本發明涉及網絡空間安全，特別涉及一種基于雙空間樹的ipv6地址預測方法及系統。
背景技術：
1、活躍地址掃描是互聯網規模網絡調查與測量的先決條件，是網絡安全評估的一部分，可幫助檢測網絡中潛在漏洞威脅、了解威脅者行為，確保網絡的安全運行。主機分配ip地址變化程度受時間影響，通過活躍地址掃描跟蹤空間地址隨時間的變化，進行地址空間的動態分析探究ipv6地址分配特性。同時，活躍地址掃描支持網絡拓撲探測，這對于構建準確的網絡拓撲圖非常關鍵，了解網絡中設備之間連接關系、理解網絡結構是有效管理和維護網絡運行的基礎。活躍地址掃描根據ip地址段和地理位置數據庫，分析設備的地理分布，了解網絡設備的地理區域分布情況，有助于實施地理位置限制和區域訪問控制，增強網絡安全性。總的來說，互聯網規模活躍地址掃描對于網絡資產管理、ip地址分析、地理定位、網絡拓撲發現具有重要意義。
2、在傳統的ipv4互聯網掃描中，高速異步掃描工具zmap、masscan可以有效進行互聯網范圍的ipv4地址掃描，zmap可以在45分鐘內遍歷式掃描整個ipv4地址空間，shodan和censys等網絡設備搜索引擎可以獲取互聯網范圍的資產數據。互聯網范圍的ipv4地址掃描已經非常普及，而互聯網范圍的ipv6地址掃描并不常見。原因是面對龐大的ipv6地址空間時，這些工具則難以滿足現實需要，即使采用zmap最高配置模式進行掃描也需要消耗數百萬年。
3、為此，研究人員提出ipv6地址預測技術，通過學習存活或曾經存活的ipv6種子地址統計信息和結構信息進而預測生成更有可能活躍的ipv6目標地址，可極大提高ipv6活躍地址的掃描效率。當前ipv6地址預測算法存在以下問題：1.命中率低：ipv6地址由前后綴兩部分組成，這兩部分在邏輯上是相互獨立且功能不同的。然而，現有ipv6地址預測算法在進行結構信息挖掘時，往往將整個128位ipv6地址視為一個整體進行處理，忽略了其內在的邏輯結構，導致算法命中率相對較低。2.有限的子前綴空間覆蓋：現有算法往往預測的ipv6地址分布不均，忽略了種子前綴內部更多潛在的子前綴空間。這種局限性導致預測結果局限于少數/64子前綴內，未能覆蓋更廣泛的ipv6地址空間范圍。3.度量標準的局限性：目前大多數算法的評價標準主要集中在ipv6活躍地址的命中率上，忽視了ipv6地址本身的獨特結構特性。例如，未將單個終端站點通常分配的/64前綴作為一個重要的衡量維度納入考量，這限制了算法在評估ipv6地址分布廣度時的準確性。
技術實現思路
1、為此，本發明提供一種基于雙空間樹的ipv6地址預測方法及系統，解決現有ipv6地址預測技術存在命中率低和子前綴覆蓋不足等問題。
2、按照本發明所提供的設計方案，一方面，提供一種基于雙空間樹的ipv6地址預測方法，包含：
3、獲取目標區域ipv6地址種子集；
4、按照開源的邊界網關協議bgp前綴列表將地址種子集合劃分為不同bgp前綴空間的種子地址子集，以每個bpg前綴空間的種子地址子集為單位生成雙地址空間樹，所述雙地址空間樹包括依據種子地址前綴部分生成的前綴空間樹和依據種子地址后綴部分生成的后綴空間樹；
5、提取前綴空間樹和后綴空間樹兩者中的葉子節點并將兩者葉子結點進行拼接，以生成候選地址模式；
6、按照bgp前綴空間中種子地址數量對bgp前綴進行降序排列并設置地址生成優先級，以依據地址生成優先級順序在相應bgp前綴空間進行地址生成，并通過地址別名刪除來獲取對應bgp前綴空間中的候選地址集合。
7、作為本發明基于雙空間樹的ipv6地址預測方法，進一步地，以每個bpg前綴空間的種子地址子集為單位生成雙地址空間樹，包含：
8、將種子地址子集中的種子地址劃分為前綴部分和后綴部分，并形成前綴部分列表和后綴部分列表；
9、針對前綴部分列表和后綴部分列表，分別利用最小熵分割策略進行區域劃分，以構建對應的前綴空間樹和后綴空間樹，所述最小熵分割策略為每次進行空間劃分時通過尋找熵值最小的維度來進行區域劃分，其中，熵值用于度量地址在不同維度的取值分布。
10、作為本發明基于雙空間樹的ipv6地址預測方法，進一步地，利用最小熵分割策略進行區域劃分，包含：
11、前綴部分列表和后綴部分列表，利用分裂層次聚類算法dhc確定分割指示符位置并劃分空間，分割指示符由最小熵策略確定；
12、利用分裂層次聚類算法dhc迭代對孩子節點進行繼續劃分，直到節點對應的地址向量數量小于閾值或節點維度為指定值，并將未繼續劃分的節點作為葉子節點。
13、作為本發明基于雙空間樹的ipv6地址預測方法，進一步地，提取前綴空間樹和后綴空間樹兩者中的葉子節點并將兩者葉子結點進行拼接，包含：
14、提取后綴空間樹中的葉子節點，挖掘接口標識符iid地址模式并統計頻數值，其中，頻數值用于代表屬于當前iid地址模式的種子地址數量；
15、基于dhc的iid地址模式與頻率iid模式通過模式精煉策略形成候選iid地址模式；
16、將候選iid地址模式列表頻數值進行降序排列，刪除頻數值低于指定閾值的iid模式，并在候選iid地址模式中選取頻數值前k的iid模式作為高密度iid模式；
17、提取前綴空間樹中的葉子節點，以挖掘前綴地址模式；
18、將高密度iid模式與前綴地址模式進行遍歷式組合拼接，得到候選地址模式。
19、作為本發明基于雙空間樹的ipv6地址預測方法，進一步地，挖掘地址模式，包含：
20、對于地址空間樹葉子節點中包含的種子地址，若種子地址維度取值不唯一時，利用通配符表示地址模式可變維度，并利用通配符數量表示當前地址模式可變維度值。
21、作為本發明基于雙空間樹的ipv6地址預測方法，進一步地，統計頻數值，包含：
22、針對挖掘的地址模式，將可變維度為零的地址模式作為iid頻率模式，以利用iid頻率模式統計iid頻率模式頻數值，其中，可變維度用于表示地址向量中維度有不同取值。
23、作為本發明基于雙空間樹的ipv6地址預測方法，進一步地，通過地址別名刪除來獲取對應bgp前綴空間中的候選地址集合，包含：
24、獲取開源的別名前綴列表，所述別名前綴列表中存儲有指向同一個接口的多個別名地址的網絡前綴；
25、利用別名前綴列表對生成地址進行別名地址過濾刪除，以獲取最終的候選目標地址集合。
26、再一方面，本發明還提供一種基于雙空間樹的ipv6地址預測系統，包含：種子地址收集模塊、雙空間樹構建模塊、地址模式生成模塊和目標地址輸出模塊，其中，
27、種子地址收集模塊，用于獲取目標區域ipv6地址種子集；
28、雙空間樹構建模塊，用于按照開源的邊界網關協議bgp前綴列表將地址種子集合劃分為不同bgp前綴空間的種子地址子集，以每個bpg前綴空間的種子地址子集為單位生成雙地址空間樹，所述雙地址空間樹包括依據種子地址子集中種子地址前綴部分生成的前綴空間樹和依據種子地址子集中種子地址后綴部分生成的后綴空間樹；
29、地址模式生成模塊，用于提取前綴空間樹和后綴空間樹兩者中的葉子節點并將兩者葉子結點進行拼接，以生成候選地址模式；
30、目標地址輸出模塊，用于按照bgp前綴空間中種子地址數量對bgp前綴進行降序排列并設置地址生成優先級，以依據地址生成優先級順序在相應bgp前綴空間進行地址生成，并通過地址別名刪除來獲取對應bgp前綴空間中的候選地址集合。
31、本發明的有益效果：
32、本發明將ipv6地址分為前綴(前64位)和后綴(后64位)兩部分，并以邊界網關協議bgp前綴空間為單位進行地址模式挖掘和精煉，能夠在種子前綴空間中實現細粒度、廣泛性的地址預測，可以更高效地發現活躍地址和更多/64活躍地址前綴，有效避免對bgp前綴空間中大量可能不活躍的地址進行掃描，提高ipv6地址預測過程的效率。并進一步通過實驗結果表明，在有限預算條件下，本案方案命中率達到47.05％～63.53％，相較于現有的6forest、6graph等7種算法，本案方案在發現活躍地址數量方面平均提高了54.92％，在發現活躍/64前綴的數量方面平均提高了60.25％，在網絡空間資產/安全等領域具有較好的應用前景。