容延容斷網(wǎng)絡(luò)信息安全研究.pdf

1、隨著人們對不同環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用要求的提高，各種新型網(wǎng)絡(luò)不斷的出現(xiàn)，例如傳感器網(wǎng)絡(luò)、空間通信網(wǎng)絡(luò)等，在這些網(wǎng)絡(luò)形式中，由于節(jié)點(diǎn)的移動性、分布均勻度、受限的節(jié)點(diǎn)資源、鏈路通信障礙等因素，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)具有較大的時延、經(jīng)常中斷的通信鏈路、不對稱的數(shù)據(jù)速率等特點(diǎn)，這種網(wǎng)絡(luò)稱為容延容斷網(wǎng)絡(luò)。
　　DTN網(wǎng)絡(luò)從其誕生的那一天起，就在諸多領(lǐng)域如空間通信、戰(zhàn)場通信、災(zāi)后救援等領(lǐng)域顯示出其巨大的應(yīng)用潛力。
　　容延容斷網(wǎng)絡(luò)所獨(dú)有的特性決定了DTN網(wǎng)

2、絡(luò)的安全需求與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比有很大的不同。而應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的不斷拓展使得容延容斷網(wǎng)絡(luò)在特殊環(huán)境下的安全隱患越來越明顯，并對DTN網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展造成了困擾。在DTN網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用范圍中，尤其是空間應(yīng)用和軍事環(huán)境下的應(yīng)用，存在著諸多形式的安全威脅。由于地面網(wǎng)絡(luò)和空間鏈路具有開放的特性，在無線鏈路中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都存在被監(jiān)聽和截獲的可能性，并且由惡意節(jié)點(diǎn)采用重播攻擊、DoS攻擊等手段對DTN網(wǎng)絡(luò)中的通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接攻擊，以達(dá)到其獲取網(wǎng)絡(luò)中的有用信息

3、、對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和設(shè)施進(jìn)行破壞的目的。
　　為了實(shí)現(xiàn)不同架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，容延容斷網(wǎng)絡(luò)采取了覆蓋層的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此DTN網(wǎng)絡(luò)要面對由異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)帶來的更加復(fù)雜的安全形勢。大時延和頻繁中斷的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境特性在進(jìn)一步加劇各類安全隱患威脅程度的同時，也給傳統(tǒng)的有效的安全協(xié)議和安全機(jī)制在DTN網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用帶來了更大的挑戰(zhàn)。
　　DTN網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展離不開安全技術(shù)的保駕護(hù)航。如果安全技術(shù)的研究步伐跟不上通信技術(shù)的發(fā)展，DTN網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用必將受

4、到極大的限制，因此對DTN網(wǎng)絡(luò)中的安全技術(shù)的研究成為當(dāng)前的重中之重。
　　在本文中，主要進(jìn)行了以下方面的研究工作:
　　首先，分析了容延容斷網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀，深入研究分析了空間環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了容延網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，對DTN網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵協(xié)議:Bundle協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的描述與設(shè)計，給出了協(xié)議的系統(tǒng)圖、模塊圖、進(jìn)程圖和過程圖。
　　第二，研究了容延容斷網(wǎng)絡(luò)中密鑰分享算法。對Shamir的基于門限的分享算法

5、中存在的安全隱患進(jìn)行了描述，分析了完全混淆的密鑰分享方案在通信交互效率和運(yùn)算能力要求上存在的問題，在此基礎(chǔ)上提出了相對于完全混淆算法的部分混淆的密鑰分享算法。利用反饋報文的時間戳，引入隨機(jī)的混淆隊列設(shè)計，減少通信節(jié)點(diǎn)在共享過程的通信交互步驟，使得部分密鑰分享算法在受限的特殊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中具有更好的適應(yīng)性。設(shè)計了動態(tài)糾錯機(jī)制，使得秘密分享過程中的計算結(jié)果在分享不成功的情況下可以重復(fù)利用，降低了對計算能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗，提高密鑰分享效率。建立