[发明专利]一种基于802.11ac MAC层指纹的设备识别方法

说明书

本发明公开了一种基于802．11ac MAC层指纹的设备识别方法，获取802．11ac探测请求帧，使用流量分析技术解析802．11ac探测请求帧中信息元素的有效字段，并对会被设备拥有者修改的有效字段内容进行去除；对处理过的探测请求帧进行补全，生成指纹，对指纹进行消除量纲和归一化的处理得到处理后的指纹，作为神经网络的输入，将设备类型对应的序号作为标签，并将标签进行编码作为神经网络的输出，对设备识别神经网络进行训练。本发明对探测请求帧数据中易被篡改的字段进行去除，减小了被攻击者从应用上层攻击的可能性。利用深度学习的方法克服了字段值随机变化的问题，完成了特征的自动提取，实现了对设备的识别。

技术领域

本发明涉及一种基于802.11ac MAC层指纹的设备识别方法，属于设备识别技术领域。

背景技术

物联网节点用于感知周围环境的数据。这些环境数据往往需要通过无线网络上传到云服务器进行进一步的数据处理。由于Wi-Fi有着传输速率较高，部署成本低廉的特点，因此它成为物联网节点的主要通信协议之一。根据Wi-Fi相关市场组织的报告，2019年Wi-Fi芯片在全球市场上的总价值将超过22,000美元。Wi-Fi网络在成本和速度方面都具有如此巨大的优势，以至于被广泛部署在各个领域。

然而，从安全性的角度来看，Wi-Fi的普及会导致很多问题。由于Wi-Fi固有的开放性，包括恶意攻击者在内的任何人都可以与无线接入点(AP)进行连接。一旦攻击者可以破坏AP，他们可以注入和嗅探合法用户的流量。

对于接入设备识别是确保AP安全非常重要的一环，现有技术中关于MAC层指纹的设备识别的方法存在以下一些问题：

首先，绝大多数的工作只关注了802.11b/g/n，没有考虑到802.11ac的VHT信息(Very High Throughout)。

其次，无法解决802.11ac Wi-Fi设备字段随机变化的问题。802.11ac Wi-Fi设备中的变化字段大部分代表该设备的能力，例如支持的信息流数量，接收、发送端支持速率等等，无法使用匹配的方法进行识别。

最后，忽略了如SSID和厂商的信息不能作为特征，容易就被攻击者修改的问题。

发明内容

目的：针对目前802.11ac帧与802.11b/g/n协议存在的差异，为了解决802.11ac探测请求帧字段值随机变化，给生成设备指纹带来的问题，本发明提供一种基于802.11acMAC层指纹的设备识别方法，最终实现对802.11ac的设备识别。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于802.11ac MAC层指纹的设备识别方法，包括如下步骤：

获取802.11ac探测请求帧，使用流量分析技术解析802.11ac探测请求帧中信息元素的有效字段，并对会被设备拥有者修改的有效字段内容进行去除，得到处理过的探测请求帧；

对处理过的探测请求帧进行补全，生成指纹，对指纹进行消除量纲和归一化的处理得到处理后的指纹，将处理后的指纹作为神经网络的输入，将处理后的指纹进行设备类型标注，将设备类型对应的序号作为标签，并将标签进行编码作为神经网络的输出，对设备识别神经网络进行训练；

将待识别设备处理后的指纹输入训练后的设备识别神经网络，得到待识别设备的设备类型。

作为优选方案，所述得到处理过的探测请求帧，具体步骤如下：

S101、利用抓包工具获取智能无线设备的探测请求帧，以pcap文件格式进行存储；

S102、对pcap文件中的每条探测请求帧中的校验序列有效性进行检查，筛选出有效的探测请求帧；