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存储有效的多模式匹配算法和体系结构
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:《软件学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京理工大学计算机学院智能信息技术北京市重点实验室,北京100081, [2]清华大学微处理器与片上系统技术研究中心,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金(60803002,61272510,60833004,60970002);国家高技术研究发展计划(863)(2012AA010905);北京市重点学科建设项目;北京市自然科学基金(4122069)
中文摘要:

多模式匹配是基于内容检测的网络安全系统的重要功能,同时,它在很多领域具有广泛的应用.实际应用中,高速且性能稳定的大规模模式匹配方法需求迫切,尤其是能够在线实时处理网络包的匹配体系结构.介绍了一种存储有效的高速大规模模式匹配算法及相关体系结构.研究从算法所基于的理论入手,提出了缓存状态机模型,并结合状态机中转换规则分类,提出了交叉转换规则动态生成的匹配算法ACC(Aho.Corasick.CDFA).该算法通过动态生成转换规则降低了生成状态机的规模,适用于大规模模式集.进一步提出了基于该算法的体系结构设计.采用网络安全系统中真实模式集进行的实验结果表明,该算法相比其他状态机类模式匹配算法,可以进一步减少80%-95%的状态机规模,存储空间降低40.7%,存储效率提高近2倍’算法单硬件结构实现可以达到11Gbps的匹配速度.

英文摘要:

Pattern matching is the main part of content inspection based network security systems, and it is widely used in many other applications. In practice, pattern matching methods for large scale sets with stable performance are in great demand, especially the architecture for online real-time processing. This paper presents a memory efficient pattern matching algorithm and architecture for a large scale set. This paper first proposes cached deterministic finite automata, namely CDFA, in the view of basic theory. By classifying transitions in pattern DFA, a new algorithm, ACC, based on CDFA is addressed. This algorithm can dynamically generate cross transitions and save most of memory resources, so that it can support large scale pattern set. Further, an architecture based on this method is proposed Experiments on real pattern sets show that the number of transition rules can be reduced 80%-95% than the current most optimized algorithms. At the same time, it can save 40.7% memory space, nearly 2 times memory efficiency. The corresponding architecture in single chip can achieve about 11Gbps matching performance.

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期刊论文 75 会议论文 63 专利 12
期刊论文 12 会议论文 8 著作 1
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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609