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一种基于FPGA的报文内容过滤算法
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【计算机学年论文题目】摘 要 报文内容过滤技术是防火墙、入侵检测系统和情报信息综合系统的重要技术之一。本文提出的算法充分发挥了硬件并行运算和流水线的优势，采用并行移位的匹配模块结构展宽了处理带宽，使用Bloom Filter技术加速自动状态机转换，同时设计了高效的Hash硬件电路，提高了算法性能。实验证明该算法可以稳定的过滤2.5Gbps的IP报文数据。
关键字 报文内容过滤；FPGA；Bloom Filter；自动状态机
所谓报文内容过滤，顾名思义是对IP包数据段的载荷进行过滤，过滤规则是字符串形式的数据内容。以IDS系统为例，管理员根据所掌握的入侵情况事先为系统设定入侵规则，这些规则的一个重要组成部分就是IP数据载荷的某些内容，具体表现为字符串。当系统接收到一个IP包后，IDS的内容过滤部分就会用自身的系统算法将规则库中的字符串逐一和包的内容匹配，一旦匹配了某个字符串，则证明匹配了相应的规则。
随着网络信息复杂化以及安全需求多样化，对报文内容过滤的需求也更加迫切。首先从安全角度来看，防火墙和入侵监测系统急需高效率的报文内容过滤算法。由于当今的入侵行为和攻击方式更具有复杂性，主要表现在数据载荷的内容中出现特征字符串，例如蠕虫病毒“Nimda”、“Code Red”、“Slammer”都包含特殊的字符串；从网络应用来看，应用于深度报文分类的路由设备、流量控制等同样需要获得并且对IP数据内容分类，例如一些多媒体数据、P2P数据都含有特定的字符串信息作为本身的标识；另外从信息获取的角度来看，技侦领域和数据挖掘如何从海量数据中发掘有用信息和情报资源，同样需要内容过滤。
1 内容过滤的代表算法
1.1 AC算法
AC算法即由Aho和Corasick提出的多模式匹配算法（即一次搜索查找可以判定多个字符串匹配问题）。简单地说，AC 算法使用了有限自动机的结构来接收并存储规则库中所有的字符串。自动机是结构化的，这样每个前缀都可用唯一的状态来标识，甚至是那些多个模式的前缀，这
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