17、网络安全与密码学中的布尔函数应用

网络安全与密码学中的布尔函数应用

1. 正则表达式匹配方法对比

在正则表达式匹配领域，为了实现快速且易于维护的网络入侵检测系统（NIDS），有两种不同的方法被提出。

1.1 计算时间对比

通过在特定计算机环境（CPU：Intel Core2 Quad Q6600 2.4GHz，内存：4GB，OS：CentOS 5.7，C - 编译器：gcc -O2（版本 4.1.2））下进行测试，对比了现有使用二元决策图（BDDs）的方法和使用零抑制二元决策图（ZDDs）的新方法。处理 10,000,000 个输入字符时，新方法在计算时间上展现出明显优势。具体数据如下表所示：
| NFA | 现有方法计算时间 (ms) | 新方法计算时间 (ms) | 现有方法/新方法 |
| — | — | — | — |
| NFA1 | 9,890 | 4,160 | 2.4 |
| NFA2 | 16,570 | 4,130 | 4.0 |
| NFA3 | 11,500 | 3,100 | 3.7 |
| NFA4 | 8,770 | 1,860 | 4.7 |
| NFA5 | 7,040 | 5,060 | 1.4 |

由表中数据可知，新方法比现有方法快 1.4 到 4.7 倍。这主要得益于 ZDDs 的紧凑性以及单热编码带来的简单操作，单热编码不仅使匹配操作更简单，还减少了 ZDDs 中的节点数量。

1.2 不同方法适用场景

• 硬件加速方法 ：基于脉动阵列和确定性模式自动机（DPA）的硬件加速器，能实现高速的正