案模块，记录安全隔离模块与具有威胁主机之间的通信信息并写入数据库，所述通信信息包括通信时间、通信双方的IP和端口信息及攻击者操作***指纹信息；
数据挖掘模块，若认定到达免疫隔离单元的流量是危险流量时，***智能提取攻击指纹特征并将所述特征存入免疫特征库。
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