本發(fā)明涉及殺蟲(chóng)除害領(lǐng)域,具體而言,涉及一種基于云網(wǎng)絡(luò)的殺蟲(chóng)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著人們對(duì)食品安全的重視,農(nóng)作物采用殺蟲(chóng)燈殺蟲(chóng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。隨著太陽(yáng)能電池板的出現(xiàn),太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈得到廣泛的普及。然而,現(xiàn)有的太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈在自動(dòng)化、信息安全性、數(shù)據(jù)圖像采集全面性等方面仍有提高空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種基于云網(wǎng)絡(luò)的殺蟲(chóng)系統(tǒng),以解決上述的問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種基于云網(wǎng)絡(luò)的殺蟲(chóng)系統(tǒng),包括太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈、太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊、無(wú)線收發(fā)器、集蟲(chóng)器、攝像頭、重力感應(yīng)器和云網(wǎng)絡(luò);所述太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊用于檢測(cè)太陽(yáng)能燈的電壓、電流、溫度和濕度,所述集蟲(chóng)器設(shè)置在太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈的底部,用于收集被殺滅的昆蟲(chóng),所述重力感應(yīng)器設(shè)置在集蟲(chóng)器上,當(dāng)集蟲(chóng)器的昆蟲(chóng)重量大于設(shè)定值時(shí),其底部的電子門(mén)自動(dòng)打開(kāi);所述無(wú)線收發(fā)器接收太陽(yáng)能檢測(cè)模塊和重力感應(yīng)器傳來(lái)的數(shù)據(jù),以及設(shè)置在集蟲(chóng)器上的攝像頭拍攝到的圖像,并將上述信息發(fā)送到云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理和儲(chǔ)存;管理人員的手機(jī)或者個(gè)人PC通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)接收到上述信息后,通過(guò)控制器遠(yuǎn)程控制太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈的電流、電壓。
有益效果:能夠?qū)μ?yáng)能殺蟲(chóng)燈進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作,同時(shí)集圖像、電壓、電流、溫度等信號(hào)采集于一體,數(shù)據(jù)種類(lèi)更全面。
應(yīng)當(dāng)理解的是,以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的,并不能限制本公開(kāi)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明各模塊的連接示意圖;
圖2是安全可視化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
附圖標(biāo)記:
信息數(shù)據(jù)挖掘模塊-1;信息預(yù)處理模塊-2;信息存儲(chǔ)模塊-3;信息分析與展示模塊-4;數(shù)據(jù)降維單元-21;數(shù)據(jù)識(shí)別單元-22;數(shù)據(jù)分類(lèi)單元-23;往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊-41;日志次數(shù)分布分析展示子模塊-42;IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊-43;敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊-44;分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊-45;太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈-100;太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊-200;無(wú)線收發(fā)器-300;集蟲(chóng)器-400;攝像頭-500;重力感應(yīng)器-600;云網(wǎng)絡(luò)-700;控制器-800。
此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分,示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例,并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
應(yīng)用場(chǎng)景1:
如圖1所示的一種基于云網(wǎng)絡(luò)的殺蟲(chóng)系統(tǒng),包括太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100、太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200、無(wú)線收發(fā)器300、集蟲(chóng)器400、攝像頭500、重力感應(yīng)器600和云網(wǎng)絡(luò)700;所述太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200用于檢測(cè)太陽(yáng)能燈的電壓、電流、溫度和濕度,所述集蟲(chóng)器400設(shè)置在太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的底部,用于收集被殺滅的昆蟲(chóng),所述重力感應(yīng)器600設(shè)置在集蟲(chóng)器400上,當(dāng)集蟲(chóng)器400的昆蟲(chóng)重量大于設(shè)定值時(shí),其底部的電子門(mén)自動(dòng)打開(kāi);所述無(wú)線收發(fā)器300接收太陽(yáng)能檢測(cè)模塊200和重力感應(yīng)器600傳來(lái)的數(shù)據(jù),以及設(shè)置在集蟲(chóng)器400上的攝像頭500拍攝到的圖像,并將上述信息發(fā)送到云網(wǎng)絡(luò)700進(jìn)行處理和儲(chǔ)存;管理人員的手機(jī)或者個(gè)人PC通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)700接收到上述信息后,通過(guò)控制器800遠(yuǎn)程控制太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的電流、電壓。
本發(fā)明能夠?qū)μ?yáng)能殺蟲(chóng)燈進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作,同時(shí)集圖像、電壓、電流、溫度等信號(hào)采集于一體,數(shù)據(jù)種類(lèi)更全面。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300與云網(wǎng)絡(luò)700之間還設(shè)置有防火墻,所述防火墻用于對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行防護(hù)。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300采用ZigBee網(wǎng)關(guān)。
優(yōu)選地,如圖2所示,還包括安全可視化系統(tǒng),用于對(duì)所述云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化的安全監(jiān)控,其包括依次連接的信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1、信息預(yù)處理模塊2、信息存儲(chǔ)模塊3和信息分析與展示模塊4;
所述信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1,用于通過(guò)在局域網(wǎng)絡(luò)中抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的方式獲取原始信息數(shù)據(jù),所述原始信息數(shù)據(jù)包括IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)、郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)三種數(shù)據(jù)類(lèi)型;
所述信息預(yù)處理模塊2,用于對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)降維、識(shí)別和分類(lèi)預(yù)處理;
所述信息存儲(chǔ)模塊3,用于將預(yù)處理后的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)的位置中;
所述信息分析與展示模塊4,用于實(shí)現(xiàn)信息的提取、分析和展示,其包括郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41、日志次數(shù)分布分析展示子模塊42、IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43、敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,具體為:
(1)郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41,用于對(duì)云存儲(chǔ)資源池中存儲(chǔ)的郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、處理,并展示某一指定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到的敏感郵件往來(lái)關(guān)系;所述郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41通過(guò)設(shè)計(jì)可選擇日期的日歷使用戶能與界面進(jìn)行交互,用戶可任意選擇要查看的時(shí)間段,具體執(zhí)行以下操作:
根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段,系統(tǒng)對(duì)云存儲(chǔ)資源池中的數(shù)據(jù)進(jìn)行選取,選取到數(shù)據(jù)后以字典的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,根據(jù)敏感郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系生成對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)模型;隨后,通過(guò)和弦圖的形式對(duì)所選擇時(shí)間段內(nèi)敏感郵件的收發(fā)關(guān)系進(jìn)行可視化展示,各個(gè)不同郵箱分布在圓形的周?chē)?,在圓形外側(cè)輪廓顯示郵箱地址,如果不同的郵箱之間有著敏感信息的發(fā)送關(guān)系,便在兩個(gè)郵箱之間做一條帶狀線條,線條粗的一方表示郵件的發(fā)送方,而線條細(xì)的一方表示郵件的接收方;
(2)日志次數(shù)分布分析展示子模塊42,用于按照時(shí)間段以及檢測(cè)到的日志數(shù)量進(jìn)行分類(lèi)和統(tǒng)計(jì),并用樹(shù)狀圖的形式表現(xiàn)出來(lái),具體為:
(2-1)將接收的日志數(shù)據(jù)集W按照時(shí)間段劃分為n個(gè)時(shí)間子集,即W={W1,W2,…,Wj,…,Wn};
(2-2)人為設(shè)定m個(gè)日志數(shù)量等級(jí),將每個(gè)時(shí)間子集Wj劃分m個(gè)等級(jí)子集,即W1j、W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范圍為[4,8];
(2-3)以日志數(shù)據(jù)集W為根,Wj為第一層節(jié)點(diǎn),Wij為第二層節(jié)點(diǎn)構(gòu)造樹(shù)TW;
(2-5)計(jì)算樹(shù)TW中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的量值,其中葉子節(jié)點(diǎn)的量值即為該數(shù)據(jù)元素的值,非葉子節(jié)點(diǎn)的量值等于其下層所有子節(jié)點(diǎn)的量值之和,至此日志數(shù)據(jù)集W構(gòu)造成了一個(gè)樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
(2-6)將生成的樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射為二維平面上的樹(shù)狀圖;
(3)IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43,用于對(duì)位于云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)位置的IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、統(tǒng)計(jì)處理,通過(guò)可視化展示形式及界面交互展示一定時(shí)間段內(nèi)不同的IP之間的敏感信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系;所述IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43采用時(shí)間段選擇機(jī)制以及散點(diǎn)布局展示方式,用節(jié)點(diǎn)形式表示實(shí)體,線條表示實(shí)體之間的聯(lián)系,用節(jié)點(diǎn)的大小來(lái)表示IP間信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系的強(qiáng)弱程度,根據(jù)鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件有選擇性的進(jìn)行層次展示;鼠標(biāo)懸停在節(jié)點(diǎn)上會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)實(shí)體的詳細(xì)信息,所述詳細(xì)信息包括ID、發(fā)現(xiàn)時(shí)間,鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)體便會(huì)選擇出與所選擇節(jié)點(diǎn)有關(guān)聯(lián)的所有IP,并只顯示該子網(wǎng)絡(luò)圖,同時(shí)也以文字的形式展示出其發(fā)送信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系;同時(shí)設(shè)置有搜索機(jī)制,用戶可以輸入某一IP選擇想要查看的IP關(guān)聯(lián)信息;
(4)敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44,用于通過(guò)分析處理統(tǒng)計(jì)郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)中的檢測(cè)數(shù)據(jù)以及郵件轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系,展示某一特定郵件在不同的郵箱之間被轉(zhuǎn)發(fā)的路徑,具體為:
首先,用戶在搜索框內(nèi)輸入要搜索的郵件標(biāo)題或者郵件標(biāo)題所含的關(guān)鍵詞,系統(tǒng)根據(jù)關(guān)鍵詞對(duì)郵件記錄數(shù)據(jù)中所有的郵件標(biāo)題進(jìn)行模糊匹配檢索,若沒(méi)有檢索到與用戶輸入相匹配的郵件,則發(fā)送信息提醒用戶重新輸入;如果成功檢索到相關(guān)記錄,便將檢索結(jié)果以Table內(nèi)容的形式展示給用戶,同時(shí)為每個(gè)郵件的標(biāo)題添加Click事件,用戶點(diǎn)擊目標(biāo)郵件的標(biāo)題,后臺(tái)根據(jù)用戶所選郵件再次對(duì)郵件記錄進(jìn)行檢索匹配,找到該郵件的轉(zhuǎn)發(fā)記錄,并對(duì)每次轉(zhuǎn)發(fā)的收發(fā)件人以字典的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄,構(gòu)造可視化展示所需要的數(shù)據(jù);最后,以一個(gè)層疊樹(shù)狀圖的形式展示郵件的轉(zhuǎn)發(fā)路徑呈現(xiàn)給用戶并提供交互功能,如果某郵箱為最后一級(jí)接收者,則樹(shù)形圖的頂點(diǎn)為空心顯示,如果該郵箱還將此郵件轉(zhuǎn)發(fā)給了另外的一個(gè)或者幾個(gè)郵箱,則代表該郵箱的樹(shù)形圖節(jié)點(diǎn)設(shè)為實(shí)心的;
(5)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,用于提取、分析并展示分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),具體為:
1)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45從云存儲(chǔ)資源池的相應(yīng)位置中提取分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),采用哈希表進(jìn)行存儲(chǔ),哈希表中關(guān)鍵字采用字符串形式,字符串由源IP、端口號(hào)以及根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔所選取的時(shí)間簽三項(xiàng)組成,這三項(xiàng)中任意一項(xiàng)新建元素出現(xiàn)不同時(shí)都要把新建元素插入到哈希表中,每一個(gè)元素在將來(lái)的圖形化表示中都是一個(gè)節(jié)點(diǎn),表示和被連接主機(jī)之間的關(guān)系,哈希表中關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的值表示該次連接通信活動(dòng)中的數(shù)據(jù)總量;
2)計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值,進(jìn)而將帶有坐標(biāo)信息的點(diǎn)進(jìn)行繪制,并根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,其中繪制時(shí)遵循的原則為:主機(jī)節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)之間的連線表示在時(shí)間間隔內(nèi)通信數(shù)據(jù)量的大小,按照一定系數(shù)進(jìn)行映射,通信數(shù)據(jù)量用不同顏色表示,顏色為紅色的表示通信數(shù)據(jù)量較大;主機(jī)節(jié)點(diǎn)由若干同心圓組成,顏色的對(duì)比強(qiáng)烈程度代表著該連接中涉及的端口數(shù)量。
在本實(shí)施例中,利用可視化的技術(shù),針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)系統(tǒng)中捕獲到的網(wǎng)絡(luò)中敏感信息類(lèi)型以及傳輸情況等進(jìn)行可視化的展示,從五個(gè)不同的角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及展示,精確、全方位且方便管理人員做出相應(yīng)的判斷及決策;設(shè)置的分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45能夠?qū)Ψ植际骄芙^服務(wù)攻擊模式進(jìn)行多維度顯示,且根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,提高了用戶交互的性能。
優(yōu)選地,所述信息預(yù)處理模塊2包括數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,具體為:
(1)數(shù)據(jù)降維單元21,用于采用改進(jìn)的主成分分析法消除原始信息數(shù)據(jù)間的的冗余,降低原始信息數(shù)據(jù)的維數(shù),所述改進(jìn)的主成分分析法為:
1)提起要分析的N條原始信息數(shù)據(jù),作為矩陣X=[x1,x2,…,xN],其中xi為第i條原始信息數(shù)據(jù);
2)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的平均值:
3)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣A:
4)根據(jù)協(xié)方差矩陣A的特征值問(wèn)題計(jì)算主成分元素:
Aδi=μiδi
其中μi,δi分別為A的特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量;
5)根據(jù)給定的精度ρ,通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法,求解前M個(gè)最大特征值:
其中,M的取值范圍為
6)取前M個(gè)最大特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量,令
Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)
則有AΦ=ΦΓ;取m=4,
7)計(jì)算低維向量組成的新矩陣Y=ΦTX;
(2)數(shù)據(jù)識(shí)別單元22,用于對(duì)降低維數(shù)后的原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別檢測(cè),去除不相關(guān)的信息數(shù)據(jù),得到相關(guān)信息數(shù)據(jù);
(3)數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,用于對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。
其中,所述數(shù)據(jù)識(shí)別單元22包括對(duì)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,具體為:
1)設(shè)降維后的K條原始信息數(shù)據(jù)矩陣為Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈X′,選擇Db3小波作為分析小波,并選擇最大分解尺度,對(duì)Y′運(yùn)用分解算法進(jìn)行小波分解得到小波系數(shù)矩陣,當(dāng)j≤最大尺度時(shí),從小波系數(shù)矩陣中提取高頻系數(shù),計(jì)算小系數(shù)的方差Ψ后,并根據(jù)[j,log2Ψ]擬合直線求得斜率k,從而求解出網(wǎng)絡(luò)流量的自相似參數(shù)Hurst值H:
H=(k-1)/2
2)通過(guò)分析求得的不同時(shí)刻的Hurst變化值ΔH=Ht-Ht-1,設(shè)定門(mén)限值T,若ΔH>T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊發(fā)生,保存對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù);若ΔH≤T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊沒(méi)有發(fā)出,去除對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù)。
其中,所述郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)獲取郵件的TCP連接方向得到,首先通過(guò)解析獲得的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列號(hào)的信息,并以四元組1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元組2:目的IP地址,目的端口,源IP地址,源端口,分別標(biāo)示TCP連接的兩個(gè)方向,然后將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的應(yīng)用層數(shù)據(jù)根據(jù)序列號(hào)按序?qū)懭肱cTCP連接方向?qū)?yīng)的日志文件中。
其中,所述Table內(nèi)容包括郵件ID、郵件標(biāo)題、郵件時(shí)間、郵件始發(fā)人和郵件附件個(gè)數(shù)。
本實(shí)施例中,在信息預(yù)處理模塊2中設(shè)置數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行降維、識(shí)別和分類(lèi)處理,從而實(shí)現(xiàn)將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)資源池的不同位置中,利于信息分析與展示模塊4對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)的提取,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度,本實(shí)施例取值m=4,系統(tǒng)的運(yùn)行速度提高了2%。
應(yīng)用場(chǎng)景2:
如圖1所示的一種基于云網(wǎng)絡(luò)的殺蟲(chóng)系統(tǒng),包括太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100、太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200、無(wú)線收發(fā)器300、集蟲(chóng)器400、攝像頭500、重力感應(yīng)器600和云網(wǎng)絡(luò)700;所述太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200用于檢測(cè)太陽(yáng)能燈的電壓、電流、溫度和濕度,所述集蟲(chóng)器400設(shè)置在太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的底部,用于收集被殺滅的昆蟲(chóng),所述重力感應(yīng)器600設(shè)置在集蟲(chóng)器400上,當(dāng)集蟲(chóng)器400的昆蟲(chóng)重量大于設(shè)定值時(shí),其底部的電子門(mén)自動(dòng)打開(kāi);所述無(wú)線收發(fā)器300接收太陽(yáng)能檢測(cè)模塊200和重力感應(yīng)器600傳來(lái)的數(shù)據(jù),以及設(shè)置在集蟲(chóng)器400上的攝像頭500拍攝到的圖像,并將上述信息發(fā)送到云網(wǎng)絡(luò)700進(jìn)行處理和儲(chǔ)存;管理人員的手機(jī)或者個(gè)人PC通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)700接收到上述信息后,通過(guò)控制器800遠(yuǎn)程控制太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的電流、電壓。
本發(fā)明能夠?qū)μ?yáng)能殺蟲(chóng)燈進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作,同時(shí)集圖像、電壓、電流、溫度等信號(hào)采集于一體,數(shù)據(jù)種類(lèi)更全面。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300與云網(wǎng)絡(luò)700之間還設(shè)置有防火墻,所述防火墻用于對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行防護(hù)。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300采用ZigBee網(wǎng)關(guān)。
優(yōu)選地,如圖2所示,還包括安全可視化系統(tǒng),用于對(duì)所述云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化的安全監(jiān)控,其包括依次連接的信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1、信息預(yù)處理模塊2、信息存儲(chǔ)模塊3和信息分析與展示模塊4;
所述信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1,用于通過(guò)在局域網(wǎng)絡(luò)中抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的方式獲取原始信息數(shù)據(jù),所述原始信息數(shù)據(jù)包括IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)、郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)三種數(shù)據(jù)類(lèi)型;
所述信息預(yù)處理模塊2,用于對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)降維、識(shí)別和分類(lèi)預(yù)處理;
所述信息存儲(chǔ)模塊3,用于將預(yù)處理后的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)的位置中;
所述信息分析與展示模塊4,用于實(shí)現(xiàn)信息的提取、分析和展示,其包括郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41、日志次數(shù)分布分析展示子模塊42、IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43、敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,具體為:
(1)郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41,用于對(duì)云存儲(chǔ)資源池中存儲(chǔ)的郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、處理,并展示某一指定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到的敏感郵件往來(lái)關(guān)系;所述郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41通過(guò)設(shè)計(jì)可選擇日期的日歷使用戶能與界面進(jìn)行交互,用戶可任意選擇要查看的時(shí)間段,具體執(zhí)行以下操作:
根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段,系統(tǒng)對(duì)云存儲(chǔ)資源池中的數(shù)據(jù)進(jìn)行選取,選取到數(shù)據(jù)后以字典的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,根據(jù)敏感郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系生成對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)模型;隨后,通過(guò)和弦圖的形式對(duì)所選擇時(shí)間段內(nèi)敏感郵件的收發(fā)關(guān)系進(jìn)行可視化展示,各個(gè)不同郵箱分布在圓形的周?chē)?,在圓形外側(cè)輪廓顯示郵箱地址,如果不同的郵箱之間有著敏感信息的發(fā)送關(guān)系,便在兩個(gè)郵箱之間做一條帶狀線條,線條粗的一方表示郵件的發(fā)送方,而線條細(xì)的一方表示郵件的接收方;
(2)日志次數(shù)分布分析展示子模塊42,用于按照時(shí)間段以及檢測(cè)到的日志數(shù)量進(jìn)行分類(lèi)和統(tǒng)計(jì),并用樹(shù)狀圖的形式表現(xiàn)出來(lái),具體為:
(2-1)將接收的日志數(shù)據(jù)集W按照時(shí)間段劃分為n個(gè)時(shí)間子集,即W={W1,W2,…,Wj,…,Wn};
(2-2)人為設(shè)定m個(gè)日志數(shù)量等級(jí),將每個(gè)時(shí)間子集Wj劃分m個(gè)等級(jí)子集,即W1j、W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范圍為[4,8];
(2-3)以日志數(shù)據(jù)集W為根,Wj為第一層節(jié)點(diǎn),Wij為第二層節(jié)點(diǎn)構(gòu)造樹(shù)TW;
(2-5)計(jì)算樹(shù)TW中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的量值,其中葉子節(jié)點(diǎn)的量值即為該數(shù)據(jù)元素的值,非葉子節(jié)點(diǎn)的量值等于其下層所有子節(jié)點(diǎn)的量值之和,至此日志數(shù)據(jù)集W構(gòu)造成了一個(gè)樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
(2-6)將生成的樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射為二維平面上的樹(shù)狀圖;
(3)IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43,用于對(duì)位于云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)位置的IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、統(tǒng)計(jì)處理,通過(guò)可視化展示形式及界面交互展示一定時(shí)間段內(nèi)不同的IP之間的敏感信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系;所述IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43采用時(shí)間段選擇機(jī)制以及散點(diǎn)布局展示方式,用節(jié)點(diǎn)形式表示實(shí)體,線條表示實(shí)體之間的聯(lián)系,用節(jié)點(diǎn)的大小來(lái)表示IP間信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系的強(qiáng)弱程度,根據(jù)鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件有選擇性的進(jìn)行層次展示;鼠標(biāo)懸停在節(jié)點(diǎn)上會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)實(shí)體的詳細(xì)信息,所述詳細(xì)信息包括ID、發(fā)現(xiàn)時(shí)間,鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)體便會(huì)選擇出與所選擇節(jié)點(diǎn)有關(guān)聯(lián)的所有IP,并只顯示該子網(wǎng)絡(luò)圖,同時(shí)也以文字的形式展示出其發(fā)送信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系;同時(shí)設(shè)置有搜索機(jī)制,用戶可以輸入某一IP選擇想要查看的IP關(guān)聯(lián)信息;
(4)敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44,用于通過(guò)分析處理統(tǒng)計(jì)郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)中的檢測(cè)數(shù)據(jù)以及郵件轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系,展示某一特定郵件在不同的郵箱之間被轉(zhuǎn)發(fā)的路徑,具體為:
首先,用戶在搜索框內(nèi)輸入要搜索的郵件標(biāo)題或者郵件標(biāo)題所含的關(guān)鍵詞,系統(tǒng)根據(jù)關(guān)鍵詞對(duì)郵件記錄數(shù)據(jù)中所有的郵件標(biāo)題進(jìn)行模糊匹配檢索,若沒(méi)有檢索到與用戶輸入相匹配的郵件,則發(fā)送信息提醒用戶重新輸入;如果成功檢索到相關(guān)記錄,便將檢索結(jié)果以Table內(nèi)容的形式展示給用戶,同時(shí)為每個(gè)郵件的標(biāo)題添加Click事件,用戶點(diǎn)擊目標(biāo)郵件的標(biāo)題,后臺(tái)根據(jù)用戶所選郵件再次對(duì)郵件記錄進(jìn)行檢索匹配,找到該郵件的轉(zhuǎn)發(fā)記錄,并對(duì)每次轉(zhuǎn)發(fā)的收發(fā)件人以字典的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄,構(gòu)造可視化展示所需要的數(shù)據(jù);最后,以一個(gè)層疊樹(shù)狀圖的形式展示郵件的轉(zhuǎn)發(fā)路徑呈現(xiàn)給用戶并提供交互功能,如果某郵箱為最后一級(jí)接收者,則樹(shù)形圖的頂點(diǎn)為空心顯示,如果該郵箱還將此郵件轉(zhuǎn)發(fā)給了另外的一個(gè)或者幾個(gè)郵箱,則代表該郵箱的樹(shù)形圖節(jié)點(diǎn)設(shè)為實(shí)心的;
(5)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,用于提取、分析并展示分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),具體為:
1)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45從云存儲(chǔ)資源池的相應(yīng)位置中提取分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),采用哈希表進(jìn)行存儲(chǔ),哈希表中關(guān)鍵字采用字符串形式,字符串由源IP、端口號(hào)以及根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔所選取的時(shí)間簽三項(xiàng)組成,這三項(xiàng)中任意一項(xiàng)新建元素出現(xiàn)不同時(shí)都要把新建元素插入到哈希表中,每一個(gè)元素在將來(lái)的圖形化表示中都是一個(gè)節(jié)點(diǎn),表示和被連接主機(jī)之間的關(guān)系,哈希表中關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的值表示該次連接通信活動(dòng)中的數(shù)據(jù)總量;
2)計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值,進(jìn)而將帶有坐標(biāo)信息的點(diǎn)進(jìn)行繪制,并根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,其中繪制時(shí)遵循的原則為:主機(jī)節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)之間的連線表示在時(shí)間間隔內(nèi)通信數(shù)據(jù)量的大小,按照一定系數(shù)進(jìn)行映射,通信數(shù)據(jù)量用不同顏色表示,顏色為紅色的表示通信數(shù)據(jù)量較大;主機(jī)節(jié)點(diǎn)由若干同心圓組成,顏色的對(duì)比強(qiáng)烈程度代表著該連接中涉及的端口數(shù)量。
在本實(shí)施例中,利用可視化的技術(shù),針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)系統(tǒng)中捕獲到的網(wǎng)絡(luò)中敏感信息類(lèi)型以及傳輸情況等進(jìn)行可視化的展示,從五個(gè)不同的角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及展示,精確、全方位且方便管理人員做出相應(yīng)的判斷及決策;設(shè)置的分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45能夠?qū)Ψ植际骄芙^服務(wù)攻擊模式進(jìn)行多維度顯示,且根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,提高了用戶交互的性能。
優(yōu)選地,所述信息預(yù)處理模塊2包括數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,具體為:
(1)數(shù)據(jù)降維單元21,用于采用改進(jìn)的主成分分析法消除原始信息數(shù)據(jù)間的的冗余,降低原始信息數(shù)據(jù)的維數(shù),所述改進(jìn)的主成分分析法為:
1)提起要分析的N條原始信息數(shù)據(jù),作為矩陣X=[x1,x2,…,xN],其中xi為第i條原始信息數(shù)據(jù);
2)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的平均值:
3)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣A:
4)根據(jù)協(xié)方差矩陣A的特征值問(wèn)題計(jì)算主成分元素:
Aδi=μiδi
其中μi,δi分別為A的特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量;
5)根據(jù)給定的精度ρ,通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法,求解前M個(gè)最大特征值:
其中,M的取值范圍為
6)取前M個(gè)最大特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量,令
Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)
則有AΦ=ΦΓ;取m=5,
7)計(jì)算低維向量組成的新矩陣Y=ΦTX;
(2)數(shù)據(jù)識(shí)別單元22,用于對(duì)降低維數(shù)后的原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別檢測(cè),去除不相關(guān)的信息數(shù)據(jù),得到相關(guān)信息數(shù)據(jù);
(3)數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,用于對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。
其中,所述數(shù)據(jù)識(shí)別單元22包括對(duì)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,具體為:
1)設(shè)降維后的K條原始信息數(shù)據(jù)矩陣為Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈X′,選擇Db3小波作為分析小波,并選擇最大分解尺度,對(duì)Y′運(yùn)用分解算法進(jìn)行小波分解得到小波系數(shù)矩陣,當(dāng)j≤最大尺度時(shí),從小波系數(shù)矩陣中提取高頻系數(shù),計(jì)算小系數(shù)的方差Ψ后,并根據(jù)[j,log2Ψ]擬合直線求得斜率k,從而求解出網(wǎng)絡(luò)流量的自相似參數(shù)Hurst值H:
H=(k-1)/2
2)通過(guò)分析求得的不同時(shí)刻的Hurst變化值ΔH=Ht-Ht-1,設(shè)定門(mén)限值T,若ΔH>T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊發(fā)生,保存對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù);若ΔH≤T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊沒(méi)有發(fā)出,去除對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù)。
其中,所述郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)獲取郵件的TCP連接方向得到,首先通過(guò)解析獲得的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列號(hào)的信息,并以四元組1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元組2:目的IP地址,目的端口,源IP地址,源端口,分別標(biāo)示TCP連接的兩個(gè)方向,然后將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的應(yīng)用層數(shù)據(jù)根據(jù)序列號(hào)按序?qū)懭肱cTCP連接方向?qū)?yīng)的日志文件中。
其中,所述Table內(nèi)容包括郵件ID、郵件標(biāo)題、郵件時(shí)間、郵件始發(fā)人和郵件附件個(gè)數(shù)。
本實(shí)施例中,在信息預(yù)處理模塊2中設(shè)置數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行降維、識(shí)別和分類(lèi)處理,從而實(shí)現(xiàn)將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)資源池的不同位置中,利于信息分析與展示模塊4對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)的提取,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度,本實(shí)施例取值m=5,系統(tǒng)的運(yùn)行速度提高了1.8%。
應(yīng)用場(chǎng)景3:
如圖1所示的一種基于云網(wǎng)絡(luò)的殺蟲(chóng)系統(tǒng),包括太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100、太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200、無(wú)線收發(fā)器300、集蟲(chóng)器400、攝像頭500、重力感應(yīng)器600和云網(wǎng)絡(luò)700;所述太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200用于檢測(cè)太陽(yáng)能燈的電壓、電流、溫度和濕度,所述集蟲(chóng)器400設(shè)置在太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的底部,用于收集被殺滅的昆蟲(chóng),所述重力感應(yīng)器600設(shè)置在集蟲(chóng)器400上,當(dāng)集蟲(chóng)器400的昆蟲(chóng)重量大于設(shè)定值時(shí),其底部的電子門(mén)自動(dòng)打開(kāi);所述無(wú)線收發(fā)器300接收太陽(yáng)能檢測(cè)模塊200和重力感應(yīng)器600傳來(lái)的數(shù)據(jù),以及設(shè)置在集蟲(chóng)器400上的攝像頭500拍攝到的圖像,并將上述信息發(fā)送到云網(wǎng)絡(luò)700進(jìn)行處理和儲(chǔ)存;管理人員的手機(jī)或者個(gè)人PC通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)700接收到上述信息后,通過(guò)控制器800遠(yuǎn)程控制太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的電流、電壓。
本發(fā)明能夠?qū)μ?yáng)能殺蟲(chóng)燈進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作,同時(shí)集圖像、電壓、電流、溫度等信號(hào)采集于一體,數(shù)據(jù)種類(lèi)更全面。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300與云網(wǎng)絡(luò)700之間還設(shè)置有防火墻,所述防火墻用于對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行防護(hù)。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300采用ZigBee網(wǎng)關(guān)。
優(yōu)選地,如圖2所示,還包括安全可視化系統(tǒng),用于對(duì)所述云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化的安全監(jiān)控,其包括依次連接的信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1、信息預(yù)處理模塊2、信息存儲(chǔ)模塊3和信息分析與展示模塊4;
所述信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1,用于通過(guò)在局域網(wǎng)絡(luò)中抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的方式獲取原始信息數(shù)據(jù),所述原始信息數(shù)據(jù)包括IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)、郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)三種數(shù)據(jù)類(lèi)型;
所述信息預(yù)處理模塊2,用于對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)降維、識(shí)別和分類(lèi)預(yù)處理;
所述信息存儲(chǔ)模塊3,用于將預(yù)處理后的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)的位置中;
所述信息分析與展示模塊4,用于實(shí)現(xiàn)信息的提取、分析和展示,其包括郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41、日志次數(shù)分布分析展示子模塊42、IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43、敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,具體為:
(1)郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41,用于對(duì)云存儲(chǔ)資源池中存儲(chǔ)的郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、處理,并展示某一指定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到的敏感郵件往來(lái)關(guān)系;所述郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41通過(guò)設(shè)計(jì)可選擇日期的日歷使用戶能與界面進(jìn)行交互,用戶可任意選擇要查看的時(shí)間段,具體執(zhí)行以下操作:
根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段,系統(tǒng)對(duì)云存儲(chǔ)資源池中的數(shù)據(jù)進(jìn)行選取,選取到數(shù)據(jù)后以字典的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,根據(jù)敏感郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系生成對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)模型;隨后,通過(guò)和弦圖的形式對(duì)所選擇時(shí)間段內(nèi)敏感郵件的收發(fā)關(guān)系進(jìn)行可視化展示,各個(gè)不同郵箱分布在圓形的周?chē)?,在圓形外側(cè)輪廓顯示郵箱地址,如果不同的郵箱之間有著敏感信息的發(fā)送關(guān)系,便在兩個(gè)郵箱之間做一條帶狀線條,線條粗的一方表示郵件的發(fā)送方,而線條細(xì)的一方表示郵件的接收方;
(2)日志次數(shù)分布分析展示子模塊42,用于按照時(shí)間段以及檢測(cè)到的日志數(shù)量進(jìn)行分類(lèi)和統(tǒng)計(jì),并用樹(shù)狀圖的形式表現(xiàn)出來(lái),具體為:
(2-1)將接收的日志數(shù)據(jù)集W按照時(shí)間段劃分為n個(gè)時(shí)間子集,即W={W1,W2,…,Wj,…,Wn};
(2-2)人為設(shè)定m個(gè)日志數(shù)量等級(jí),將每個(gè)時(shí)間子集Wj劃分m個(gè)等級(jí)子集,即W1j、W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范圍為[4,8];
(2-3)以日志數(shù)據(jù)集W為根,Wj為第一層節(jié)點(diǎn),Wij為第二層節(jié)點(diǎn)構(gòu)造樹(shù)TW;
(2-5)計(jì)算樹(shù)TW中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的量值,其中葉子節(jié)點(diǎn)的量值即為該數(shù)據(jù)元素的值,非葉子節(jié)點(diǎn)的量值等于其下層所有子節(jié)點(diǎn)的量值之和,至此日志數(shù)據(jù)集W構(gòu)造成了一個(gè)樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
(2-6)將生成的樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射為二維平面上的樹(shù)狀圖;
(3)IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43,用于對(duì)位于云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)位置的IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、統(tǒng)計(jì)處理,通過(guò)可視化展示形式及界面交互展示一定時(shí)間段內(nèi)不同的IP之間的敏感信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系;所述IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43采用時(shí)間段選擇機(jī)制以及散點(diǎn)布局展示方式,用節(jié)點(diǎn)形式表示實(shí)體,線條表示實(shí)體之間的聯(lián)系,用節(jié)點(diǎn)的大小來(lái)表示IP間信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系的強(qiáng)弱程度,根據(jù)鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件有選擇性的進(jìn)行層次展示;鼠標(biāo)懸停在節(jié)點(diǎn)上會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)實(shí)體的詳細(xì)信息,所述詳細(xì)信息包括ID、發(fā)現(xiàn)時(shí)間,鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)體便會(huì)選擇出與所選擇節(jié)點(diǎn)有關(guān)聯(lián)的所有IP,并只顯示該子網(wǎng)絡(luò)圖,同時(shí)也以文字的形式展示出其發(fā)送信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系;同時(shí)設(shè)置有搜索機(jī)制,用戶可以輸入某一IP選擇想要查看的IP關(guān)聯(lián)信息;
(4)敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44,用于通過(guò)分析處理統(tǒng)計(jì)郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)中的檢測(cè)數(shù)據(jù)以及郵件轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系,展示某一特定郵件在不同的郵箱之間被轉(zhuǎn)發(fā)的路徑,具體為:
首先,用戶在搜索框內(nèi)輸入要搜索的郵件標(biāo)題或者郵件標(biāo)題所含的關(guān)鍵詞,系統(tǒng)根據(jù)關(guān)鍵詞對(duì)郵件記錄數(shù)據(jù)中所有的郵件標(biāo)題進(jìn)行模糊匹配檢索,若沒(méi)有檢索到與用戶輸入相匹配的郵件,則發(fā)送信息提醒用戶重新輸入;如果成功檢索到相關(guān)記錄,便將檢索結(jié)果以Table內(nèi)容的形式展示給用戶,同時(shí)為每個(gè)郵件的標(biāo)題添加Click事件,用戶點(diǎn)擊目標(biāo)郵件的標(biāo)題,后臺(tái)根據(jù)用戶所選郵件再次對(duì)郵件記錄進(jìn)行檢索匹配,找到該郵件的轉(zhuǎn)發(fā)記錄,并對(duì)每次轉(zhuǎn)發(fā)的收發(fā)件人以字典的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄,構(gòu)造可視化展示所需要的數(shù)據(jù);最后,以一個(gè)層疊樹(shù)狀圖的形式展示郵件的轉(zhuǎn)發(fā)路徑呈現(xiàn)給用戶并提供交互功能,如果某郵箱為最后一級(jí)接收者,則樹(shù)形圖的頂點(diǎn)為空心顯示,如果該郵箱還將此郵件轉(zhuǎn)發(fā)給了另外的一個(gè)或者幾個(gè)郵箱,則代表該郵箱的樹(shù)形圖節(jié)點(diǎn)設(shè)為實(shí)心的;
(5)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,用于提取、分析并展示分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),具體為:
1)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45從云存儲(chǔ)資源池的相應(yīng)位置中提取分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),采用哈希表進(jìn)行存儲(chǔ),哈希表中關(guān)鍵字采用字符串形式,字符串由源IP、端口號(hào)以及根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔所選取的時(shí)間簽三項(xiàng)組成,這三項(xiàng)中任意一項(xiàng)新建元素出現(xiàn)不同時(shí)都要把新建元素插入到哈希表中,每一個(gè)元素在將來(lái)的圖形化表示中都是一個(gè)節(jié)點(diǎn),表示和被連接主機(jī)之間的關(guān)系,哈希表中關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的值表示該次連接通信活動(dòng)中的數(shù)據(jù)總量;
2)計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值,進(jìn)而將帶有坐標(biāo)信息的點(diǎn)進(jìn)行繪制,并根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,其中繪制時(shí)遵循的原則為:主機(jī)節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)之間的連線表示在時(shí)間間隔內(nèi)通信數(shù)據(jù)量的大小,按照一定系數(shù)進(jìn)行映射,通信數(shù)據(jù)量用不同顏色表示,顏色為紅色的表示通信數(shù)據(jù)量較大;主機(jī)節(jié)點(diǎn)由若干同心圓組成,顏色的對(duì)比強(qiáng)烈程度代表著該連接中涉及的端口數(shù)量。
在本實(shí)施例中,利用可視化的技術(shù),針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)系統(tǒng)中捕獲到的網(wǎng)絡(luò)中敏感信息類(lèi)型以及傳輸情況等進(jìn)行可視化的展示,從五個(gè)不同的角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及展示,精確、全方位且方便管理人員做出相應(yīng)的判斷及決策;設(shè)置的分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45能夠?qū)Ψ植际骄芙^服務(wù)攻擊模式進(jìn)行多維度顯示,且根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,提高了用戶交互的性能。
優(yōu)選地,所述信息預(yù)處理模塊2包括數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,具體為:
(1)數(shù)據(jù)降維單元21,用于采用改進(jìn)的主成分分析法消除原始信息數(shù)據(jù)間的的冗余,降低原始信息數(shù)據(jù)的維數(shù),所述改進(jìn)的主成分分析法為:
1)提起要分析的N條原始信息數(shù)據(jù),作為矩陣X=[x1,x2,…,xN],其中xi為第i條原始信息數(shù)據(jù);
2)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的平均值:
3)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣A:
4)根據(jù)協(xié)方差矩陣A的特征值問(wèn)題計(jì)算主成分元素:
Aδi=μiδi
其中μi,δi分別為A的特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量;
5)根據(jù)給定的精度ρ,通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法,求解前M個(gè)最大特征值:
其中,M的取值范圍為
6)取前M個(gè)最大特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量,令
Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)
則有AΦ=ΦΓ;取m=6,
7)計(jì)算低維向量組成的新矩陣Y=ΦTX;
(2)數(shù)據(jù)識(shí)別單元22,用于對(duì)降低維數(shù)后的原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別檢測(cè),去除不相關(guān)的信息數(shù)據(jù),得到相關(guān)信息數(shù)據(jù);
(3)數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,用于對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。
其中,所述數(shù)據(jù)識(shí)別單元22包括對(duì)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,具體為:
1)設(shè)降維后的K條原始信息數(shù)據(jù)矩陣為Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈X′,選擇Db3小波作為分析小波,并選擇最大分解尺度,對(duì)Y′運(yùn)用分解算法進(jìn)行小波分解得到小波系數(shù)矩陣,當(dāng)j≤最大尺度時(shí),從小波系數(shù)矩陣中提取高頻系數(shù),計(jì)算小系數(shù)的方差Ψ后,并根據(jù)[j,log2Ψ]擬合直線求得斜率k,從而求解出網(wǎng)絡(luò)流量的自相似參數(shù)Hurst值H:
H=(k-1)/2
2)通過(guò)分析求得的不同時(shí)刻的Hurst變化值ΔH=Ht-Ht-1,設(shè)定門(mén)限值T,若ΔH>T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊發(fā)生,保存對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù);若ΔH≤T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊沒(méi)有發(fā)出,去除對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù)。
其中,所述郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)獲取郵件的TCP連接方向得到,首先通過(guò)解析獲得的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列號(hào)的信息,并以四元組1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元組2:目的IP地址,目的端口,源IP地址,源端口,分別標(biāo)示TCP連接的兩個(gè)方向,然后將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的應(yīng)用層數(shù)據(jù)根據(jù)序列號(hào)按序?qū)懭肱cTCP連接方向?qū)?yīng)的日志文件中。
其中,所述Table內(nèi)容包括郵件ID、郵件標(biāo)題、郵件時(shí)間、郵件始發(fā)人和郵件附件個(gè)數(shù)。
本實(shí)施例中,在信息預(yù)處理模塊2中設(shè)置數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行降維、識(shí)別和分類(lèi)處理,從而實(shí)現(xiàn)將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)資源池的不同位置中,利于信息分析與展示模塊4對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)的提取,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度,本實(shí)施例取值m=6,系統(tǒng)的運(yùn)行速度提高了1.6%。
應(yīng)用場(chǎng)景4:
如圖1所示的一種基于云網(wǎng)絡(luò)的殺蟲(chóng)系統(tǒng),包括太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100、太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200、無(wú)線收發(fā)器300、集蟲(chóng)器400、攝像頭500、重力感應(yīng)器600和云網(wǎng)絡(luò)700;所述太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200用于檢測(cè)太陽(yáng)能燈的電壓、電流、溫度和濕度,所述集蟲(chóng)器400設(shè)置在太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的底部,用于收集被殺滅的昆蟲(chóng),所述重力感應(yīng)器600設(shè)置在集蟲(chóng)器400上,當(dāng)集蟲(chóng)器400的昆蟲(chóng)重量大于設(shè)定值時(shí),其底部的電子門(mén)自動(dòng)打開(kāi);所述無(wú)線收發(fā)器300接收太陽(yáng)能檢測(cè)模塊200和重力感應(yīng)器600傳來(lái)的數(shù)據(jù),以及設(shè)置在集蟲(chóng)器400上的攝像頭500拍攝到的圖像,并將上述信息發(fā)送到云網(wǎng)絡(luò)700進(jìn)行處理和儲(chǔ)存;管理人員的手機(jī)或者個(gè)人PC通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)700接收到上述信息后,通過(guò)控制器800遠(yuǎn)程控制太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的電流、電壓。
本發(fā)明能夠?qū)μ?yáng)能殺蟲(chóng)燈進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作,同時(shí)集圖像、電壓、電流、溫度等信號(hào)采集于一體,數(shù)據(jù)種類(lèi)更全面。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300與云網(wǎng)絡(luò)700之間還設(shè)置有防火墻,所述防火墻用于對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行防護(hù)。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300采用ZigBee網(wǎng)關(guān)。
優(yōu)選地,如圖2所示,還包括安全可視化系統(tǒng),用于對(duì)所述云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化的安全監(jiān)控,其包括依次連接的信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1、信息預(yù)處理模塊2、信息存儲(chǔ)模塊3和信息分析與展示模塊4;
所述信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1,用于通過(guò)在局域網(wǎng)絡(luò)中抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的方式獲取原始信息數(shù)據(jù),所述原始信息數(shù)據(jù)包括IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)、郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)三種數(shù)據(jù)類(lèi)型;
所述信息預(yù)處理模塊2,用于對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)降維、識(shí)別和分類(lèi)預(yù)處理;
所述信息存儲(chǔ)模塊3,用于將預(yù)處理后的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)的位置中;
所述信息分析與展示模塊4,用于實(shí)現(xiàn)信息的提取、分析和展示,其包括郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41、日志次數(shù)分布分析展示子模塊42、IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43、敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,具體為:
(1)郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41,用于對(duì)云存儲(chǔ)資源池中存儲(chǔ)的郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、處理,并展示某一指定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到的敏感郵件往來(lái)關(guān)系;所述郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41通過(guò)設(shè)計(jì)可選擇日期的日歷使用戶能與界面進(jìn)行交互,用戶可任意選擇要查看的時(shí)間段,具體執(zhí)行以下操作:
根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段,系統(tǒng)對(duì)云存儲(chǔ)資源池中的數(shù)據(jù)進(jìn)行選取,選取到數(shù)據(jù)后以字典的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,根據(jù)敏感郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系生成對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)模型;隨后,通過(guò)和弦圖的形式對(duì)所選擇時(shí)間段內(nèi)敏感郵件的收發(fā)關(guān)系進(jìn)行可視化展示,各個(gè)不同郵箱分布在圓形的周?chē)?,在圓形外側(cè)輪廓顯示郵箱地址,如果不同的郵箱之間有著敏感信息的發(fā)送關(guān)系,便在兩個(gè)郵箱之間做一條帶狀線條,線條粗的一方表示郵件的發(fā)送方,而線條細(xì)的一方表示郵件的接收方;
(2)日志次數(shù)分布分析展示子模塊42,用于按照時(shí)間段以及檢測(cè)到的日志數(shù)量進(jìn)行分類(lèi)和統(tǒng)計(jì),并用樹(shù)狀圖的形式表現(xiàn)出來(lái),具體為:
(2-1)將接收的日志數(shù)據(jù)集W按照時(shí)間段劃分為n個(gè)時(shí)間子集,即W={W1,W2,…,Wj,…,Wn};
(2-2)人為設(shè)定m個(gè)日志數(shù)量等級(jí),將每個(gè)時(shí)間子集Wj劃分m個(gè)等級(jí)子集,即W1j、W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范圍為[4,8];
(2-3)以日志數(shù)據(jù)集W為根,Wj為第一層節(jié)點(diǎn),Wij為第二層節(jié)點(diǎn)構(gòu)造樹(shù)TW;
(2-5)計(jì)算樹(shù)TW中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的量值,其中葉子節(jié)點(diǎn)的量值即為該數(shù)據(jù)元素的值,非葉子節(jié)點(diǎn)的量值等于其下層所有子節(jié)點(diǎn)的量值之和,至此日志數(shù)據(jù)集W構(gòu)造成了一個(gè)樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
(2-6)將生成的樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射為二維平面上的樹(shù)狀圖;
(3)IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43,用于對(duì)位于云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)位置的IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、統(tǒng)計(jì)處理,通過(guò)可視化展示形式及界面交互展示一定時(shí)間段內(nèi)不同的IP之間的敏感信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系;所述IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43采用時(shí)間段選擇機(jī)制以及散點(diǎn)布局展示方式,用節(jié)點(diǎn)形式表示實(shí)體,線條表示實(shí)體之間的聯(lián)系,用節(jié)點(diǎn)的大小來(lái)表示IP間信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系的強(qiáng)弱程度,根據(jù)鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件有選擇性的進(jìn)行層次展示;鼠標(biāo)懸停在節(jié)點(diǎn)上會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)實(shí)體的詳細(xì)信息,所述詳細(xì)信息包括ID、發(fā)現(xiàn)時(shí)間,鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)體便會(huì)選擇出與所選擇節(jié)點(diǎn)有關(guān)聯(lián)的所有IP,并只顯示該子網(wǎng)絡(luò)圖,同時(shí)也以文字的形式展示出其發(fā)送信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系;同時(shí)設(shè)置有搜索機(jī)制,用戶可以輸入某一IP選擇想要查看的IP關(guān)聯(lián)信息;
(4)敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44,用于通過(guò)分析處理統(tǒng)計(jì)郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)中的檢測(cè)數(shù)據(jù)以及郵件轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系,展示某一特定郵件在不同的郵箱之間被轉(zhuǎn)發(fā)的路徑,具體為:
首先,用戶在搜索框內(nèi)輸入要搜索的郵件標(biāo)題或者郵件標(biāo)題所含的關(guān)鍵詞,系統(tǒng)根據(jù)關(guān)鍵詞對(duì)郵件記錄數(shù)據(jù)中所有的郵件標(biāo)題進(jìn)行模糊匹配檢索,若沒(méi)有檢索到與用戶輸入相匹配的郵件,則發(fā)送信息提醒用戶重新輸入;如果成功檢索到相關(guān)記錄,便將檢索結(jié)果以Table內(nèi)容的形式展示給用戶,同時(shí)為每個(gè)郵件的標(biāo)題添加Click事件,用戶點(diǎn)擊目標(biāo)郵件的標(biāo)題,后臺(tái)根據(jù)用戶所選郵件再次對(duì)郵件記錄進(jìn)行檢索匹配,找到該郵件的轉(zhuǎn)發(fā)記錄,并對(duì)每次轉(zhuǎn)發(fā)的收發(fā)件人以字典的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄,構(gòu)造可視化展示所需要的數(shù)據(jù);最后,以一個(gè)層疊樹(shù)狀圖的形式展示郵件的轉(zhuǎn)發(fā)路徑呈現(xiàn)給用戶并提供交互功能,如果某郵箱為最后一級(jí)接收者,則樹(shù)形圖的頂點(diǎn)為空心顯示,如果該郵箱還將此郵件轉(zhuǎn)發(fā)給了另外的一個(gè)或者幾個(gè)郵箱,則代表該郵箱的樹(shù)形圖節(jié)點(diǎn)設(shè)為實(shí)心的;
(5)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,用于提取、分析并展示分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),具體為:
1)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45從云存儲(chǔ)資源池的相應(yīng)位置中提取分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),采用哈希表進(jìn)行存儲(chǔ),哈希表中關(guān)鍵字采用字符串形式,字符串由源IP、端口號(hào)以及根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔所選取的時(shí)間簽三項(xiàng)組成,這三項(xiàng)中任意一項(xiàng)新建元素出現(xiàn)不同時(shí)都要把新建元素插入到哈希表中,每一個(gè)元素在將來(lái)的圖形化表示中都是一個(gè)節(jié)點(diǎn),表示和被連接主機(jī)之間的關(guān)系,哈希表中關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的值表示該次連接通信活動(dòng)中的數(shù)據(jù)總量;
2)計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值,進(jìn)而將帶有坐標(biāo)信息的點(diǎn)進(jìn)行繪制,并根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,其中繪制時(shí)遵循的原則為:主機(jī)節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)之間的連線表示在時(shí)間間隔內(nèi)通信數(shù)據(jù)量的大小,按照一定系數(shù)進(jìn)行映射,通信數(shù)據(jù)量用不同顏色表示,顏色為紅色的表示通信數(shù)據(jù)量較大;主機(jī)節(jié)點(diǎn)由若干同心圓組成,顏色的對(duì)比強(qiáng)烈程度代表著該連接中涉及的端口數(shù)量。
在本實(shí)施例中,利用可視化的技術(shù),針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)系統(tǒng)中捕獲到的網(wǎng)絡(luò)中敏感信息類(lèi)型以及傳輸情況等進(jìn)行可視化的展示,從五個(gè)不同的角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及展示,精確、全方位且方便管理人員做出相應(yīng)的判斷及決策;設(shè)置的分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45能夠?qū)Ψ植际骄芙^服務(wù)攻擊模式進(jìn)行多維度顯示,且根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,提高了用戶交互的性能。
優(yōu)選地,所述信息預(yù)處理模塊2包括數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,具體為:
(1)數(shù)據(jù)降維單元21,用于采用改進(jìn)的主成分分析法消除原始信息數(shù)據(jù)間的的冗余,降低原始信息數(shù)據(jù)的維數(shù),所述改進(jìn)的主成分分析法為:
1)提起要分析的N條原始信息數(shù)據(jù),作為矩陣X=[x1,x2,…,xN],其中xi為第i條原始信息數(shù)據(jù);
2)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的平均值:
3)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣A:
4)根據(jù)協(xié)方差矩陣A的特征值問(wèn)題計(jì)算主成分元素:
Aδi=μiδi
其中μi,δi分別為A的特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量;
5)根據(jù)給定的精度ρ,通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法,求解前M個(gè)最大特征值:
其中,M的取值范圍為
6)取前M個(gè)最大特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量,令
Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)
則有AΦ=ΦΓ;取m=7,
7)計(jì)算低維向量組成的新矩陣Y=ΦTX;
(2)數(shù)據(jù)識(shí)別單元22,用于對(duì)降低維數(shù)后的原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別檢測(cè),去除不相關(guān)的信息數(shù)據(jù),得到相關(guān)信息數(shù)據(jù);
(3)數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,用于對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。
其中,所述數(shù)據(jù)識(shí)別單元22包括對(duì)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,具體為:
1)設(shè)降維后的K條原始信息數(shù)據(jù)矩陣為Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈X′,選擇Db3小波作為分析小波,并選擇最大分解尺度,對(duì)Y′運(yùn)用分解算法進(jìn)行小波分解得到小波系數(shù)矩陣,當(dāng)j≤最大尺度時(shí),從小波系數(shù)矩陣中提取高頻系數(shù),計(jì)算小系數(shù)的方差Ψ后,并根據(jù)[j,log2Ψ]擬合直線求得斜率k,從而求解出網(wǎng)絡(luò)流量的自相似參數(shù)Hurst值H:
H=(k-1)/2
2)通過(guò)分析求得的不同時(shí)刻的Hurst變化值ΔH=Ht-Ht-1,設(shè)定門(mén)限值T,若ΔH>T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊發(fā)生,保存對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù);若ΔH≤T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊沒(méi)有發(fā)出,去除對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù)。
其中,所述郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)獲取郵件的TCP連接方向得到,首先通過(guò)解析獲得的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列號(hào)的信息,并以四元組1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元組2:目的IP地址,目的端口,源IP地址,源端口,分別標(biāo)示TCP連接的兩個(gè)方向,然后將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的應(yīng)用層數(shù)據(jù)根據(jù)序列號(hào)按序?qū)懭肱cTCP連接方向?qū)?yīng)的日志文件中。
其中,所述Table內(nèi)容包括郵件ID、郵件標(biāo)題、郵件時(shí)間、郵件始發(fā)人和郵件附件個(gè)數(shù)。
本實(shí)施例中,在信息預(yù)處理模塊2中設(shè)置數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行降維、識(shí)別和分類(lèi)處理,從而實(shí)現(xiàn)將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)資源池的不同位置中,利于信息分析與展示模塊4對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)的提取,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度,本實(shí)施例取值m=7,系統(tǒng)的運(yùn)行速度提高了1.5%。
應(yīng)用場(chǎng)景5:
如圖1所示的一種基于云網(wǎng)絡(luò)的殺蟲(chóng)系統(tǒng),包括太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100、太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200、無(wú)線收發(fā)器300、集蟲(chóng)器400、攝像頭500、重力感應(yīng)器600和云網(wǎng)絡(luò)700;所述太陽(yáng)能燈檢測(cè)模塊200用于檢測(cè)太陽(yáng)能燈的電壓、電流、溫度和濕度,所述集蟲(chóng)器400設(shè)置在太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的底部,用于收集被殺滅的昆蟲(chóng),所述重力感應(yīng)器600設(shè)置在集蟲(chóng)器400上,當(dāng)集蟲(chóng)器400的昆蟲(chóng)重量大于設(shè)定值時(shí),其底部的電子門(mén)自動(dòng)打開(kāi);所述無(wú)線收發(fā)器300接收太陽(yáng)能檢測(cè)模塊200和重力感應(yīng)器600傳來(lái)的數(shù)據(jù),以及設(shè)置在集蟲(chóng)器400上的攝像頭500拍攝到的圖像,并將上述信息發(fā)送到云網(wǎng)絡(luò)700進(jìn)行處理和儲(chǔ)存;管理人員的手機(jī)或者個(gè)人PC通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)700接收到上述信息后,通過(guò)控制器800遠(yuǎn)程控制太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈100的電流、電壓。
本發(fā)明能夠?qū)μ?yáng)能殺蟲(chóng)燈進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作,同時(shí)集圖像、電壓、電流、溫度等信號(hào)采集于一體,數(shù)據(jù)種類(lèi)更全面。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300與云網(wǎng)絡(luò)700之間還設(shè)置有防火墻,所述防火墻用于對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行防護(hù)。
優(yōu)選地,所述無(wú)線收發(fā)器300采用ZigBee網(wǎng)關(guān)。
優(yōu)選地,如圖2所示,還包括安全可視化系統(tǒng),用于對(duì)所述云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化的安全監(jiān)控,其包括依次連接的信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1、信息預(yù)處理模塊2、信息存儲(chǔ)模塊3和信息分析與展示模塊4;
所述信息數(shù)據(jù)挖掘模塊1,用于通過(guò)在局域網(wǎng)絡(luò)中抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的方式獲取原始信息數(shù)據(jù),所述原始信息數(shù)據(jù)包括IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)、郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)三種數(shù)據(jù)類(lèi)型;
所述信息預(yù)處理模塊2,用于對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)降維、識(shí)別和分類(lèi)預(yù)處理;
所述信息存儲(chǔ)模塊3,用于將預(yù)處理后的信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)的位置中;
所述信息分析與展示模塊4,用于實(shí)現(xiàn)信息的提取、分析和展示,其包括郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41、日志次數(shù)分布分析展示子模塊42、IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43、敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44和分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,具體為:
(1)郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41,用于對(duì)云存儲(chǔ)資源池中存儲(chǔ)的郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、處理,并展示某一指定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到的敏感郵件往來(lái)關(guān)系;所述郵件往來(lái)關(guān)系分析展示子模塊41通過(guò)設(shè)計(jì)可選擇日期的日歷使用戶能與界面進(jìn)行交互,用戶可任意選擇要查看的時(shí)間段,具體執(zhí)行以下操作:
根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段,系統(tǒng)對(duì)云存儲(chǔ)資源池中的數(shù)據(jù)進(jìn)行選取,選取到數(shù)據(jù)后以字典的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,根據(jù)敏感郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系生成對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)模型;隨后,通過(guò)和弦圖的形式對(duì)所選擇時(shí)間段內(nèi)敏感郵件的收發(fā)關(guān)系進(jìn)行可視化展示,各個(gè)不同郵箱分布在圓形的周?chē)?,在圓形外側(cè)輪廓顯示郵箱地址,如果不同的郵箱之間有著敏感信息的發(fā)送關(guān)系,便在兩個(gè)郵箱之間做一條帶狀線條,線條粗的一方表示郵件的發(fā)送方,而線條細(xì)的一方表示郵件的接收方;
(2)日志次數(shù)分布分析展示子模塊42,用于按照時(shí)間段以及檢測(cè)到的日志數(shù)量進(jìn)行分類(lèi)和統(tǒng)計(jì),并用樹(shù)狀圖的形式表現(xiàn)出來(lái),具體為:
(2-1)將接收的日志數(shù)據(jù)集W按照時(shí)間段劃分為n個(gè)時(shí)間子集,即W={W1,W2,…,Wj,…,Wn};
(2-2)人為設(shè)定m個(gè)日志數(shù)量等級(jí),將每個(gè)時(shí)間子集Wj劃分m個(gè)等級(jí)子集,即W1j、W2j、…、Wij、…、Wmj,其中m的取值范圍為[4,8];
(2-3)以日志數(shù)據(jù)集W為根,Wj為第一層節(jié)點(diǎn),Wij為第二層節(jié)點(diǎn)構(gòu)造樹(shù)TW;
(2-5)計(jì)算樹(shù)TW中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的量值,其中葉子節(jié)點(diǎn)的量值即為該數(shù)據(jù)元素的值,非葉子節(jié)點(diǎn)的量值等于其下層所有子節(jié)點(diǎn)的量值之和,至此日志數(shù)據(jù)集W構(gòu)造成了一個(gè)樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
(2-6)將生成的樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射為二維平面上的樹(shù)狀圖;
(3)IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43,用于對(duì)位于云存儲(chǔ)資源池相應(yīng)位置的IP間敏感信息發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、統(tǒng)計(jì)處理,通過(guò)可視化展示形式及界面交互展示一定時(shí)間段內(nèi)不同的IP之間的敏感信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系;所述IP間信息發(fā)送關(guān)系分析展示子模塊43采用時(shí)間段選擇機(jī)制以及散點(diǎn)布局展示方式,用節(jié)點(diǎn)形式表示實(shí)體,線條表示實(shí)體之間的聯(lián)系,用節(jié)點(diǎn)的大小來(lái)表示IP間信息發(fā)送關(guān)聯(lián)關(guān)系的強(qiáng)弱程度,根據(jù)鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件有選擇性的進(jìn)行層次展示;鼠標(biāo)懸停在節(jié)點(diǎn)上會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)實(shí)體的詳細(xì)信息,所述詳細(xì)信息包括ID、發(fā)現(xiàn)時(shí)間,鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)體便會(huì)選擇出與所選擇節(jié)點(diǎn)有關(guān)聯(lián)的所有IP,并只顯示該子網(wǎng)絡(luò)圖,同時(shí)也以文字的形式展示出其發(fā)送信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系;同時(shí)設(shè)置有搜索機(jī)制,用戶可以輸入某一IP選擇想要查看的IP關(guān)聯(lián)信息;
(4)敏感郵件轉(zhuǎn)發(fā)路徑分析與展示子模塊44,用于通過(guò)分析處理統(tǒng)計(jì)郵件檢測(cè)日志數(shù)據(jù)中的檢測(cè)數(shù)據(jù)以及郵件轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系,展示某一特定郵件在不同的郵箱之間被轉(zhuǎn)發(fā)的路徑,具體為:
首先,用戶在搜索框內(nèi)輸入要搜索的郵件標(biāo)題或者郵件標(biāo)題所含的關(guān)鍵詞,系統(tǒng)根據(jù)關(guān)鍵詞對(duì)郵件記錄數(shù)據(jù)中所有的郵件標(biāo)題進(jìn)行模糊匹配檢索,若沒(méi)有檢索到與用戶輸入相匹配的郵件,則發(fā)送信息提醒用戶重新輸入;如果成功檢索到相關(guān)記錄,便將檢索結(jié)果以Table內(nèi)容的形式展示給用戶,同時(shí)為每個(gè)郵件的標(biāo)題添加Click事件,用戶點(diǎn)擊目標(biāo)郵件的標(biāo)題,后臺(tái)根據(jù)用戶所選郵件再次對(duì)郵件記錄進(jìn)行檢索匹配,找到該郵件的轉(zhuǎn)發(fā)記錄,并對(duì)每次轉(zhuǎn)發(fā)的收發(fā)件人以字典的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄,構(gòu)造可視化展示所需要的數(shù)據(jù);最后,以一個(gè)層疊樹(shù)狀圖的形式展示郵件的轉(zhuǎn)發(fā)路徑呈現(xiàn)給用戶并提供交互功能,如果某郵箱為最后一級(jí)接收者,則樹(shù)形圖的頂點(diǎn)為空心顯示,如果該郵箱還將此郵件轉(zhuǎn)發(fā)給了另外的一個(gè)或者幾個(gè)郵箱,則代表該郵箱的樹(shù)形圖節(jié)點(diǎn)設(shè)為實(shí)心的;
(5)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45,用于提取、分析并展示分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),具體為:
1)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45從云存儲(chǔ)資源池的相應(yīng)位置中提取分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù),采用哈希表進(jìn)行存儲(chǔ),哈希表中關(guān)鍵字采用字符串形式,字符串由源IP、端口號(hào)以及根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔所選取的時(shí)間簽三項(xiàng)組成,這三項(xiàng)中任意一項(xiàng)新建元素出現(xiàn)不同時(shí)都要把新建元素插入到哈希表中,每一個(gè)元素在將來(lái)的圖形化表示中都是一個(gè)節(jié)點(diǎn),表示和被連接主機(jī)之間的關(guān)系,哈希表中關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的值表示該次連接通信活動(dòng)中的數(shù)據(jù)總量;
2)計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值,進(jìn)而將帶有坐標(biāo)信息的點(diǎn)進(jìn)行繪制,并根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,其中繪制時(shí)遵循的原則為:主機(jī)節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)之間的連線表示在時(shí)間間隔內(nèi)通信數(shù)據(jù)量的大小,按照一定系數(shù)進(jìn)行映射,通信數(shù)據(jù)量用不同顏色表示,顏色為紅色的表示通信數(shù)據(jù)量較大;主機(jī)節(jié)點(diǎn)由若干同心圓組成,顏色的對(duì)比強(qiáng)烈程度代表著該連接中涉及的端口數(shù)量。
在本實(shí)施例中,利用可視化的技術(shù),針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)系統(tǒng)中捕獲到的網(wǎng)絡(luò)中敏感信息類(lèi)型以及傳輸情況等進(jìn)行可視化的展示,從五個(gè)不同的角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及展示,精確、全方位且方便管理人員做出相應(yīng)的判斷及決策;設(shè)置的分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)分析與展示子模塊45能夠?qū)Ψ植际骄芙^服務(wù)攻擊模式進(jìn)行多維度顯示,且根據(jù)不同需求進(jìn)行時(shí)間間隔、圖形顯示的單位半徑參數(shù)的調(diào)整,提高了用戶交互的性能。
優(yōu)選地,所述信息預(yù)處理模塊2包括數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,具體為:
(1)數(shù)據(jù)降維單元21,用于采用改進(jìn)的主成分分析法消除原始信息數(shù)據(jù)間的的冗余,降低原始信息數(shù)據(jù)的維數(shù),所述改進(jìn)的主成分分析法為:
1)提起要分析的N條原始信息數(shù)據(jù),作為矩陣X=[x1,x2,…,xN],其中xi為第i條原始信息數(shù)據(jù);
2)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的平均值:
3)求解N條原始信息數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣A:
4)根據(jù)協(xié)方差矩陣A的特征值問(wèn)題計(jì)算主成分元素:
Aδi=μiδi
其中μi,δi分別為A的特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量;
5)根據(jù)給定的精度ρ,通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法,求解前M個(gè)最大特征值:
其中,M的取值范圍為
6)取前M個(gè)最大特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量,令
Φ=[δ1,δ2,…,δM],Γ=diag(μ1,μ2,…,μM)
則有AΦ=ΦΓ;取m=8,
7)計(jì)算低維向量組成的新矩陣Y=ΦTX;
(2)數(shù)據(jù)識(shí)別單元22,用于對(duì)降低維數(shù)后的原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別檢測(cè),去除不相關(guān)的信息數(shù)據(jù),得到相關(guān)信息數(shù)據(jù);
(3)數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,用于對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。
其中,所述數(shù)據(jù)識(shí)別單元22包括對(duì)分布式拒絕服務(wù)攻擊數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,具體為:
1)設(shè)降維后的K條原始信息數(shù)據(jù)矩陣為Y′=ΦTX′,其中X′=[x1,x2,…,xK],xj∈X′,選擇Db3小波作為分析小波,并選擇最大分解尺度,對(duì)Y′運(yùn)用分解算法進(jìn)行小波分解得到小波系數(shù)矩陣,當(dāng)j≤最大尺度時(shí),從小波系數(shù)矩陣中提取高頻系數(shù),計(jì)算小系數(shù)的方差Ψ后,并根據(jù)[j,log2Ψ]擬合直線求得斜率k,從而求解出網(wǎng)絡(luò)流量的自相似參數(shù)Hurst值H:
H=(k-1)/2
2)通過(guò)分析求得的不同時(shí)刻的Hurst變化值ΔH=Ht-Ht-1,設(shè)定門(mén)限值T,若ΔH>T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊發(fā)生,保存對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù);若ΔH≤T,判定分布式拒絕服務(wù)攻擊沒(méi)有發(fā)出,去除對(duì)應(yīng)的原始信息數(shù)據(jù)。
其中,所述郵件的收發(fā)對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)獲取郵件的TCP連接方向得到,首先通過(guò)解析獲得的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,得到包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、序列號(hào)的信息,并以四元組1:源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口和四元組2:目的IP地址,目的端口,源IP地址,源端口,分別標(biāo)示TCP連接的兩個(gè)方向,然后將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的應(yīng)用層數(shù)據(jù)根據(jù)序列號(hào)按序?qū)懭肱cTCP連接方向?qū)?yīng)的日志文件中。
其中,所述Table內(nèi)容包括郵件ID、郵件標(biāo)題、郵件時(shí)間、郵件始發(fā)人和郵件附件個(gè)數(shù)。
本實(shí)施例中,在信息預(yù)處理模塊2中設(shè)置數(shù)據(jù)降維單元21、數(shù)據(jù)識(shí)別單元22和數(shù)據(jù)分類(lèi)單元23,對(duì)原始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行降維、識(shí)別和分類(lèi)處理,從而實(shí)現(xiàn)將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)資源池的不同位置中,利于信息分析與展示模塊4對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)的提取,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度,本實(shí)施例取值m=8,系統(tǒng)的運(yùn)行速度提高了1.4%。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。