安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具，屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。包含一套協(xié)議描述和解析流程及工具鏈。包括安卓環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲，協(xié)議形式化描述解析，數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析三個(gè)模塊，并最終顯示協(xié)議分析的結(jié)果。具體通過(guò)定義典型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的形式化描述語(yǔ)言解析流程和關(guān)鍵函數(shù)，以及數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析的流程和元素類定義、關(guān)鍵函數(shù)定義來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明應(yīng)用于Android操作系統(tǒng)下的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)情況分析，協(xié)議質(zhì)量分析以及安全性分析等相關(guān)研究和應(yīng)用領(lǐng)域。能夠在正常流量情況下對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行捕獲，程序設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的影響小，且能夠正常順利的完成對(duì)數(shù)據(jù)包協(xié)議形式化描述的工作。
【專利說(shuō)明】安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別涉及協(xié)議工程、安卓操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述方面，尤指一種安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具，是一種安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述和分析方法，以及以此為基礎(chǔ)的協(xié)議形式化分析工具。

【背景技術(shù)】
[0002]安卓(Android)操作系統(tǒng)是Google于2007年11月宣布的基于Linux平臺(tái)的開源移動(dòng)操作系統(tǒng)，采用軟件堆層的架構(gòu)，主要分為三部分:底層以Linux內(nèi)核工作為基礎(chǔ)，由C語(yǔ)言開發(fā)，只提供基本功能；中間層包括函數(shù)庫(kù)和虛擬機(jī)，有C++開發(fā)；上層為各種應(yīng)用軟件，由各公司自行開發(fā)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如附圖1。
[0003]Android系統(tǒng)的組件可以分為以下幾個(gè)部分:
(I)關(guān)鍵應(yīng)用程序(Applicat1ns)
Android系統(tǒng)與一系列核心應(yīng)用程序包一起發(fā)布,包括Email客戶端、SMS短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器等。
[0004]( 2 )應(yīng)用程序框架
開發(fā)人員可以完全訪問(wèn)核心應(yīng)用程序所使用的API框架，這種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了組件的重用，任何一個(gè)應(yīng)用程序都可以發(fā)布它的功能塊，并且其他的程序可以使用。其中包括視圖、內(nèi)容提供器、資源管理器等。
[0005](3)系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)
包括程序庫(kù)、和運(yùn)行庫(kù)，能夠被Android系統(tǒng)中的不同組件使用，提供了 JAVA編程語(yǔ)言核心庫(kù)的大多數(shù)功能。
[0006](4) Linux 內(nèi)核
Android的核心系統(tǒng)依賴于Linux2.6內(nèi)核,如安全性、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和驅(qū)動(dòng)模型。Linux內(nèi)核也作為硬件和軟件棧之間的抽象層。
[0007]網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化模型常用的主要包含三種:
(I)有限狀態(tài)機(jī)FSM
FSM是許多形式化方法的基礎(chǔ)，它可以實(shí)現(xiàn)與其他形式化方法的組合和轉(zhuǎn)換，并且易于自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，因此在形式化描述中占有重要地位?；贔SM描述的協(xié)議驗(yàn)證可通過(guò)構(gòu)造可達(dá)樹來(lái)實(shí)現(xiàn)。FSM簡(jiǎn)單直觀，但描述能力有限，因此在通信協(xié)議的描述中，通常需要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展和優(yōu)化。
[0008](2) Petri 網(wǎng)
Petri網(wǎng)是一種適合于并發(fā)、異步、分布式系統(tǒng)描述與分析的圖形數(shù)學(xué)工具，目前已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析和設(shè)計(jì)的典型模型之一。Petri網(wǎng)在協(xié)議系統(tǒng)的描述和分析方面，有許多分析技術(shù)，例如可達(dá)性分析、不變量分析、構(gòu)造理論、形式語(yǔ)言理論等。為了在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，從基本Petri網(wǎng)演化出許多擴(kuò)展的研究，包括謂詞/動(dòng)作Petri網(wǎng)，時(shí)間Petri網(wǎng)，隨機(jī)Petri網(wǎng)等。
[0009](3)通信進(jìn)程演算CCS
CCS是進(jìn)程代數(shù)的基礎(chǔ)，能夠嚴(yán)格的表述一個(gè)系統(tǒng)或進(jìn)程執(zhí)行時(shí)事件的時(shí)序性以及系統(tǒng)之間通信的特性。能以嚴(yán)密的代數(shù)演算方法驗(yàn)證協(xié)議的性質(zhì)，因此它也是計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)的基本理論模型之一。使用擴(kuò)展規(guī)則、限制規(guī)則以及其他運(yùn)算法則將包含組合算子的表達(dá)式擴(kuò)展為不包含組合算子的表達(dá)式，可以驗(yàn)證多個(gè)進(jìn)程組合而成的系統(tǒng)是否有活動(dòng)性和安全性。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠精密的表達(dá)謝意的邏輯結(jié)構(gòu)和協(xié)議的時(shí)序性，但不能直觀的描述協(xié)議性質(zhì)。
[0010]網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述語(yǔ)言通常是以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法為基礎(chǔ)，并且有嚴(yán)格的語(yǔ)法和語(yǔ)義的定義，可以精確、完全的表達(dá)協(xié)議的功能、性能和行為，廣泛的應(yīng)用于協(xié)議的分析、驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試等系統(tǒng)中。
[0011]網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述語(yǔ)言通常分為公用部分和擴(kuò)展部分。公用部分定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成部分以及協(xié)議之間的關(guān)系，擴(kuò)展部分用于定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一些特殊的細(xì)節(jié)。在實(shí)際的描述系統(tǒng)中，系統(tǒng)所使用的公用部分都是相同的，而對(duì)于擴(kuò)展部分，各個(gè)系統(tǒng)有獨(dú)特的部分，因?yàn)楦鱾€(gè)系統(tǒng)所要描述的重點(diǎn)是不同的。
[0012]擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(XML)是一種廣泛應(yīng)用的描述語(yǔ)言，源自于標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)引標(biāo)識(shí)語(yǔ)言SGML。XML是一種元標(biāo)記語(yǔ)言，可以根據(jù)不同需求定義不同的標(biāo)記語(yǔ)言，其語(yǔ)法主要包括元素、處理指令、注釋、屬性等。XML的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn):(1)信息的描述與信息處理是分開的；(2) XML文檔具有自我描述能力；(3) XML具有很強(qiáng)的開放性和擴(kuò)展性；(4) XML文檔具有可驗(yàn)證性。
[0013]現(xiàn)有的針對(duì)安卓系統(tǒng)的研究，在協(xié)議形式化描述方面的研究較少，并且偏向于在理論層面。已有的系統(tǒng)或者工具，通常對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量具有一定的限制，同時(shí)對(duì)所安裝的系統(tǒng)有較大的影響，因此限制了應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要功能是捕獲流經(jīng)當(dāng)前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，生成并輸出協(xié)議形式化描述。系統(tǒng)的功能主要分為三大模塊:網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集模塊、協(xié)議形式化描述解析模塊和數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊。
[0015]本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具，包括
(1)基于安卓的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集部分采用開源的Tcpdump工具實(shí)現(xiàn)，步驟包括安卓環(huán)境下Tcpdump的安裝和授權(quán)方法，以及獲取數(shù)據(jù)后的存儲(chǔ)和管理方法三項(xiàng)；
(2)協(xié)議形式化描述解析模塊，包含一種四步驟的協(xié)議語(yǔ)言解析的流程以及兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù)的定義:
(2.1)程序當(dāng)前路徑獲?。?br> (2.2)構(gòu)造 ProtocolBuilder 對(duì)象；
(2.3)調(diào)用 recurs1nPROTree 函數(shù)；
(2.4)得到DOM樹；
(2.5)兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù)定義:recurs1nPROTree O 函數(shù),和 addToBuilderList O 函數(shù)； (3)數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊，包括一種五步驟的數(shù)據(jù)包解析流程:
(3.1) Netpdl 解析；
(3.2)獲得DOM樹根節(jié)點(diǎn)；
(3.3)查找一個(gè)協(xié)議定義的入口；
(3.4)在協(xié)議容器中創(chuàng)建協(xié)議；
(3.5)構(gòu)造協(xié)議元素。
[0016]所述的數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊，包括四個(gè)解析元素類的定義: (‘丨彡用以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單描述的卩如^仏!^);
(4.2)用以決定節(jié)點(diǎn)是否可見(jiàn)的PRO_ItemViewable O ；
(4.3)用以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抽象描述的PRO_AbstractElement O ；
(4.4)以及作為基類的PRO-ElementO，其中包含協(xié)議結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)元素和控制元素。
[0017]所述的數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊包括四個(gè)解析的關(guān)鍵函數(shù):
(5.1)用于構(gòu)造協(xié)議節(jié)點(diǎn)對(duì)象的getProInfoO ；
(5.2)用于取得當(dāng)前數(shù)據(jù)下有意義的當(dāng)前字段的子字段的getNextNodeForDataO ；
(5.3)用于構(gòu)造協(xié)議結(jié)構(gòu)的createProtocol O ；
(5.4)以及用于設(shè)置協(xié)議結(jié)構(gòu)中元素之間的父子關(guān)系的setAssocO。
[0018]本發(fā)明公開的工具鏈和方法用以提供一種運(yùn)行于安卓環(huán)境下的協(xié)議形式化描述的實(shí)現(xiàn)流程，通過(guò)形式化表述，提升未來(lái)進(jìn)一步針對(duì)不同協(xié)議的統(tǒng)一分析能力，有助于開發(fā)新的安卓系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析和內(nèi)容審計(jì)工具，彌補(bǔ)當(dāng)前這一領(lǐng)域研究和應(yīng)用的不足，在科研和產(chǎn)業(yè)界都可以有一定的應(yīng)用價(jià)值。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:經(jīng)過(guò)對(duì)工具功能、捕獲丟包率、對(duì)系統(tǒng)性能影響等的測(cè)試，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠在正常流量情況下對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行捕獲，程序設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的影響小，能夠正常順利的完成對(duì)數(shù)據(jù)包協(xié)議形式化描述的工作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0021]圖1為本發(fā)明的安卓系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的協(xié)議形式化描述解析流程示意圖；
圖3為本發(fā)明的recurs1nPROTree O函數(shù)流程示意圖；
圖4為本發(fā)明的addToBuilderList O函數(shù)流程示意圖；
圖5為本發(fā)明的數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析流程示意圖；
圖6為本發(fā)明的捕獲數(shù)據(jù)包的存儲(chǔ)示意圖；
圖7為本發(fā)明的TCP協(xié)議結(jié)構(gòu)解析示意圖；
圖8為本發(fā)明的數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析結(jié)果示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及其【具體實(shí)施方式】。
[0023]參見(jiàn)圖1至圖8所味，本發(fā)明的安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具，包括 (1)基于安卓的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集模塊，采用開源的Tcpdump工具實(shí)現(xiàn)，步驟包括安卓環(huán)境下Tcpdump的安裝和授權(quán)方法，以及獲取數(shù)據(jù)后的存儲(chǔ)和管理方法三項(xiàng)；
(2)協(xié)議形式化描述解析模塊，包含一種四步驟的協(xié)議語(yǔ)言解析的流程以及兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù)的定義，四個(gè)步驟包括程序當(dāng)前路徑獲取、構(gòu)造ProtocolBuilder對(duì)象、調(diào)用recurs1nPROTree函數(shù)、得到DOM ;兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù)定義包括recurs1nPROTree ()函數(shù)，和addToBuilderList ()函數(shù)；
(3)數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊，包括一種五步驟的數(shù)據(jù)包解析流程，Netpdl解析，獲得DOM樹根節(jié)點(diǎn)，查找一個(gè)協(xié)議定義的入口，在協(xié)議容器中創(chuàng)建協(xié)議，構(gòu)造協(xié)議元素。
[0024]所述的數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊，包括四個(gè)解析元素類的定義:用于構(gòu)造協(xié)議節(jié)點(diǎn)對(duì)象的getProInfoO，用于取得當(dāng)前數(shù)據(jù)下有意義的當(dāng)前字段的子字段的getNextNodeForDataO，用于構(gòu)造協(xié)議結(jié)構(gòu)的createProtocol O ,以及用于設(shè)置協(xié)議結(jié)構(gòu)中元素之間的父子關(guān)系的setAssocO ；
所述的數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊，包括四個(gè)解析的關(guān)鍵函數(shù):用以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單描述的PR0_Item()，用以決定節(jié)點(diǎn)是否可見(jiàn)的PRO_ItemViewable O，用以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抽象描述的PRO_AbstractElement O ,以及作為基類的PRO-ElementO，其中包含協(xié)議結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)元素和控制元素。
[0025]實(shí)施例:
1、基于安卓的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集
基于安卓的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集模塊主要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的過(guò)濾和捕獲。采用Tcpdump工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的采集和管理功能。過(guò)程如下:
(1)將Tcpdump上傳至手機(jī)/system/bin/文件夾中，并將Tcpdump賦予權(quán)限，即運(yùn)行命令 adb shell chmod 6755 /system/bin/Tcpdump
(2)運(yùn)行Tcpdump,前提是操作系統(tǒng)已經(jīng)獲取root權(quán)限,否則Tcpdump無(wú)法捕獲數(shù)據(jù)包。以下是捕獲數(shù)據(jù)包的命令。
[0026]adb shell Tcpdump _i any -p _s 0 ι /sdcard/capture, pcap
#〃-1 any^: listen on any network interface
#〃-p〃: disable promiscuous mode (doesn’t work anyway)
#〃-s 0〃: capture the entire packet
#〃-w〃: write packets to a file (rather than printing to stdout)
(3 )數(shù)據(jù)包捕獲后，存儲(chǔ)格式為.cap，如附圖6所示。
[0027]2、協(xié)議形式化描述解析
形式化描述語(yǔ)言將多種協(xié)議結(jié)構(gòu)組織成一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)，采用DOM解析器將這個(gè)樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，提取出結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)及其屬性，并把樹中的節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的屬性以及節(jié)點(diǎn)之間的父子關(guān)系進(jìn)行封裝，最后形成用來(lái)存儲(chǔ)協(xié)議結(jié)構(gòu)以及協(xié)議相關(guān)信息的DOM樹。
[0028]本發(fā)明采用DOM樹對(duì)形式化描述的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，它可以以一種獨(dú)立于平臺(tái)和語(yǔ)言的方式訪問(wèn)和修改一個(gè)文檔的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，在java語(yǔ)言中有封裝好的ProtocolBuilder類來(lái)定義和執(zhí)行DOM的相關(guān)操作。ProtocolBuilder使用DOM提供的API提取各個(gè)節(jié)點(diǎn)的名字和屬性構(gòu)造proArrayList對(duì)象,形成協(xié)議樹。
[0029]建立Document對(duì)象，使用Document對(duì)象提供的getChildNodes O方法獲得所有協(xié)議的根節(jié)點(diǎn)，之后調(diào)用recurs1nPROTree方法即可生成DOM樹。協(xié)議形式化描述解析流程如附圖2所示:
關(guān)鍵函數(shù)設(shè)計(jì)如下。
[0030]( Drecurs1nPROTree O函數(shù)。作用是得到一個(gè)節(jié)點(diǎn)，掛載到父節(jié)點(diǎn)下，遞歸生成該節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)。Nodes參數(shù)是父節(jié)點(diǎn)中包含的所有子節(jié)點(diǎn)，level參數(shù)是記錄當(dāng)前遞歸的深度，由此值確定節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。函數(shù)的流程圖如附圖3所示。
[0031](2) addToBuilderList O函數(shù)。作用是通過(guò)得到的節(jié)點(diǎn)獲得節(jié)點(diǎn)信息，將節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)對(duì)象，節(jié)點(diǎn)信息轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)對(duì)象的屬性，將節(jié)點(diǎn)對(duì)象返回程序，流程圖如附圖4。
[0032]對(duì)所捕獲的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)中的TCP層協(xié)議進(jìn)行描述，可以從描述結(jié)果中得到TCP層協(xié)議內(nèi)各個(gè)字段在數(shù)據(jù)包中對(duì)應(yīng)的實(shí)際值，以及當(dāng)前TCP協(xié)議附帶的選項(xiàng)。TCP協(xié)議解析如附圖7所示。解析的字段說(shuō)明如下:
第一個(gè)〈field〉字段中，獲取的是TCP協(xié)議中對(duì)數(shù)據(jù)包的確認(rèn)的信息，長(zhǎng)度為四個(gè)字節(jié)。
[0033]第二個(gè)〈field〉字段中，獲取的是TCP包頭長(zhǎng)度，由于TCP的包頭信息不固定，會(huì)根據(jù)Opt1n字段而動(dòng)態(tài)的改變，所以往后會(huì)利用該字段的實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)Opt1n數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
[0034]最后一個(gè)〈field〉字段是TCP中的可選項(xiàng)字段，通過(guò)之前確定的TCP包頭文件長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)生成的長(zhǎng)度，主要攜帶TCP協(xié)議所需要的附加信息。協(xié)議長(zhǎng)度由TCP包頭長(zhǎng)度決定。
[0035]3、數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析
對(duì)數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析是將其中的數(shù)據(jù)按照事先規(guī)定的格式顯示出來(lái)。協(xié)議結(jié)構(gòu)解析是從DOM樹上形成另一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)能把一個(gè)數(shù)據(jù)包解析出來(lái)，而對(duì)于一個(gè)特定的數(shù)據(jù)包的解析稱為協(xié)議解析。
[0036]對(duì)于一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)包，它的協(xié)議格式是固定的，每個(gè)字段都有相應(yīng)的值。在解析結(jié)果子樹中，樹狀結(jié)構(gòu)和協(xié)議結(jié)構(gòu)相同，只是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中加入了描述要顯示的字段在數(shù)據(jù)包中的位置。對(duì)數(shù)據(jù)包解析后，可生成協(xié)議結(jié)構(gòu)的一個(gè)子結(jié)構(gòu)，即協(xié)議結(jié)構(gòu)中的某幾個(gè)協(xié)議結(jié)構(gòu)的組合，它是這個(gè)數(shù)據(jù)包的真正組成。通過(guò)數(shù)據(jù)元素、控制元素、表達(dá)式、協(xié)議等類，再按照一定的算法就可以生成協(xié)議結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析的過(guò)程如附圖5所示。
[0037]協(xié)議結(jié)構(gòu)解析的算法如下:
Stepl:從協(xié)議結(jié)構(gòu)解析結(jié)果得到DOM樹的根節(jié)點(diǎn)；
Step2:利用DOM樹節(jié)點(diǎn)提供的遍歷接口查找節(jié)點(diǎn)名字為"protocol"的節(jié)點(diǎn)，即查找一個(gè)協(xié)議定義入口；
Step3:創(chuàng)建該協(xié)議，并把該協(xié)議放入?yún)f(xié)議容器中；
Step4:從〈protocol〉節(jié)點(diǎn)開始遍歷其子節(jié)點(diǎn),根據(jù)節(jié)點(diǎn)的不同類型創(chuàng)建相應(yīng)的元素，直到〈protocol〉的所有子節(jié)點(diǎn)都遍歷過(guò)；
Step5:查找是否還有節(jié)點(diǎn)名字為〈protocol〉的節(jié)點(diǎn)，即查找是否還有協(xié)議定義，如果有則重復(fù)執(zhí)行第3、4步；如果沒(méi)有則退出，完成協(xié)議結(jié)構(gòu)解析。
[0038]數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析關(guān)鍵元素類定義如下:
(I)PR0_Item()
CXMLItem是對(duì)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單描述，其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是節(jié)點(diǎn)屬性列表中對(duì)應(yīng)屬性名字為〃name〃的屬性值。
[0039](2) PR0_ItemViewable () 對(duì)于協(xié)議包解析的過(guò)程中，并不是所有的節(jié)點(diǎn)都是可見(jiàn)的，只有數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)才是可見(jiàn)的，所以PRO_ItemViewable是一類特殊的節(jié)點(diǎn)，它們決定節(jié)點(diǎn)是否可見(jiàn)。
[0040](3) PRO_AbstractElementO
PRO_AbstractElement是對(duì)節(jié)點(diǎn)的抽象描述。它提供了節(jié)點(diǎn)之間的父子關(guān)系以及該元素對(duì)應(yīng)的協(xié)議，并提供了重要的函數(shù)showSummary O和getNextNode O。
[0041](4) PR0_EIement ()
PR0_EIement 是 PR0_Item, PRO_ItemViewable,和 PRO_AbstractElement 的基類。協(xié)議結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)元素和控制元素都是從PR0_Element繼承的。
[0042]數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析的關(guān)鍵函數(shù)定義:
(I) getProInfoO
用于協(xié)議節(jié)點(diǎn)對(duì)象構(gòu)造，功能是用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對(duì)字段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比對(duì)和計(jì)算。對(duì)于可顯示的數(shù)據(jù)字段，根據(jù)字段的長(zhǎng)度獲取數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到該字段對(duì)應(yīng)的對(duì)象中，并且把指向當(dāng)前解析位置的指針向后移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢茫粚?duì)于不可顯示的控制字段，對(duì)該字段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行以下計(jì)算:
對(duì)于IF結(jié)構(gòu)，需要計(jì)算表達(dá)式的結(jié)果；對(duì)于Switch結(jié)構(gòu)，該函數(shù)需要計(jì)算哪一個(gè)子Case結(jié)構(gòu)符合條件；對(duì)于Loop結(jié)構(gòu)，該函數(shù)需要計(jì)算循環(huán)的結(jié)束條件。
[0043](2) getNextNodeForDataO
在解析的過(guò)程中，取得在當(dāng)前的數(shù)據(jù)下有一意義的當(dāng)前字段的子字段。對(duì)于數(shù)據(jù)字段，無(wú)論在什么情況下子字段都是不存在的，因此主要的變數(shù)在于控制字段:對(duì)于IF字段，如果條件表達(dá)式為true,那么返子結(jié)構(gòu)；對(duì)于Switch字段,返回符合條件的子Case結(jié)構(gòu)；對(duì)于Loop字段，返回子結(jié)構(gòu)，一直到符合循環(huán)退出條件為止。
[0044](3) createProtoeol O
構(gòu)造協(xié)議結(jié)構(gòu)時(shí)使用，對(duì)于每個(gè)協(xié)議都通過(guò)該函數(shù)構(gòu)造協(xié)議結(jié)構(gòu)。
[0045](4) setAssocO
用于設(shè)置協(xié)議結(jié)構(gòu)中元素之間的父子關(guān)系。
[0046]附圖8顯示了數(shù)據(jù)包中的ethernet和ip協(xié)議的內(nèi)容解析結(jié)果。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡對(duì)本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具，其特征在于:包括 (1)基于安卓的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集部分采用開源的Tcpdump工具實(shí)現(xiàn)，步驟包括安卓環(huán)境下Tcpdump的安裝和授權(quán)方法，以及獲取數(shù)據(jù)后的存儲(chǔ)和管理方法三項(xiàng)； (2)協(xié)議形式化描述解析模塊，包含一種四步驟的協(xié)議語(yǔ)言解析的流程以及兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù)的定義: (2.1)程序當(dāng)前路徑獲取； (2.2)構(gòu)造 ProtocolBuilder 對(duì)象； (2.3)調(diào)用 recurs1nPROTree 函數(shù)； (2.4)得到DOM樹； (2.5)兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù)定義:recurs1nPROTree ()函數(shù)，和 addToBuilderList ()函數(shù)； (3)數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊，包括一種五步驟的數(shù)據(jù)包解析流程:
(3.1) Netpdl 解析； (3.2)獲得D0M樹根節(jié)點(diǎn)； (3.3)查找一個(gè)協(xié)議定義的入口 ； (3.4)在協(xié)議容器中創(chuàng)建協(xié)議； (3.5)構(gòu)造協(xié)議元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊，包括四個(gè)解析元素類的定義: (4.1)用以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單描述的PR0_Item()； (4.2)用以決定節(jié)點(diǎn)是否可見(jiàn)的PRO_ItemViewable ()； (4.3)用以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抽象描述的PRO_AbstractElement ()； (4.4)以及作為基類的PRO-Element()，其中包含協(xié)議結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)元素和控制元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安卓系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形式化描述工具，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析模塊包括四個(gè)解析的關(guān)鍵函數(shù): (5.1)用于構(gòu)造協(xié)議節(jié)點(diǎn)對(duì)象的getProInfoO ； (5.2)用于取得當(dāng)前數(shù)據(jù)下有意義的當(dāng)前字段的子字段的getNextNodeForDataO ； (5.3)用于構(gòu)造協(xié)議結(jié)構(gòu)的createProtocol ()； (5.4)以及用于設(shè)置協(xié)議結(jié)構(gòu)中元素之間的父子關(guān)系的setAssocO。
【文檔編號(hào)】G06F9/44GK104360836SQ201410542038
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】努爾布力, 解男男, 高程, 阿洪阿吉, 黃春虎, 沙利瓦爾, 楊志偉, 王寧, 王浩 申請(qǐng)人:新疆大學(xué)