HashTrie:一种空间高效的多模式串匹配算法  被引量:7

HashTrie: a space-efficient multiple string matching algorithm

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作  者:张萍[1,2,3] 刘燕兵[1,3] 于静[1,3] 谭建龙[1,3] 

机构地区:[1]中国科学院信息工程研究所,北京100093 [2]中国科学院大学,北京100049 [3]信息内容安全技术国家工程实验室,北京100093

出  处:《通信学报》2015年第10期172-180,共9页Journal on Communications

基  金:国家自然科学基金青年基金资助项目(61202477);国家高技术研究发展计划("863"计划)基金资助项目(2011AA010703);中国科学院战略性科技先导专项基金资助项目(XDA06030602)~~

摘  要:经典的多模式串匹配算法AC的内存开销巨大,已经无法满足当前高速网络环境下大规模特征串实时匹配的应用需求。针对这一问题,提出一种空间高效的多模式串匹配算法—Hash Trie。该算法运用递归散列函数,将模式串集合的信息存储在位向量中,以取代状态转移表来减少空间消耗,并利用Rank操作进行快速匹配校验。理论分析表明,Hash Trie算法的空间复杂度为O(|P|),与模式串集合的规模|P|线性相关,与字符集大小σ无关,优于经典多模式串匹配算法AC的空间复杂度O(|P|σlog|P|)。在随机数据集和真实数据集(Snort、Clam AV和URL)上的测试结果表明,Hash Trie算法比AC算法节约高达99.6%的存储空间,匹配速度约为AC算法的一半左右。Hash Trie算法适合于模式串集合规模较大、模式串长度较短的多模式串匹配问题,是一种空间高效的多模式串匹配算法。The famous multiple string matching algorithm AC consumed huge memory when the string signatures were massive, thus unable to process high speed network traffic efficiently. To solve this problem, a space-efficient multiple string matching algorithm-Hash Trie was proposed. This algorithm adopted recursive hash function to store the patterns in bit-vectors in place of the state transition table in order to reduce space consumption. Further more it made use of the rank operation for fast verification. Theoretic analysis shows that the space complexity of Hash Trie is O(|P|), which is linear with the size of pattern set |P| and is independent of the alphabetsize σ. The space complexity is superior to the complexity O(|P|σlog|P|) of AC. Experiments on synthetic datasets and real-world datasets(such as Snort, Clam AV and URL) show that Hash Trie saves up to 99.6% storage cost compared with AC, and in the meanwhile it runs at a matching speed that is about half of AC. Hash Trie is a space-efficient multiple string matching algorithm that is appropriate to search large scale pattern strings with short lengths.

关 键 词:入侵检测 多模式串匹配 位向量 递归散列函数 空间高效 

分 类 号:TN925[电子电信—通信与信息系统]

 

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