CN107623754B - 基于真伪MAC识别的WiFi采集***及其方法 - Google Patents
基于真伪MAC识别的WiFi采集***及其方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于真伪MAC识别的WiFi采集***及其方法,涉及WiFi采集技术领域。本***是:数据采集模块(100)、数据预处理模块(200)和数据中心模块(500)依次交互,实现WiFi数据的积累和存储;数据预处理模块(200)、真伪MAC过滤规则(300)和数据中心模块(500)依次交互,实现对真伪MAC进行实时判断以及分析应用;数据中心模块(500)、真伪MAC判断大数据模型(400)和数据中心模块(500)循环交互,实现建立真实MAC历史库,并对积累的真MAC进行分析应用。本发明具有下列优点和积极效果:①先进性,可以识别真伪MAC的入侵行为;②数据具有可靠性;③实用性;④可扩展性,能够有效保护已有投资。
Description
技术领域
本发明涉及WiFi采集技术领域,尤其涉及一种基于真伪MAC识别的WiFi采集***及其方法。
背景技术
随着无线局域网技术的迅猛发展,相比3G/4G代价较高的上网方式,WiFi具有低廉的价格和明显的宽带优势,已经成为互联网海量流量的重要入口之一。近年来,智能手机、平板电脑等终端设备呈现爆发式的增长,截止2017年6月,我国手机网民已达7.24亿,并保持高速增长,WiFi覆盖范围广、接入门槛低,这些特点使得WiFi成为首选上网接入方式。上网过程中会产生大量的用户信息,如终端信息、位置信息、通信信息、网络购物信息、用户上网轨迹信息和用户认证信息等。WiFi采集***可以实现对WiFi用户上网行为的有效管控。
在TCP/IP的架构中,MAC地址扮演着非常重要的角色。在通信中,由MAC地址标识的主机网卡,作为主机身份的硬件地址。每块网卡被生产出来后,都会有一个全球唯一的编号来标识自己,不会重复,这个编号就是MAC地址,也就是网卡的物理地址。但是随着终端技术的发展,为了保护用户隐私安全,苹果iOS9以上、华为P9等Android 7.0以上的主流智能终端设备开启了MAC伪装功能,在某些特定情况下会发出伪MAC且不唯一,无法对WiFi上网终端用户信息进行有效关联,无法实现信息落地,所以真伪MAC识别是目前WiFi采集领域一个难点,真实MAC数据的积累,可以为数据挖掘和上层业务关联分析等提供数据支撑,为管控用户上网行为提供有力保障。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足,针对苹果iOS9以上、华为P9等Android 7.0以上的主流智能终端在终端的Wi-Fi开关打开关闭的过程或者和不同的AP信令协商接入的情况下会发出伪MAC且不唯一,针对这个问题进行了一系列的研究和实验进行验证和分析,提供一种基于真伪MAC识别的WiFi采集***及其方法,实现对终端采集数据中真伪MAC的识别。
实现本发明目的技术方案是:
本发明主要对WiFi采集数据中某些型号或***的终端数据中出现伪MAC的问题,运用合法MAC的定义结合全球组织唯一标识符OUI库进行甄别区分对真伪MAC进行实时判断存入MAC库中,并通过真伪MAC判断大数据模型对数据中心模块MAC库中累积海量MAC数据进行判断识别,储存到真实MAC历史库中,实现真实MAC数据的积累,可以为数据挖掘和上层业务关联分析提供有力支撑。
本发明通过对WiFi采集,尤其是终端特征数据中真伪MAC的识别进行详细研究,通过以下2种方式实现真伪MAC的识别:
1、根据真伪MAC过滤规则进行判断,是指合法MAC的定义结合全球组织唯一标识符OUI库进行甄别区分,可用于真伪MAC实时判断;其中,通过MAC的定义判断是指MAC地址第一个字节的最低有效位为0,且MAC地址第一个字节的次最低有效位为0的MAC是真MAC;结合全球组织唯一标识符OUI库进行甄别区分是直接跟全球组织唯一标识符OUI库进行比对,区分MAC真伪,因为在该802规则定制以前,在OUI全球组织唯一标识符中已经注册过极少MAC地址第一个字节的次最低有效位为1,也是合法的真MAC。
2、根据真伪MAC判断大数据模型进行判断,是指MAC判断规则2与MAC判断规则3得到的MAC求并集,再与MAC判断规则1求交集,可得出真实的MAC地址,存入真实MAC历史库。其中,MAC判断规则1是终端设备MAC地址对应的品牌的第一个字节的第二位十六进制为{0,4,8,C}的是真MAC;MAC判断规则2是终端MAC地址对应的品牌数据非空且唯一是真MAC;MAC判断规则3是24小时内累积MAC出现的次数大于10次是真MAC。
一、基于真伪MAC识别的WiFi采集***(简称***)
本***包括数据采集模块、数据预处理模块、真伪MAC识别过滤规则模块、真伪MAC判断大数据模型和数据中心模块;
其交互关系是:
数据采集模块、数据预处理模块和数据中心模块依次交互,实现WiFi数据的积累和存储;
数据预处理模块、真伪MAC识别过滤规模块和数据中心模块依次交互,实现对真伪MAC进行实时判断以及分析应用;
数据中心模块、真伪MAC判断大数据模型和数据中心模块循环交互,实现建立真实MAC历史库,并对积累的真MAC进行分析应用。
二、基于真伪MAC识别的WiFi采集方法(简称方法)
本方法包括下列步骤:
①数据采集模块完成对覆盖区域内所有频道空口无线WiFi数据的采集,对MAC层以及MAC层之上的协议数据进行解析,并对数据进行分类,将解析数据发送给数据预处理模块;
②数据预处理模块接收解析数据,对解析出的数据进行统一的流式标准化处理,发送给数据中心模块入库,实现WiFi数据的积累和存储,为开展更为复杂的大数据处理业务奠定基础,数据预处理模块将处理过的MAC数据发送给真伪MAC识别过滤规则模块;
③真伪MAC识别过滤规则模块是通过MAC的定义判断MAC是否合法,并结合全球组织唯一标识符OUI库进行甄别区分,用于实时判断;
④真伪MAC判断大数据模型通过对局点大量MAC数据进行实验和统计分析,得出真MAC判断模型,用于将真实MAC入库保存;
⑤数据中心模块是***所有数据的存储资源中心,并实现了对业务数据的挖掘分析,为上层业务提供支撑。
本发明具有下列优点和积极效果:
①先进性:目前WiFi***可以采集热点信息、终端信息和用户上网信息,但对有MAC伪装功能的终端设备信息无法进行真伪MAC判断,本发明基于结合MAC合法性定义、OUI库和大数据模型可以识别真伪MAC的入侵行为;
②可靠性:***采用了独创的真伪MAC过滤规则算法和真伪MAC判断大数据模型结合识别,并通过大量数据分析论证,数据具有可靠性;
③实用性:目前苹果iOS9以上、华为P9等Android 7.0以上的主流智能终端设备开启了MAC伪装功能,在某些特定情况下会发出伪MAC且不唯一,无法对WiFi上网用户信息进行有效关联,实现信息落地,所以基于真伪MAC识别的WiFi采集***及其方法具有实用性;
④可扩展性:在不对***的结构进行修改的前提下,能够根据不同的数据源、不同的应用需求,扩充成具有海量数据处理能力的应用***。通过便捷的扩展,能够有效保护已有投资。
附图说明
图1是本***的结构方框图。
图中:
100—数据采集模块;
200—数据预处理模块;
300—真伪MAC识别过滤规则模块;
400—真伪MAC判断大数据模型;
500—数据中心模块。
英译汉
1、WiFi:Wireless Fidelity,无线高保真,是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术;
2、WLAN:Wireless Local Access Network,无线局域网络;
3、MAC:Media Access Control或者Medium Access Control,媒体访问控制,或称为物理地址、硬件地址;
4、TCP/IP:Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制/网络通讯。
5、AP:Wireless Access Point,无线访问接入点。
6、OUI:Organizationally unique identifier,全球组织唯一标识符。
具体实施方式
以下结合附图和实施例详细说明。
一、***
1、总体
如图1,本***包括数据采集模块100、数据预处理模块200、真伪MAC识别过滤规则模块300、真伪MAC判断大数据模型400和数据中心模块500;
其交互关系是:
数据采集模块100、数据预处理模块200和数据中心模块500依次交互,实现WiFi数据的积累和存储;
数据预处理模块200、真伪MAC识别过滤规则模块300和数据中心模块500依次交互,实现对真伪MAC进行实时判断以及分析应用;
数据中心模块500、真伪MAC判断大数据模型400和数据中心模块500循环交互,实现建立真实MAC历史库,并对积累的真MAC进行分析应用。
2、功能模块
①数据采集模块100
数据采集模块100执行WiFi数据包采集解析方法;
捕获覆盖区域内所有频道空口无线WiFi数据包,对MAC层以及MAC层之上的协议数据进行解析,并对数据进行分类,将解析数据发送给数据预处理模块200。
②数据预处理模块200
数据预处理模块200执行数据规范化输出方法;
对解析出的数据进行统一的流式标准化处理,发送给数据中心模块500入库,实现WiFi数据的积累和存储,方便开展更为复杂的大数据处理业务;
数据预处理模块200处理过的MAC数据发送给真伪MAC过滤规则模块300。
③真伪MAC识别过滤规则模块300
真伪MAC识别过滤规则模块300执行伪MAC过滤规则和算法;
真伪MAC识别过滤规则模块300是指通过MAC的定义判断MAC是否合法,并结合全球组织唯一标识符OUI库进行甄别区分,可用于真伪MAC实时判断;
通过真伪MAC识别过滤规则模块300判断出的真MAC保存到数据中心模块500的MAC库中。
④真伪MAC判断大数据模型400
真伪MAC判断大数据模型400是一种真MAC判断模型,执行真实MAC的累积;
通过对大量MAC数据进行实验和统计分析,得出真MAC判断模型,用于将真实MAC保存到真实MAC历史库;读取数据中心模块500的MAC库中数据,通过真伪MAC判断大数据模型400,保存到到数据中心模块500的真实MAC历史库中,实现真实MAC的累积。
⑤数据中心模块500
数据中心模块500执行数据存储和分析方法;
数据中心模块500是***所有数据的存储资源中心,并实现了对业务数据的挖掘分析,为上层业务提供支撑。
3、本***的工作机理
首先,数据采集模块100捕获捕获覆盖区域内所有频道空口无线WiFi数据包,对WiFi数据进行解析分类,发送给数据预处理模块200进行标准化处理,分类生成文件为入库做准备,数据中心模块500将解析采集数据存入数据库,写入到不同的表中,并对业务数据进行挖掘分析。
其次,数据预处理模块200解析出的MAC数据发送给真伪MAC识别过滤规则模块300,对真伪MAC进行实时判断,通过真伪MAC识别过滤规则模块300判断出的真MAC保存到数据中心模块500的MAC库中。
最后,真伪MAC判断大数据模型400读取数据中心模块500的MAC库中数据,通过真伪MAC判断大数据模型400,保存到到数据中心模块500的真实MAC历史库中,实现真实MAC的累积,为上层业务分析以及信息落地奠定基础。
二、方法
1、步骤①:
a、捕获WiFi数据包包括捕获采集热点、终端以及用户上网数据包;
b、解析数据是解析被采集热点信息、终端信息和用户上网信息,并根据不同数据类型进行数据传输约束;
c、数据采集模块作为SOCKET客户端,与作为SOCKET服务端的数据预处理模块建立连接,以数据流的方式进行传输。
2、步骤②:
a、数据预处理模块作为SOCKET服务端,与作为SOCKET客户端的数据采集模块建立连接;
b、标准化处理是按照标准规范化,包括热点数据、终端数据和用户上网数据,分类生成文件为入库做准备。
3、步骤③:
a、通过MAC的定义判断MAC是否合法是指MAC地址用来表示互联网上每一个站点的标识符,采用十六进制表示,共六个字节,48位;MAC地址分成两部分,前24位是组织唯一标识符OUI,后24位由厂商自行分配;MAC地址第一个字节的最低有效位用来标识Unicast和Mulcast,即单播和多播,因为网卡的物理地址一定是单播地址,0代表单播地址,1代表组播地址;而最低有效位则用来标识Universally Administered Address和LocallyAdministered Address;其中,Universally Administered Address是指烧录在固件中由厂商指定的地址,也即MAC地址;而Locally Administered Address则是指由网络管理员为了加强自己对网络管理而指定的地址,此类型MAC地址第一个字节的最低有效位为1;经检验,伪MAC符合该方法特征,可成功区别真伪MAC;
b、结合全球组织唯一标识符OUI库进行甄别区分是因为通过MAC的定义判断真伪的规则基本符合真MAC的判断条件,但有一小部分不符合该条件,可直接跟全球组织唯一标识符OUI库进行比对,区分MAC真伪,因为在该802规则定制以前,在OUI全球组织唯一标识符中已经注册过极少MAC地址第一个字节的次最低有效位为1,但是合法的MAC;为追求数据准确、真实性,对数据和小部分特例MAC进行甄别区分,用该方法过滤区别真伪MAC。
4、步骤④:
a、从数据中心模块中的MAC库读取MAC累积数据,通过真伪MAC判断大数据模型判断出真实MAC,存放入数据中心模块的真实MAC历史库中,用于真实MAC数据的积累,为数据挖掘和上层业务关联分析提供有力支撑。
b、真伪MAC判断大数据模型是指MAC判断规则2与MAC判断规则3得到的MAC求并集,再与MAC判断规则1求交集,可得出真实的MAC地址,存入真实MAC历史库;其中,MAC判断规则1是终端设备MAC地址对应的品牌的第一个字节的第二位十六进制为{0,4,8,C}的是真MAC;MAC判断规则2是终端MAC地址对应的品牌数据非空且唯一是真MAC;MAC判断规则3是24小时内累积MAC出现的次数大于10次是真MAC。
5、步骤⑤:
a、针对采集数据构建海量数据的存储、分析和查询架构,解析采集数据存入数据库,写入到不同的表中;
b、定时对数据做统计分析,并解析海量数据。
Claims (6)
1.一种基于真伪MAC识别的WiFi采集***的WiFi采集方法,
WiFi采集***包括数据采集 模块(100)、数据预处理模块(200)、真伪MAC
识别过滤规则模块(300)、真伪MAC判断大数据模型(400)和数据中心模块(500);
其交互关系是:
数据采集模块(100)、数据预处理模块(200)和数据中心模块(500)依次交互,实现WiFi数据的积累和存储;
数据预处理模块(200)、真伪MAC识别过滤规则模块(300)和数据中心模块(500)依次交互,实现对真伪MAC进行实时判断以及分析应用;
数据中心模块(500)、真伪MAC判断大数据模型(400)和数据中心模块(500)循环交互,实现建立真实MAC历史库,并对积累的真MAC进行分析应用;
所述的数据采集模块(100)执行WiFi数据包采集解析方法;
所述的数据预处理模块(200)执行数据规范化输出方法;
所述的真伪MAC识别过滤规则模块(300)执行伪MAC过滤规则和算法;
所述的真伪MAC判断大数据模型(400)是一种真MAC判断模型,执行真实MAC的累积;
所述的数据中心模块(500)执行数据存储和分析方法;
其特征在于包括下列步骤:
①数据采集模块完成对覆盖区域内所有频道空口无线WiFi数据的采集,对MAC层以及MAC层之上的协议数据进行解析,并对数据进行分类,将解析数据发送给数据预处理模块;
②数据预处理模块接收解析数据,对解析出的数据进行统一的流式标准化处理,发送给数据中心模块入库,实现WiFi数据的积累和存储,为开展更为复杂的大数据处理业务奠定基础,数据预处理模块将处理过的MAC数据发送给真伪MAC识别过滤规则模块;
③真伪MAC识别过滤规则模块是通过MAC的定义判断MAC是否合法,并结合全球组织唯一标识符OUI库进行甄别区分,用于实时判断;
④真伪MAC判断大数据模型通过对局点大量MAC数据进行实验和统计分析,得出真MAC判断模型,用于将真实MAC入库保存;
⑤数据中心模块是***所有数据的存储资源中心,并实现了对业务数据的挖掘分析,为上层业务提供支撑。
2.按权利要求1所述的WiFi采集方法,其特征在于所述的步骤①:
a、捕获WiFi数据包包括捕获采集热点、终端以及用户上网数据包;
b、解析数据是解析被采集热点信息、终端信息和用户上网信息,并根据不同数据类型进行数据传输约束;
c、数据采集模块作为SOCKET客户端,与作为SOCKET服务端的数据预处理模块建立连接,以数据流的方式进行传输。
3.按权利要求1所述的WiFi采集方法,其特征在于所述的步骤②:
a、数据预处理模块作为SOCKET服务端,与作为SOCKET客户端的数据采集模块建立连接;
b、标准化处理是按照标准规范化,包括热点数据、终端数据和用户上网数据,分类生成文件为入库做准备。
4.按权利要求1所述的WiFi采集方法,其特征在于所述的步骤③:
a、通过MAC的定义判断MAC是否合法是指MAC地址用来表示互联网上每一个站点的标识符,采用十六进制表示,共六个字节,48位;MAC地址分成两部分,前24位是组织唯一标识符OUI,后24位由厂商自行分配;MAC地址第一个字节的最低有效位用来标识 Unicast和Mulcast,即单播和多播,因为网卡的物理地址一定是单播地址,0代表单播地址,1代表组播地址;而最低有效位则用来标识Universally Administered Address和LocallyAdministered Address;其中,Universally Administered Address是指烧录在固件中由厂商指定的地址,也即MAC地址;而Locally Administered Address则是指由网络管理员为了加强自己对网络管理而指定的地址,此类型MAC地址第一个字节的最低有效位为1;经检验,伪MAC符合该方法特征,可成功区别真伪MAC;
b、结合全球组织唯一标识符OUI库进行甄别区分是因为通过MAC的定义判断真伪的规则基本符合真MAC的判断条件,但有一小部分不符合该条件,可直接跟全球组织唯一标识符OUI库进行比对,区分MAC真伪,因为在IEEE802.XX规则定制以前,在OUI全球组织唯一标识符中已经注册过极少MAC地址第一个字节的次最低有效位为1,但是合法的MAC;为追求数据准确、真实性,对数据和小部分特例MAC进行甄别区分,用该方法过滤区别真伪MAC。
5.按权利要求1所述的WiFi采集方法,其特征在于所述的步骤④:
a、从数据中心模块中的MAC库读取MAC累积数据,通过真伪MAC判断大数据模型判断出真实MAC,存放入数据中心模块的真实MAC历史库中,用于真实MAC数据的积累,为数据挖掘和上层业务关联分析提供有力支撑;
b、真伪MAC判断大数据模型是指MAC判断规则2与MAC判断规则3得到的MAC求并集,再与MAC判断规则1求交集,可得出真实的MAC地址,存入真实MAC历史库;其中,MAC判断规则1是终端设备MAC地址对应的品牌的第一个字节的第二位十六进制为{0,4,8,C}的是真MAC;MAC判断规则2是终端MAC地址对应的品牌数据非空且唯一是真MAC;MAC判断规则3是24小时内累积MAC出现的次数大于10次是真MAC。
6.按权利要求1所述的WiFi采集方法,其特征在于所述的步骤⑤:
a、针对采集数据构建海量数据的存储、分析和查询架构,解析采集数据存入数据库,写入到不同的表中;
b、定时对数据做统计分析,并解析海量数据。
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