基于NFA的正則表達式的可重構硬件實現.pdf

1、目前，我國已經進入高速的網絡時代，而隨著網絡流量的高速增加，網絡安全性也越來越重要。網絡入侵檢測系統(tǒng)(Network Intrusion Detection System，NIDS)正是一種用于偵測網絡上的蠕蟲和病毒對網絡進行攻擊的檢測系統(tǒng)，用來保護網絡的安全。正則表達式匹配在網絡入侵檢測系統(tǒng)里起著關鍵的作用。當前正則表達式匹配主要在網絡安全、文本處理、醫(yī)學、電信等領域有廣泛的應用。通常的正則表達式匹配都是用軟件實現的，但是由于網絡流量

2、的迅猛增長，在通用處理器上用軟件實現正則表達式匹配已經很難完成，因此需要用硬件來實現正則表達式匹配。
　　本文對于正則表達式匹配的硬件設計，采用一種基于非確定有限狀態(tài)機(Nondeterministic FiniteAutomata，NFA)的硬件電路設計方法，并采用可重構理論對正則表達式匹配電路進行可重構的設計。本文將正則表達式分為單模式正則表達式和多模式正則表達式，并分別對它們的匹配引擎進行了設計。對于單模式正則表達式匹配引擎

3、的設計，本文采用一種基于預處理的NFA單模式匹配方法。對于多模式正則表達式匹配引擎，本文在研究將正則表達式里的單個元字符表示為NFA，并將其轉化為單個元字符匹配電路的基礎上，設計一種快速的正則表達式匹配電路，從而提高了正則表達式的匹配速度，同時也提高了系統(tǒng)的吞吐量。并在研究正則表達式元字符匹配電路可重構的基礎上，實現正則表達式匹配電路的可重構設計，從而降低了硬件電路的使用面積。
　　本文所設計的系統(tǒng)能夠支持可配置的500條正則表達