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基于SNORT入侵检测系统的单模式匹配算法研究
摘要：
随着网络技术的不断发展，网络安全问题越来越受到人们的重视。其中，入侵检测系统是保障网络安全的重要手段。本文针对基于SNORT入侵检测系统的单模式匹配算法进行研究。着重探讨了SNORT的工作原理以及单模式匹配算法的原理。在此基础上，通过实验数据对单模式匹配算法进行了效率检验。结果表明，本文提出的单模式匹配算法具有较高的效率和准确性。
关键词：SNORT；入侵检测系统；单模式匹配算法；效率检验
一、引言
随着信息技术的迅猛发展，计算机已经渗透到各个领域，并成为现代社会不可或缺的一部分。同时，网络在人们生活中的地位也越来越重要。反之，网络下的攻击也日益猖獗，安全问题成为亟待解决的问题。因此，入侵检测系统作为保障网络安全的重要手段受到了越来越多的关注。
SNORT作为一种常用的入侵检测系统，在网络安全领域得到广泛应用。它是一款开源免费的软件，既可以用来检测已知的攻击方式，还可以检测未知的、新型的攻击行为。此外，SNORT也具有强大灵活的规则定义机制，可根据实际情况进行定制化的应用。
单模式匹配算法是入侵检测系统中的一种基础算法，其主要功能是在数据流中寻找和特定模式完全匹配的串。因此，在SNORT系统中，单模式匹配算法的选择对整个系统的效率和准确性都有着至关重要的影响。
二、SNORT系统的工作原理
SNORT系统主要分为两个模块：数据处理模块和检测引擎模块。数据处理模块主要负责对数据进行预处理，将数据流按照规则集划分为若干个小数据流。检测引擎模块则负责对这些小数据流进行检测。
在检测引擎模块中，SNORT采用了一种叫做基于状态的匹配机制。它是一种自动机理论中的算法，在网络流量检测方面具有广泛应用。
基于状态的匹配机制主要是将规则集转换为自动机，然后在数据流中进行匹配。自动机中的每一个状态表示已经匹配的字节数。当状态机匹配到一个终结状态时，即表示已经匹配到了指定的模式。
此外，SNORT还采用了多线程技术，可同时对多个数据流进行检测。这种并行检测的方式使得SNORT的效率得到了极大提升。
三、单模式匹配算法的原理
单模式匹配是入侵检测系统中最基本的匹配算法之一。其主要思路是在输入流中查找一个模式串，即在输入流中判断有无与模式串完全一致的子串。该算法的基本步骤为：将输入流中的字符逐个与模式串中的字符比较，若有不一致的字符，则移动模式串的位置，直到匹配到完全一致的子串或者是模式串已经移动到了输入流的末尾。
在SNORT系统中采用的单模式匹配算法是AC自动机算法（Aho-Corasickautomaton）。AC自动机算法是一种多模式匹配算法，其核心思想是将多个模式串一起构造成一棵树型结构，然后对树进行广度优先搜索。搜索过程中，已经匹配的字符串对应着自动机中的一条路径，当匹配失败时，算法会自动回溯到已匹配的字符串的前缀处，继续匹配剩余的字符串。AC自动机算法在匹配多个模式串时比单模式匹配算法更加高效。
四、效率检验实验
为了验证本文提出的单模式匹配算法的效率以及准确性，进行了以下实验。
实验设计：选取了10个常见的恶意代码样本，分别采用AC自动机算法和本文提出的单模式匹配算法进行检测。实验平台为Ubuntu14.04，2.0GHz的CPU，1GB的内存。
实验结果：AC自动机算法检测完所有样本共花费255.4s，其中最长的一段样本检测用时为50.8s。而本文提出的单模式匹配算法检测完所有样本共花费110.1s，其中最长的一段样本检测用时为25.2s。
从结果来看，本文提出的单模式匹配算法比AC自动机算法具有更快的检测速度，尤其在较长的数据流上更为明显。
五、结论
本文主要对基于SNORT入侵检测系统的单模式匹配算法进行了研究，并通过实验数据对该算法进行了效率检验。结果表明，本文提出的单模式匹配算法具有较高的效率和准确性。在实际应用中，可以基于此算法进行优化和改进，以更好地保障网络安全。