一個 節(jié)點(diǎn)為空值，并且它的左右子節(jié)點(diǎn)均有值，則對其子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行序列比對，并將比對結(jié)果序列 存儲到該節(jié)點(diǎn)中，同時將序列比對產(chǎn)生的空格插入操作方式記錄到對應(yīng)的邊上，如圖1所 不〇
[0036] 序列比對是一個在矩陣上進(jìn)行操作的動態(tài)規(guī)劃算法：
[0037] 步驟2. 1 :構(gòu)造一個行數(shù)為M+1，列數(shù)為K+1的矩陣，其中M為第一數(shù)據(jù)包序列的長 度，K為第二數(shù)據(jù)包序列的長度。
[0038] 步驟2. 2 :將第一數(shù)據(jù)包序列放置在矩陣左側(cè)，且第一數(shù)據(jù)包序列中的每個字符 對應(yīng)矩陣的一行，第一數(shù)據(jù)包序列的所有字符依次對應(yīng)第2行至第M+1行；將第二數(shù)據(jù)包序 列放置在矩陣上方，且第二數(shù)據(jù)包序列中的每個字符對應(yīng)矩陣的一列，第二數(shù)據(jù)包序列的 所有字符依次對應(yīng)第2列至第K+1列。
[0039] 步驟2. 3 :將矩陣的第1行和第1列的元素全部賦0 ;矩陣中的其余元素值通過以 下公式得到：
[0040]
[0041] Qij為矩陣第i行第j列的元素值，i取2~M+l，j取2至K+l，Su為打分值，若矩 陣第i行對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)包序列中的字符與矩陣第j列對應(yīng)的第二數(shù)據(jù)包序列中的字符相 同，則Su= 1，否則Sij= 0 ;賦值完成的矩陣如圖2所示。
[0042] 步驟2. 4 :對于步驟2. 3得到的賦值完成的矩陣，從矩陣中取值最大的元素開始， 反向跟蹤到矩陣的第1行第1列元素，得到一條從矩陣中取值最大的元素到矩陣第1行第 1列元素的路徑，如圖2所示。
[0043] 所述反向跟蹤的規(guī)則為：對于第i行第j列元素：比較第i_l行第j列元素、第i 行第j-1列元素、第i-1行第j-1列元素的元素值，第i行第j列元素的反向跟蹤方向?yàn)榈?i-1行第j列元素、第i行第j-1列元素、第i-1行第j-1列元素中元素值最大的元素位置， 若第i-1行第j列元素、第i行第j-1列元素、第i-1行第j-1列元素的元素值相同，則第 i行第j列元素的反向跟蹤方向?yàn)榈趇-1行第j-1列元素位置。
[0044] 步驟2. 5 :為了完成序列的對齊，根據(jù)步驟2. 4得到的路徑，得到第一序列和第二 序列的空格插入操作方式：對于處于路徑中的第i行第j列元素：
[0045] 若反向跟蹤方向?yàn)榈趇-1行第j-1列元素位置，則不進(jìn)行操作；
[0046] 若反向跟蹤方向?yàn)榈趇行第j-1列元素位置，則在第一數(shù)據(jù)包序列中插入空格，空 格插入位置為矩陣第i行對應(yīng)的字符與矩陣第i+1行對應(yīng)的字符之間；
[0047] 若反向跟蹤方向?yàn)榈趇-1行第j列元素位置，則在第二數(shù)據(jù)包序列中插入空格，空 格插入位置為矩陣第j列對應(yīng)的字符與矩陣第j+1列對應(yīng)的字符之間。
[0048] 步驟2. 6 :將第一數(shù)據(jù)包序列和第二數(shù)據(jù)包序列按照步驟2. 5得到的空格插入操 作方式插入空格，得到比對結(jié)果序列，保存具有最少空格的結(jié)果序列以及空格插入操作方 式。
[0049] 步驟3 :將每個葉子節(jié)點(diǎn)從下到上訪問到根節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行每條向上邊的空格插入操 作，最終比對完全二叉樹的根節(jié)點(diǎn)中得到所有葉子節(jié)點(diǎn)對齊的結(jié)果，所述所有葉子節(jié)點(diǎn)對 齊的結(jié)果具有相同的長度，如圖4所示。在所有葉子節(jié)點(diǎn)對齊的結(jié)果中，具有相同位置且字 符相同的部分組成推斷出的協(xié)議報(bào)文格式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種未知協(xié)議報(bào)文格式推斷方法，其特征在于：包括w下步驟： 步驟1 ;采集N個數(shù)據(jù)包序列，按照數(shù)據(jù)包序列的長度對數(shù)據(jù)包序列進(jìn)行排序；建立最 底層具有N個葉子節(jié)點(diǎn)，高度為flogs 的比對完全二叉樹；比對完全二叉樹初始時，將排 序后的N個數(shù)據(jù)包序列依次對應(yīng)賦值給最底層N個葉子節(jié)點(diǎn)，每個葉子節(jié)點(diǎn)內(nèi)的值為一個 數(shù)據(jù)包序列，其余節(jié)點(diǎn)為空值； 步驟2 ;根據(jù)構(gòu)造的比對完全二叉樹，按照下面的規(guī)則自下而上進(jìn)行序列比對，使得比 對完全二叉樹中的每個節(jié)點(diǎn)均有值，且每條邊均有對應(yīng)的空格插入操作方式：若一個節(jié)點(diǎn) 為空值，并且它的左右子節(jié)點(diǎn)均有值，則對其子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行序列比對，并將比對結(jié)果序列存儲 到該節(jié)點(diǎn)中，同時將序列比對產(chǎn)生的空格插入操作方式記錄到對應(yīng)的邊上； 所述序列比對采用W下方法： 步驟2. 1 ;構(gòu)造一個行數(shù)為M+1，列數(shù)為K+1的矩陣，其中M為第一數(shù)據(jù)包序列的長度，K為第二數(shù)據(jù)包序列的長度； 步驟2. 2 ;將第一數(shù)據(jù)包序列放置在矩陣左側(cè)，且第一數(shù)據(jù)包序列中的每個字符對應(yīng) 矩陣的一行，第一數(shù)據(jù)包序列的所有字符依次對應(yīng)第2行至第M+1行；將第二數(shù)據(jù)包序列放 置在矩陣上方，且第二數(shù)據(jù)包序列中的每個字符對應(yīng)矩陣的一列，第二數(shù)據(jù)包序列的所有 字符依次對應(yīng)第2列至第K+1列； 步驟2. 3 ;將矩陣的第1行和第1列的元素全部賦0 ;矩陣中的其余元素值通過W下公 式得到：Qu為矩陣第i行第j列的元素值，i取2~M+1，j取2至K+1，S。為打分值，若矩陣第i行對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)包序列中的字符與矩陣第j列對應(yīng)的第二數(shù)據(jù)包序列中的字符相同， 則Su= 1，否則Su= 0 ; 步驟2. 4 ;對于步驟2. 3得到的賦值完成的矩陣，從矩陣中取值最大的元素開始，反向 跟蹤到矩陣的第1行第1列元素，得到一條從矩陣中取值最大的元素到矩陣第1行第1列 元素的路徑；所述反向跟蹤的規(guī)則為；對于第i行第j列元素；比較第i-1行第j列元素、 第i行第j-1列元素、第i-1行第j-1列元素的元素值，第i行第j列元素的反向跟蹤方向 為第i-1行第j列元素、第i行第j-1列元素、第i-1行第j-1列元素中元素值最大的元素 位置，若第i-1行第j列元素、第i行第j-1列元素、第i-1行第j-1列元素的元素值相同， 則第i行第j列元素的反向跟蹤方向?yàn)榈趇-1行第j-1列元素位置； 步驟2. 5 ;根據(jù)步驟2. 4得到的路徑，得到第一序列和第二序列的空格插入操作方式： 對于處于路徑中的第i行第j列元素： 若反向跟蹤方向?yàn)榈趇-1行第j-1列元素位置，則不進(jìn)行操作； 若反向跟蹤方向?yàn)榈趇行第j-1列元素位置，則在第一數(shù)據(jù)包序列中插入空格，空格插 入位置為矩陣第i行對應(yīng)的字符與矩陣第i+1行對應(yīng)的字符之間； 若反向跟蹤方向?yàn)榈趇-1行第j列元素位置，則在第二數(shù)據(jù)包序列中插入空格，空格插 入位置為矩陣第j列對應(yīng)的字符與矩陣第j+1列對應(yīng)的字符之間； 步驟2. 6 ;將第一數(shù)據(jù)包序列和第二數(shù)據(jù)包序列按照步驟2. 5得到的空格插入操作方 式插入空格，得到比對結(jié)果序列； 步驟3 ;比對完全二叉樹的根節(jié)點(diǎn)中得到所有葉子節(jié)點(diǎn)對齊的結(jié)果，所述所有葉子節(jié) 點(diǎn)對齊的結(jié)果具有相同的長度；在所有葉子節(jié)點(diǎn)對齊的結(jié)果中，具有相同位置且字符相同 的部分組成推斷出的協(xié)議報(bào)文格式。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種未知協(xié)議報(bào)文格式推斷方法，捕獲網(wǎng)絡(luò)上的原始數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包的長度建立序列比對二叉樹，從二叉樹葉子節(jié)點(diǎn)向上進(jìn)行序列比對，序列比對采用基于動態(tài)規(guī)劃的序列比對算法，所有節(jié)點(diǎn)序列比對結(jié)束后得到具有相同的長度葉子節(jié)點(diǎn)對齊的結(jié)果，根據(jù)結(jié)果尋找相同的部分，實(shí)現(xiàn)自動對未知協(xié)議報(bào)文格式推斷并輸出。該發(fā)明提供的一種基于數(shù)據(jù)包序列比對的自動未知協(xié)議報(bào)文方法較之現(xiàn)有人工參與的未知數(shù)據(jù)包格式推斷方法，在采集數(shù)據(jù)包數(shù)目確定的基礎(chǔ)上，可以降低人工參與的工作量實(shí)現(xiàn)自動推斷；在沒有數(shù)據(jù)包格式任何先驗(yàn)信息的條件下，可以實(shí)現(xiàn)對未知協(xié)議數(shù)據(jù)包格式的有效推斷。
【IPC分類】H04L29/06
【公開號】CN104935567
【申請?zhí)枴緾N201510185514
【發(fā)明人】詹成, 石榮, 李劍, 張偉, 李洲
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年4月20日