且(a4,0)且(a5,0) - (d，0)
[0138] r3i: (a3,0)且(a4,0)且（as, l) - (d，0)
[0139] r4i: (a3,1)且(a4,1)且(as, l) - (d，0)
[0140] r52: (a3,0)且（a4,1)且（as, l) - (d，I)
[0141 ] r62: (a3,0)且(a4,1)且(a5,0) - (d，I)
[0142] 由約簡后的判斷解除關聯(lián)幀真實性決策表(表3)所推導出的決策規(guī)則包括5個確 定性規(guī)則和2個不確定性規(guī)則。同時，由約簡后的決策表(表4)所推導出的決策規(guī)則全部為6 個確定性規(guī)則。本發(fā)明在無線客戶端的STA_Air_RX服務中心編程實現(xiàn)了由表4所推導出的6 個確定性規(guī)則，并對所收到的解除關聯(lián)幀進行過濾。本發(fā)明將基于約簡決策表(表4)所實現(xiàn) 的高效檢測及驗證解除關聯(lián)幀的方法標記為"802. Ilw-粗糙集過濾"。無線客戶端的STA_ Air_RX服務中心對所收到的所有解除關聯(lián)幀，按照決策表(表4)所推導出的6個確定性規(guī)則 進行智能過濾;若解除關聯(lián)幀被確定為"非法"，該解除關聯(lián)幀將會被立即丟棄;若解除關聯(lián) 幀被確定為"未定"，該解除關聯(lián)幀將會被轉(zhuǎn)移到"MMS-MDS服務中心"執(zhí)行802.1 Iw驗證過 程。
[0143] 本發(fā)明做了進一步的實驗來測試"802. Ilw-粗糙集過濾"保護WLAN預防DoS攻擊的 效果，并與802. Ilw的效果進行了比較。TCP流量和不同攻擊速率的關系如圖6所示，UDP包丟 失率與解除關聯(lián)幀DoS攻擊速率的關系如圖7所不。
[0144] 如圖6所示，當無線客戶端具有"802.1 Iw-粗糙集過濾"功能后，TCP流量隨著攻擊 速率的增加沒有太大變化。不同攻擊速率下的UDP數(shù)據(jù)包丟失率如圖7所示。只使用802.1Iw 方法時，在高攻擊速率下，UDP數(shù)據(jù)包丟失率可以高達80 %。然而，在使用"802.1 Iw-粗糙集 過濾"時，在高攻擊速率下，數(shù)據(jù)包丟失率只有1%左右。總之，結果表明，基于粗糙集理論屬 性約簡后所建立的"802. Ilw-粗糙集過濾"方法可以有效解決低或高攻擊速率下的解除關 聯(lián)幀DoS攻擊。
[0145] 綜上所述，本發(fā)明實施例具備以下3個優(yōu)點：第一個是研究發(fā)現(xiàn)當前的802. Ilw只 能防止低攻擊速率的解除關聯(lián)幀DoS攻擊;高速率的解除關聯(lián)幀DoS攻擊將嚴重破壞WLAN的 數(shù)據(jù)通信能力。第二個是，基于粗糙集理論，本發(fā)明成功地對判斷解除關聯(lián)幀真實性的決策 表進行了約簡;原來需要9個條件屬性來判定解除關聯(lián)幀是否非法，利用粗糙集理論進行屬 性約簡后，只需3個條件屬性即可對解除關聯(lián)幀的真實性進行判斷。第三個是，基于約簡后 決策表所推導出的決策規(guī)則，本發(fā)明提出一個新型的"802. Ilw-粗糙集過濾"方法，它可以 防止低及高攻擊速率下的解除關聯(lián)幀DoS攻擊。
[0146]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權項】
1. 一種基于粗糙集的新型防無線解除關聯(lián)幀DoS攻擊方法，其特征在于：包括以下步 驟： 步驟S1:對解除關聯(lián)幀DoS攻擊歷史數(shù)據(jù)進行分析，對幀序號差距、前一幀類型、幀到達 間隔、字段控制字節(jié)、幀收發(fā)地址、BSSID設置、Reason Code設置以及Duration ID設置進行 離散化處理； 步驟S2:基于粗糙集理論，建立與約簡解除關聯(lián)幀合法性決策表，并按照一定的可信度 及權重生成解除關聯(lián)幀合法性判定決策規(guī)則，進一步形成解除關聯(lián)幀合法性判定決策規(guī)則 庫； 步驟S3:802.11無線客戶端STA_Air_RX模塊實時采集解除關聯(lián)幀的相關屬性數(shù)據(jù)，實 現(xiàn)解除關聯(lián)幀屬性數(shù)據(jù)分析建模及特征值提取并發(fā)送至STA_Air_RX服務中心； 步驟S4:設置于所述無線客戶端的STA_Air_RX服務中心根據(jù)解除關聯(lián)幀合法性判定決 策規(guī)則對所收到的解除關聯(lián)幀進行合法性判定，直接丟棄那些被判定為"非法"的解除關聯(lián) 幀，對合法性"未定"的解除關聯(lián)幀執(zhí)行802.1 lw驗證過程。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于粗糙集的新型防無線解除關聯(lián)幀DoS攻擊方法，其特 征在于:所述步驟S2中的解除關聯(lián)幀合法性決策表包括1]^ 1)、^以及(1，其中1<8，_]_<9;1] 為決策表所涉及的對象集合，即U= { XI，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8 }，U中的每一個元素 Xi表示一 個對象;A為屬性集，即A = {ai，a2，a3，a4，a5，a6，a7，as，ag}，A中的每一個元素 aj表示一種條件 屬性;&1的屬性描述為判別幀序號差距是否正常，即當前幀序列號同前一個幀序列號之間 的差值，若ai=l，則表示正常，若 ai = 0,則表示異常;a2的屬性描述為判別前一個幀是否為 解除驗證幀，若a2 = 1，則表示是，若a2 = 0，則表示否;a3的屬性描述為判別與收到前一個幀 的時間間隔是否正常，若a3=l，則表示正常，若a 3 = 0,則表示異常;a4的屬性描述為判別字 段控制字節(jié)的重試選項是否開啟，若a4=l，則表示開啟，若a4 = 0,則表示關閉;as的屬性描 述為判別幀接收者地址DA是否設置，若a5 = l，則表示設置，若a5 = 0,則表示未設置;a6的屬 性描述為判別幀發(fā)送者地址SA是否設置，若a6=l，則表示設置，若a 6 = 0,則表示未設置;a7 的屬性描述為判別基本服務集標識符BSSID是否設置，若a7 = 1，則表示設置，若a7 = 0，則表 示未設置;a8的屬性描述為判別Reason Code設置是否正常，若a8 = 1，則表示正常，若a8 = 0， 則表示異常;a9的屬性描述為判別Duration ID設置是否正常，若a9=l，則表示正常，若a9 = 0,則表示異常；d為決策判定解除關聯(lián)幀合法性的決策屬性，用以判別解除驗證幀是否非 法，若d = 1，則表示非法，若d = 0，則表示未定。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于粗糙集的新型防無線解除關聯(lián)幀DoS攻擊方法，其特 征在于:所述步驟S2中的決策表采用決策辨識矩陣Dd進行約簡處理，所述決策辨識矩陣Dd表 示為公式(1): ~ Φ " ?5 Φ ar,.a7 ^, φ. Dd = ??·], ? Cl^, flg i-i.j ·, fig., Q.^ - , Q.^, ??β. Wg , , Cly, φ a,,r/,, . β+, afa4，ac.，a6.ay a 5 φ ?^α-,,α^α^α^α^ α^α2,α^,α4,α5,? (^α^ a，.ah φ _ a^a-A.ah α^α4.α"α^ α λ,ηβ ara^a^a w α^α,.α^ ·φ\ | ) 由決策辨識矩陣Dd所導出的判定解除關聯(lián)幀合法性的決策辨識函數(shù)△*可表示為公式 (2)： A，i<-a< a (cfL V a.y v vab) Aa4 aVa：K v a4 v }Λ {a{ va. v a4 v o5 v ) A {a{ v α., V vaA v：a^ v).a N/fl4 V ) A (A V 丄 V β、V } A ((? V }八,(.％ V V V V %.) Λ (β| V a, V ￡34 V % i Λ V "2 V 4 V "一 V fl5 V V 4 ) Λ (Λ; V ￡74 V α5 V t7h } Λ (A V ·￡32 V ?73 V A V β&- > Λ V ??4 V "b V ~} Λ (α2 να4 ννν(α4 ν}λ(4 ν a' ν a4}λi(沒f νν }.λνα; ν ν>.λ (A V V 4 V V ) Λ (i7s V i7h} Λ Λ (β, V } Λ (4 ν' ￡it6 V iis } Λ (A V ??5 ν1 ??6 ) Λ (A V ??5 V iab V "s } Λ (A V ν./28:): 〈 2 ) 通過析取、合運算得到CjPC2決策約簡集，分別表示為公式(3)和公式(4): Ci= {ai，84，as} (3) C2 = {&3 , Β4 , Β5 } (4); 根據(jù)運算得到的心和(：2決策約簡集則可僅需3個條件屬性即可對解除關聯(lián)幀的真實性 進行判斷。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于粗糙集的新型防無線解除關聯(lián)幀DoS攻擊方法，其特 征在于:所述步驟S2中生成的解除關聯(lián)幀合法性判定性決策規(guī)則如下所述： 1'11:(&3，1)且(&4,0)且(&5，1) - ((1，0) 『21:(&3，1)且(&4,0)且(&5,0) - ((1，0) 『31:(&3,0)且(&4,0)且(&5，1) - ((1，0) 『41:(&3，1)且(&4，1)且(&5，1) - ((1，0) 1'52:(&3,〇)且(&4，1)且(&5，1) - ((1，1) 以2:(&3,〇)且（&4，1)且（&5,〇) - ((1，1)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于粗糙集的新型防無線解除關聯(lián)幀DoS攻擊方法，提供基于802.11幀各種特征屬性的解除關聯(lián)幀合法性判定決策規(guī)則，其中特征屬性主要包括9個方面：幀序號差距、前一個幀的類型、與前一幀的時間間隔、字段控制字節(jié)配置、幀接收者地址設置、幀發(fā)送者地址設置、BSSID設置、Reason？Code設置和Duration？ID設置。本發(fā)明根據(jù)對WiFi無線通信特征及解除關聯(lián)幀屬性特征的研究，建立了判定解除關聯(lián)幀是否非法的決策表；同時基于粗糙集理論，將原來需要9個條件屬性來判定解除關聯(lián)幀是否非法進行屬性約簡后，只需3個條件屬性即可對解除關聯(lián)幀的真實性進行判斷，建立了一個新型的“802.11w-粗糙集過濾”方法，該方法可以使WiFi局域網(wǎng)有效防止低及高攻擊速率下的解除關聯(lián)幀DoS攻擊。
【IPC分類】H04L29/06
【公開號】CN105471879
【申請?zhí)枴緾N201510882541
【發(fā)明人】劉持標, 邱錦明, 尤垂桔
【申請人】三明學院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月4日