没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
资源推荐
资源详情
资源评论
2016 年 10 月 Journal on Communications October 2016
2016247-1
第 37 卷第 Z1 期 通 信 学 报 Vol.37
No.Z1
基于 BP 神经网络的 Wi-Fi 安全评价模型的研究
康海燕
1
,闫涵
1
,黄浩然
2
,孙璇
1
(1. 北京信息科技大学信息安全系,北京 100192;2. 北京北大方正电子有限公司,北京 100085)
摘 要:提出了基于 BP 神经网络的 Wi-Fi 安全评价模型。首先,分析了大量 Wi-Fi 热点,选取与无线热点安全
相关的信息源;其次,构造 BP 神经网络模型,并对权值进行调整,形成了有较高可信度的 Wi-Fi 安全性评估体
系;最后,在 Android 平台上,设计了基于 BP 神经网络的 Wi-Fi 安全模型。实验证明,该安全评价模型能够对
用户周边无线热点进行扫描及安全性评估,并提供不安全无线热点断开连接功能。
关键词:Wi-Fi;智能保护盾;Android;Wi-Fi 安全评价
中图分类号:TP312 文献标识码:A
Wi-Fi security evaluation model based on BP neural network
KANG Hai-yan
1
, YAN Han
1
, HUANG Hao-ran
2
, SUN Xuan
1
(1. Department of Information Security, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100192, China;
2. Beijing Founder Electronics Co. Ltd., Beijing 100085, China)
Abstract: A Wi-Fi security evaluation model was proposed based on BP neural network. Firstly a large number of Wi-Fi
hotspots was analyzed, safety information sources about wireless hotspots were selected. Secondly, a model of BP neural
network was constructed, the weights were adjusted, and the evaluation system for Wi-Fi safety was formed, which was
higher credibility. Finally, on the Android flatform the application based on above theory was designed. A lot of experi-
ments show the model is able to scan and evaluate the wireless hotspot around user. It can also provide the disconnect
function on unsafe wireless hotspot.
Key words: Wi-Fi, intelligent protection shield, Android, Wi-Fi security evaluation
1 引言
如今越来越多的人使用手机、笔记本等移动终
端通过 Wi-Fi 无线热点上网。然而,现有网络安全
协议远没有达到人们期望的安全水平,用户在自己
丝毫没有察觉的前提下,被别人窥探到网络浏览过
程中录入的私人信息以及个人上网习惯,个人隐私
将会受到极大的威胁,造成隐私泄露、个人财产的
损失。如 2015 年的 3·15 晚会上,央视曝光了免费
Wi-Fi 的安全问题,并在晚会现场向民众演示了黑
客通过 Wi-Fi 网络轻易截取用户的账号、密码等信
息的全过程。正如《融 360:金融防骗手册》中提
示的,因随意使用公共 Wi-Fi 而被黑客盗取个人信
息已成为信用卡诈骗的新手段。据相关介绍,有部
分不法分子专门在商场、咖啡厅等各公共场所使用
黑客软件搭建免费的不明 Wi-Fi 连接,一旦用户在
网页上进行登录,黑客将掌握用户的全部银行卡信
息,轻而易举地进行盗刷。总之,这些安全漏洞如
果被攻击者利用,就可以通过网络监听、密码攻击、
会话劫持、脚本注入及后门植入等方式,窃取所有
连接该 Wi-Fi 网络的用户信息。
因此,研发一套能够对非法无线热点进行识别
及拦截的评价系统(Wi-Fi 保护盾)将会大大减小
用户连接无线热点的安全风险。本文的主要贡献为
收稿日期:2016-09-28
基金项目:高水平人才交叉培养“实培计划”(科研)基金资助项目(No.5111623601);国家自然科学基金资助项目(No.61370139);
北京市社会科学基金资助项目(No.15JGB099)
Foundation Items: High Level Talents Cross Training “Tranining Plan”(Rearch) Project (No.5111623601), The National Natural
Science Foundation of China (No.61370139), Beijing Social Science Found (No.15JGB099)
doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016247
第 Z1 期 康海燕等:基于 BP 神经网络的 Wi-Fi 安全评价模型的研究 ·51·
以人工智能领域 BP 神经网络模型为基础,建立
Wi-Fi 评价体系,实现了实时检测和拦截的智能评
价系统。
2 相关工作
早期的无线网络(ALOHA)在美国的夏威夷
大学诞生,接着,国外一些设备商(如 Cisco、Lucent)
也加入其中开始用于商用。为了 WLAN 的健康发
展,1997 年国际电子电气工程师协会(IEEE)制定
了 802.11 标准,随后分别发布了 802.11b、802.11a
和 802.11g 标准,标志着国外在该领域的研究日益
成熟
[1]
。国内较早对 WLAN 进行研究的单位是西安
电子科技大学、北京邮电大学、东南大学等。我国
于 2003 年 5 月公布了自己具有自主知识产权的
WLAN 安全标准 WPAI,该标准通过了 IEEE 的认
证和授权,这个标准代表了我国在 WLAN 安全领
域取得的成就
[2]
。
Wi-Fi 又称无线宽带,是 IEEE 802.11b 的别称,
是一种短程无线传输技术。Wi-Fi 的突出优势有 3 个,
1) 无线电波的覆盖范围广,覆盖半径可达 100 m,
而蓝牙只有 15 m;2) 传输速度快,可以达到
54 Mbit/s;3) 厂商进入的门槛低,不 需网络布线接
入。缺点是数据安全性能比蓝牙差,传输质量也有
待改进
[3]
。
近几年内,无线访问节点(AP,access point),
又称“热点”的数量飞速增加,Wi-Fi 已成为目前
无线接入的主流标准,其安全性是决定无线局域网
能否获得市场接受、用户信任的关键因素
[4,5]
。Wi-Fi
安全性主要包括加密和访问控制两大方面
[6]
。加密
机制保证只有正确的接收者方能访问数据;访问控
制机制保证只有被授权者方能访问敏感数据。为了
解决 Wi-Fi 的安全问题,Wi-Fi 联盟于 2003 年推出
Wi-Fi 保护接入(WPA,Wi-Fi protected access)作
为安全解决方案。目前,WPA2-PSK(AES)和
WPAPSK(TKIP)是 Wi-Fi 无线网络使用最广泛
的 2 种加密模式。但是因为 WPA2-PSK(AES)
和 WPAPSK(TKIP)的子算法的问题
[7]
,让 WPA
面临着被破解的危险。本文针对该问题设计了 Wi-Fi
安全评价模型。
3 BP 神经网络模型
1) 人工神经网络工作原理
人工神经网络工作原理
[8]
,通常是模拟人的神
经网络结构和功能,先遵照预定的学习规则进行训
练和学习,再进行准确、快速地识别和判断。
2) BP 神经网络模型工作原理
BP(back propagation)神经网络
[9]
,通常由信
息的正向传播和误差的反向传播 2 个过程组成。其
中包含输入层、隐含层和输出层。输入层各神经元
负责接收来自外界的输入信息,并将其处理结果输
出给隐含层(中间层)神经元;隐含层是 BP 神经
网络模型的内部信息处理层,负责信息的变换处
理,根据实际需求,隐含层可以规划为多隐含层或
单隐含层过程,最后一个隐含层负责将隐含层处理
结果传递給输出层各神经元;再经过输出层进一步
处理后,实现一次学习的信息正向传播过程,最后,
由输出层负责向外界传递处理结
果。
处理结果输出与期望结果输出相差较大(超出
阈值)时,启动误差的反向传播过程。误差首先按
误差梯度下降的方式修正各层权值,通过输出层、
隐含层和输入层逐层反传。信息的正向传播和误差
的反向传播过程的不断循环,使各层权重逐步调
整,一直到输出的误差可以接收,趋于合理。这个
过程是 BP 神经网络训练学习的过程。
4 基于 BP 神经网络的 Wi-Fi 安全评价模型
为了测定扫描到的 Wi-Fi 热点是否安全,前提
是有一套相对可靠的无线热点安全评估体系做保
障
[10,11]
。因此,通过对大量 Wi-Fi 热点的分析并选
用 BP 人工神经网络模型对初始权值进行调整,建
立相对可靠的 Wi-Fi 安全评估体系。
4.1 Wi-Fi 安全评价指标体系的建立
1) 评价指标(参数)集的建立
评价 Wi-Fi 无线热点的安全性指标的选取关系到
能否发挥评价的作用和功能。表 1
[12]
列出了 Google
官方文档中对于 android.net.wifi 包 ScanResult 类中
扫描信息的说明。
2) 各评价指标(参数)的取值和标准化
本文中根据被评价 Wi-Fi 无线热点的具体情况
取值,因各个指标反映 Wi-Fi 无线热点状况的不同
方面,其衡量单位不同,各个指标的取值很难直接
互相比较。所以,为了解决 BP 神经网络训练的收
敛问题和直接比较各个指标的问题,首先对各指标
进行标准化(统一化)处理,然后进行比较,标准
化处理方法包括定量指标和定性指标的处理。
定量评价指标的标准化处理
:由于各个指标反
2016247-2
剩余6页未读,继续阅读
资源评论
weixin_38728464
- 粉丝: 1
- 资源: 966
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功