[发明专利]一种网站指纹防御的智能流量混淆方法、系统及计算机存储介质

权利要求书

1.一种网站指纹防御的智能流量混淆方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、目标网站流量筛选和选择

选取用户不经常访问的网站作为目标网站，形成目标网站集，收集目标网站集中的网站流量形成目标流量集，提取目标流量序列中的到达间隔时间特征，将所有的到达间隔时间特征按列存储在于一个矩阵，形成到达间隔时间矩阵；

步骤S2、流量矩阵计算

根据到达间隔时间矩阵计算流量分布矩阵，确定目标流量与源流量之间的分布差异；同时设置填充参数，确定流量填充的范围和数量；

其中，计算流量分布矩阵的具体过程为：

对于到达间隔时间矩阵，首先计算得到一列中每个到达间隔时间在此列中所占概率，随后用一个新的列向量表示概率质量函数，依次计算到达间隔时间矩阵中的列向量形成流量分布矩阵；

此处，填充参数包括填充时间W_max和填充数据包数量P；通过填充时间W_max确定流量填充的最大范围，即填充流量序列的前w秒，w由(1,W_max)均匀采样得到；通过参数P确定数据包的填充数量，即在需要填充的流量间隙中，填充p个虚拟数据包，p由(1,P)随机采样得到；

步骤S3、时间采样

使用余弦距离计算目标流量与源流量之间的距离，进而得到余弦距离最小的目标网站流量，从该目标流量序列中采样时间生成计时器；在程序收到真实数据包时启动计时器开始倒计时；若倒计时结束前又收到真实数据包，重新进行时间采样并计时，即重复步骤S3；

步骤S4、数据包填充

倒计时结束启动填充程序，根据时间戳、数据包方向和大小信息生成虚拟数据包，随后填充虚拟数据包并等待下一条真实数据包的到来；若流量还未结束，返回步骤S3；若流量结束，则结束填充进程。

2.根据权利要求1所述的网站指纹防御的智能流量混淆方法，其特征在于：所述步骤S1中目标网站是指用户不经常访问且攻击者不感兴趣的正常网站，然后通过模拟用户网络环境访问目标网站，收集访问过程中产生的流量用作目标流量集。

3.根据权利要求1所述的网站指纹防御的智能流量混淆方法，其特征在于：所述步骤S1中到达间隔时间矩阵的计算方法为：先对目标流量集中所有流量序列进行统计，去除异常流量，确定流量序列长度为所有流量序列长度的平均值；然后计算每个流量序列中的到达间隔时间，按列存储形成到达间隔时间矩阵。

4.根据权利要求1所述的网站指纹防御的智能流量混淆方法，其特征在于：所述步骤S3的具体过程为：

假设源流量序列为T_s，目标流量为T′_s，则最小化距离函数为然后将距离最小的目标流量作为采样对象；

确定采样对象的目标流量序列之后，随机从中采样出一个时间t进行倒计时，以此寻找到真实流量序列中的间隙；若倒计时结束前又收到真实数据包，说明此间隙插入虚拟数据包会产生延迟，因此重新进行时间采样；若倒计时结束，则进入填充阶段。

5.根据权利要求1所述的网站指纹防御的智能流量混淆方法，其特征在于：所述步骤S4的具体方法为：

倒计时结束，则存在可填充的流量间隙，然后根据当前数据包属性生成虚数据包generate_dummy(t,dir,length)，所述数据包属性包括时间t、数据包大小length和方向dir；

然后进入填充阶段，填充时数据包的大小统一设定为最大传输单元MTU，数据包方向用正负号表示，虚拟数据包的时间为前一流量的时间戳加上填充间隙，以模仿真实流量的发送情况；并且只填充流量序列的前w秒；然后从(1,P)随机采样得到p，即p←Random(1,P)，确定需要填充的虚拟数据包个数，若在填充时收到真实数据包，则直接截断虚拟数据包并停止填充，确保真实数据的准时收发；

填充完成之后，回到时间采样阶段，等待下一个流量间隙。