基于监测状态的协议信息推演研究

发布时间：2017-08-22 10:27

  本文关键词：基于监测状态的协议信息推演研究

  更多相关文章： 协议定义 模式串匹配 关联规则分析 序列比对分析 协议推演 帧特征

【摘要】：伴随无线数据链系统的快速发展,无人飞行器的使用领域越发广泛。与此同时,如何保证无人机的可信测控也成为亟待解决的问题。协议报文是无线数据链系统传输对象。实现对非公有协议报文的推演工作,将对通信协议的设计、电子对抗、增强无人机安全性产生重要作用。针对无人机外部状态参数可被观测的特点,本文借鉴指令执行序列分析的思想,以报文序列分析为基础,结合无人机外部状态参数的实时变化,设计适用于数据链应用层二进制协议的推演系统。主要完成以下研究工作：(1)定义测控协议,产生无人机飞行测控通信报文。根据现今流行数据链系统与无人机飞行测控特点,参照扩充巴科斯范式等方式,本文系统地定义可用于测控的通信协议范本。通过模拟测控通信过程,产生基于范本的报文,构建协议消息库。(2)获取帧特征和域结构关系。使用模式串匹配寻找报文频繁模式串及频繁位置,构成后备帧特征集合；使用关联规则挖掘方法对后备帧特征集合进行关联规则挖掘和筛选；依据帧特征间的关联关系对协议结构进行分析,获取域结构关系集合和报文分类信息。(3)分析状态参数数据域。以外部状态参数为输入,依据二进制协议中数据域的一般特点,使用序列比对技术对报文序列中的状态数据域进行识别,搜寻数据域中的关键结构。依据比对结果和搜索结果,分析状态数据域的结构关系,确认域结构关系中的各单元的属性信息。(4)识别基于行为特征的上下文约束条件。以绝大多数协议会话中部分域所共同具有的行为特点为基础,对协议消息库中所有报文进行分析,寻找基于行为特征的上下文约束条件以及其所作用的域；根据所满足的行为特征,推测相应域所具有的属性信息。本文以报文和状态参数为输入,设计完整的协议推演系统。以协议消息记录和飞行状态参数记录为输入,对推演系统进行实验测试。通过各环节的不断修正,最终实现对协议消息库中所有报文格式的有效推演。
【关键词】：协议定义 模式串匹配 关联规则分析 序列比对分析 协议推演 帧特征
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题的背景及意义11
• 1.2 国内外研究状况11-14
• 1.3 研究的主要内容及创新点14-15
• 1.4 本文的组织结构15-17
• 第2章 遥测协议设计17-33
• 2.1 无人飞行器数据链路系统17-19
• 2.2 无人机飞行姿态描述19-21
• 2.3 协议表述及定义21-32
• 2.3.1 Mealy状态机21-22
• 2.3.2 扩充巴科斯范式22-23
• 2.3.3 测控协议定义23-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 协议推演系统设计33-47
• 3.1 推演系统的结构33-34
• 3.2 系统模块设计34-38
• 3.2.1 频繁串挖掘模块35
• 3.2.2 关联规则提取模块35
• 3.2.3 可变数据域解析模块35-37
• 3.2.4 会话行为分析模块37-38
• 3.3 各模块中主要算法38-46
• 3.3.1 AC自动机匹配算法及其适用38-41
• 3.3.2 Apriori算法及其运用41-45
• 3.3.3 SW算法改进及其适用45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 实验及结果分析47-67
• 4.1 协议消息库构建47-50
• 4.2 推演实验及结果分析50-66
• 4.2.1 频繁模式串挖掘及结果推演51-52
• 4.2.2 关联规则提取及报文结构推演52-56
• 4.2.3 可变数据域解析及语义信息推演56-58
• 4.2.4 会话行为分析及约束条件推演58-62
• 4.2.5 系统输出评估62-66
• 4.3 本章小结66-67
• 总结与展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与的项目74

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本文编号：718604