Giải pháp phát hiện và giảm thiểu tấn công DDoS sử dụng công nghệ SDN trong luận án tiến sĩ kỹ thuật viễn thông

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TẤN CÔNG DDOS VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG TRONG MẠNG SDN/OPENFLOW

1.1. Giới thiệu chương

1.2. Tổng quan về tấn công DDoS

1.3. Phân loại tấn công DDoS. Các giải pháp phòng chống DDoS dựa trên công nghệ mạng truyền thống

1.4. Yêu cầu và thách thức đối với giải pháp phát hiện và ngăn chặn, giảm thiểu tấn công DDoS

1.5. Kỹ thuật mạng cấu hình bởi phần mềm SDN

1.6. Giao thức OpenFlow

1.7. Cấu trúc và phạm vi chuẩn hóa của Openflow

1.8. Nhận dạng và quản lý lưu lượng trên bộ chuyển mạch Openflow

1.9. Các bản tin trao đổi giữa bộ điều khiển và bộ chuyển mạch Openflow

1.10. Quy trình xử lý gói tin trong Openflow

1.11. Quản lý các mục luồng trong bộ chuyển mạch Openflow

1.12. Các giải pháp phòng chống DDoS dựa trên kiến trúc và kỹ thuật SDN/Openflow

1.12.1. Kiến trúc và nguyên lý hoạt động chung

1.12.2. Các kỹ thuật phát hiện tấn công. Các kỹ thuật ngăn chặn, giảm thiểu tấn công

1.12.3. Tấn công DDoS tới các thành phần trong kiến trúc mạng SDN/Openflow và các giải pháp phòng chống

1.12.4. Tấn công DDoS tới các thành phần trong kiến trúc mạng SDN/Openflow

1.12.5. Kỹ thuật phát hiện và giảm thiểu tấn công

1.12.6. Kết luận chương

2. CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG TẤN CÔNG DDOS DỰA TRÊN DỮ LIỆU THỐNG KÊ VÀ CƠ CHẾ XỬ LÝ GÓI TIN CỦA KỸ THUẬT SDN/OPENFLOW

2.1. Giới thiệu chương

2.2. Giải pháp phát hiện và giảm thiểu tấn công DDoS dựa trên mô hình dự đoán làm trơn hàm mũ tham số thống kê lưu lượng

2.3. Kiến trúc hệ thống và các trạng thái hoạt động

2.4. Lựa chọn tham số và chỉ số thống kê lưu lượng

2.5. Lựa chọn và xây dựng mô hình dự đoán chỉ số thống kê lưu lượng

2.6. Phát hiện và giảm thiểu tấn công

2.7. Phân tích và đánh giá hiệu năng của giải pháp

2.8. Giải pháp giảm thiểu tấn công SYN Flood dựa trên cơ chế ủy nhiệm gói tin SYN tại bộ điều khiển

2.8.1. Kiến trúc hệ thống đề xuất

2.8.2. Lựa chọn mô hình ủy nhiệm gói tin SYN. Hoạt động của hệ thống SSP

2.8.3. Phân tích và đánh giá hiệu năng của giải pháp

2.9. Giải pháp đánh dấu gói tin PLA DFM phục vụ truy vết nguồn tấn công

2.9.1. Khái niệm về đánh dấu gói tin và các kỹ thuật cơ bản

2.9.2. Đề xuất cấu trúc và hoạt động của PLA DFM trên kiến trúc mạng SDN/Openflow

2.9.3. So sánh và đánh giá hiệu năng của giải pháp

2.10. Kết luận chương

3. CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG TẤN CÔNG DDOS DỰA TRÊN KỸ THUẬT SDN/OPENFLOW SỬ DỤNG THÊM BỘ PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ LƯU LƯỢNG

3.1. Giới thiệu chương

3.2. Những hạn chế của kiến trúc và kỹ thuật SDN/Openflow trong phòng chống tấn công DDoS

3.3. Đề xuất kiến trúc mạng SDN/Openflow mở rộng trên cơ sở bổ sung bộ phân tích và xử lý lưu lượng SD

3.3.1. Kiến trúc tổng quát

3.3.2. Điều khiển chuyển tiếp lưu lượng tới SD và xử lý lưu lượng tại SD

3.4. Giải pháp phân loại và giảm thiểu tấn công DDoS dựa trên kiến trúc SDN/Openflow mở rộng và thuật toán logic mờ

3.4.1. Phân tích đặc tính lưu lượng tấn công DDoS để chọn tham số phân loại lưu lượng

3.4.2. Cấu trúc hệ thống

3.4.3. Xác định trạng thái của máy chủ

3.5. Chuyển tiếp gói tin giữa các thực thể trong hệ thống

3.6. Phân loại lưu lượng và giảm thiểu tấn công DDoS dựa trên thuật toán suy luận logic mờ FDDoM. Đánh giá hiệu năng của giải pháp

3.7. Phát hiện và giảm thiểu tấn công SYN Flood tới mạng SDN/Openflow sử dụng cơ chế ủy nhiệm gói tin SYN tại bộ phân tích và xử lý lưu lượng

3.7.1. Cấu trúc hệ thống

3.7.2. Hoạt động của hệ thống

3.7.3. Phân tích và đánh giá hiệu năng

3.8. Kết luận chương

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giải pháp phát hiện tấn công DDoS

Luận án tập trung vào giải pháp phát hiện tấn công DDoS bằng cách sử dụng công nghệ SDN. Các kỹ thuật phát hiện dựa trên phân tích lưu lượng mạng và dự đoán các bất thường thông qua mô hình thống kê. Công nghệ SDN cho phép quản lý lưu lượng mạng một cách linh hoạt, giúp phát hiện sớm các cuộc tấn công. Một trong những phương pháp được đề xuất là sử dụng mô hình dự đoán làm trơn hàm mũ để xác định các chỉ số thống kê lưu lượng bất thường.

1.1. Kiến trúc hệ thống

Hệ thống được thiết kế với kiến trúc mạng SDN, bao gồm bộ điều khiển trung tâm và các bộ chuyển mạch OpenFlow. Bộ điều khiển có nhiệm vụ thu thập và phân tích lưu lượng mạng, trong khi các bộ chuyển mạch thực hiện chuyển tiếp gói tin dựa trên các quy tắc được định nghĩa. Kiến trúc này cho phép phát hiện tấn công DDoS một cách hiệu quả thông qua việc giám sát liên tục lưu lượng mạng.

1.2. Phương pháp thống kê lưu lượng

Phương pháp thống kê lưu lượng được sử dụng để phát hiện các bất thường trong mạng. Các chỉ số như số lượng gói tin, thời gian giữa các gói tin, và tỷ lệ lưu lượng được phân tích để xác định các dấu hiệu tấn công. Mô hình dự đoán làm trơn hàm mũ giúp cải thiện độ chính xác trong việc phát hiện tấn công DDoS.

II. Giảm thiểu tấn công DDoS

Luận án đề xuất các giải pháp giảm thiểu tấn công DDoS bằng cách sử dụng công nghệ SDN. Các kỹ thuật giảm thiểu bao gồm việc chặn lưu lượng tấn công, điều hướng lưu lượng hợp lý, và sử dụng các cơ chế ủy nhiệm gói tin. Công nghệ SDN cho phép thực hiện các biện pháp này một cách nhanh chóng và hiệu quả.

2.1. Cơ chế ủy nhiệm gói tin SYN

Một trong những giải pháp được đề xuất là sử dụng cơ chế ủy nhiệm gói tin SYN tại bộ điều khiển. Cơ chế này giúp giảm thiểu tấn công SYN Flood bằng cách xác thực các yêu cầu kết nối trước khi chuyển tiếp đến máy chủ. Điều này giúp ngăn chặn các cuộc tấn công từ chối dịch vụ một cách hiệu quả.

2.2. Đánh dấu gói tin PLA DFM

Giải pháp đánh dấu gói tin PLA DFM được sử dụng để truy vết nguồn tấn công. Kỹ thuật này cho phép xác định nguồn gốc của các gói tin tấn công, từ đó giúp ngăn chặn các cuộc tấn công trong tương lai. PLA DFM được triển khai trên kiến trúc mạng SDN, mang lại hiệu quả cao trong việc giảm thiểu tấn công DDoS.

III. Ứng dụng công nghệ SDN trong bảo mật mạng

Luận án nhấn mạnh vai trò của công nghệ SDN trong việc nâng cao bảo mật mạng. Công nghệ SDN cho phép quản lý lưu lượng mạng một cách linh hoạt, giúp phát hiện và giảm thiểu các cuộc tấn công một cách hiệu quả. Các giải pháp được đề xuất trong luận án có thể được áp dụng trong các hệ thống mạng hiện đại để tăng cường an ninh mạng.

3.1. Tối ưu hóa mạng

Công nghệ SDN cho phép tối ưu hóa mạng bằng cách điều chỉnh lưu lượng mạng một cách linh hoạt. Điều này giúp giảm thiểu tác động của các cuộc tấn công DDoS và đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng. Các giải pháp tối ưu hóa mạng được đề xuất trong luận án mang lại hiệu quả cao trong việc quản lý lưu lượng mạng.

3.2. Phát hiện xâm nhập

Công nghệ SDN cũng được sử dụng để phát hiện các cuộc tấn công xâm nhập mạng. Các kỹ thuật phát hiện xâm nhập dựa trên phân tích lưu lượng mạng và các dấu hiệu bất thường. Các giải pháp này giúp nâng cao khả năng phát hiện và ngăn chặn các cuộc tấn công mạng một cách hiệu quả.

Nghiên cứu giải pháp phát hiện và giảm thiểu tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS) bằng công nghệ SDN