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基于 Python 控制台 的简单入侵检测系统（IDS）的课程作业程序设计和实现方案。入侵检测系统（IDS）实现，主要功能包括检测 SYN 洪水攻击、ARP 欺骗、端口扫描，并提供日志记录、实时检测和控制台交互

功能概述

1. 实时监控网络流量：
   • 捕获网络中的数据包，分析其来源、目标、协议等信息。
2. 检测常见网络攻击：
   • 检测如 SYN 洪水攻击、重复 ARP 请求、端口扫描等常见攻击行为。
3. 日志记录：
   • 将检测到的异常活动记录到日志文件中，便于后续分析。
4. 告警功能：
   • 实时输出检测到的异常信息。

这是一个非常完整的入侵检测系统（IDS）实现，主要功能包括检测 SYN 洪水攻击、ARP 欺骗、端口扫描，并提供日志记录、实时检测和控制台交互。以下是对代码的详细说明和潜在改进建议：

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代码功能总结

1. 攻击检测功能

   • SYN 洪水攻击：
     • 检测 TCP 数据包中的 SYN 标志，通过计数每个 IP 的 SYN 数据包数量来判断是否达到阈值。
   • ARP 欺骗：
     • 检测同一 IP 地址是否绑定多个 MAC 地址，通过对比记录的 MAC 地址集合判断是否有欺骗行为。
   • 端口扫描：
     • 检测同一源 IP 扫描目标主机的多个端口，通过记录已扫描端口的数量来判定是否存在端口扫描行为。

2. 日志记录

   • 检测到异常活动后，记录攻击类型、IP 地址和其他详细信息到日志文件 ids_logs.txt。

3. 实时数据包捕获

   • 使用 Scapy 捕获网络数据包并实时分析。

4. 控制台交互菜单

   • 提供选项以启动检测、停止检测、查看日志或退出程序。

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技术实现

1. 环境依赖

需要安装以下库：

• Scapy：用于捕获和解析网络数据包。
• 标准库：os 和 time 用于日志管理，threading 用于多线程。

功能模块说明

1. 实时捕获数据包

• 使用 Scapy 捕获 IP 和 ARP 数据包。
• 提供持续监听功能，实时分析网络流量。

2. 检测功能

• SYN 洪水攻击：
  • 检测大量的 SYN 数据包。
  • 设定阈值（如 100 个 SYN 数据包），超过即触发告警。
• ARP 欺骗攻击：
  • 检测同一 IP 地址是否绑定多个 MAC 地址。
• 端口扫描：
  • 检测同一 IP 是否扫描多个端口（超过 10 个端口即触发告警）。

3. 日志功能

• 所有异常活动均记录到 ids_logs.txt 文件。
• 包含时间戳、攻击类型和详细信息。

4. 控制台菜单

• 用户通过控制台菜单选择启动检测、停止检测或查看日志。

如果运行过程出现报错，可能是以下几点原因：

可能原因

1. 程序中变量初始化错误：

   • DETECTED_ATTACKS 中的键 ports_scanned 未正确初始化，导致在处理时出现错误。

2. Socket 被关闭：

   • 网络监听套接字（Socket）可能由于权限不足、缺少网络接口访问权限或程序中止导致被关闭。

3. 权限问题：

   • 捕获网络数据包需要管理员权限，如果未以管理员权限运行，可能会导致监听失败。

总结

通过以下几步可以有效解决问题：

1. 初始化变量：确保 ports_scanned 和其他变量正确初始化。
2. 管理员权限运行：确保以管理员权限启动程序。
3. 检查网络接口：确认程序监听的网络接口正确。
4. 捕获异常：防止异常导致程序崩溃，并记录详细日志。
5. 调整系统设置：关闭防火墙或启用监听模式。