[發明專利]一種基于802.11ac MAC層指紋的設備識別方法

有效

• 申請號: 202010584037.9
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111917715B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 繆巍巍;曾锃;韋磊;顧嘯林;張明軒;張廈千;張震;王傳君;李世豪;蔣承伶;顧曉丹
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司信息通信分公司;國網江蘇省電力有限公司;東南大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04W12/121;G06N3/08;G06F18/24;G06N3/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松

本發明公開了一種基于802．11ac?MAC層指紋的設備識別方法，獲取802．11ac探測請求幀，使用流量分析技術解析802．11ac探測請求幀中信息元素的有效字段，并對會被設備擁有者修改的有效字段內容進行去除；對處理過的探測請求幀進行補全，生成指紋，對指紋進行消除量綱和歸一化的處理得到處理后的指紋，作為神經網絡的輸入，將設備類型對應的序號作為標簽，并將標簽進行編碼作為神經網絡的輸出，對設備識別神經網絡進行訓練。本發明對探測請求幀數據中易被篡改的字段進行去除，減小了被攻擊者從應用上層攻擊的可能性。利用深度學習的方法克服了字段值隨機變化的問題，完成了特征的自動提取，實現了對設備的識別。

技術領域

本發明涉及一種基于802.11ac?MAC層指紋的設備識別方法，屬于設備識別技術領域。

背景技術

物聯網節點用于感知周圍環境的數據。這些環境數據往往需要通過無線網絡上傳到云服務器進行進一步的數據處理。由于Wi-Fi有著傳輸速率較高，部署成本低廉的特點，因此它成為物聯網節點的主要通信協議之一。根據Wi-Fi相關市場組織的報告，2019年Wi-Fi芯片在全球市場上的總價值將超過22,000美元。Wi-Fi網絡在成本和速度方面都具有如此巨大的優勢，以至于被廣泛部署在各個領域。

然而，從安全性的角度來看，Wi-Fi的普及會導致很多問題。由于Wi-Fi固有的開放性，包括惡意攻擊者在內的任何人都可以與無線接入點(AP)進行連接。一旦攻擊者可以破壞AP，他們可以注入和嗅探合法用戶的流量。

對于接入設備識別是確保AP安全非常重要的一環，現有技術中關于MAC層指紋的設備識別的方法存在以下一些問題：

首先，絕大多數的工作只關注了802.11b/g/n，沒有考慮到802.11ac的VHT信息(Very?High?Throughout)。

其次，無法解決802.11ac?Wi-Fi設備字段隨機變化的問題。802.11ac?Wi-Fi設備中的變化字段大部分代表該設備的能力，例如支持的信息流數量，接收、發送端支持速率等等，無法使用匹配的方法進行識別。

最后，忽略了如SSID和廠商的信息不能作為特征，容易就被攻擊者修改的問題。

發明內容

目的：針對目前802.11ac幀與802.11b/g/n協議存在的差異，為了解決802.11ac探測請求幀字段值隨機變化，給生成設備指紋帶來的問題，本發明提供一種基于802.11acMAC層指紋的設備識別方法，最終實現對802.11ac的設備識別。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于802.11ac?MAC層指紋的設備識別方法，包括如下步驟：

獲取802.11ac探測請求幀，使用流量分析技術解析802.11ac探測請求幀中信息元素的有效字段，并對會被設備擁有者修改的有效字段內容進行去除，得到處理過的探測請求幀；

對處理過的探測請求幀進行補全，生成指紋，對指紋進行消除量綱和歸一化的處理得到處理后的指紋，將處理后的指紋作為神經網絡的輸入，將處理后的指紋進行設備類型標注，將設備類型對應的序號作為標簽，并將標簽進行編碼作為神經網絡的輸出，對設備識別神經網絡進行訓練；

將待識別設備處理后的指紋輸入訓練后的設備識別神經網絡，得到待識別設備的設備類型。

作為優選方案，所述得到處理過的探測請求幀，具體步驟如下：

S101、利用抓包工具獲取智能無線設備的探測請求幀，以pcap文件格式進行存儲；

S102、對pcap文件中的每條探測請求幀中的校驗序列有效性進行檢查，篩選出有效的探測請求幀；