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《中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)》 2008年 硕士论文
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个人网络互连安全路由关键技术研究

陆晔顼  
【摘要】: 移动Ad hoc网络(Mobile Ad hoc Networks)是由一组无线移动节点自组织形成的一种无线网络,它可以不需要现有网络基础设施的支持,快速构建起一个通信环境,为用户提供在任意时间和任意地点进行通信以及获取信息的能力。由于组网灵活,使用方便,使得Ad hoc网络已经成为移动通信技术发展的一个重要方向。安全是移动Ad hoc网络中的基本问题,也是当前该领域的研究热点之一。而在像下一代个人网络(PN,PersonalNetworks)这样由异构无线设备借助Ad hoc方式为主组成的网络中,这更是一个重要的课题。 个人网络潜在地包含所有能够连入网络的个人设备,无论其在用户附近、在家里还是在办公室中。个人网络的核心是无线个域网(WPAN,Wireless Personal Area Networks)。个人网络的目标是支持用户的专业和私人活动不受阻碍,并保护用户及其数据的安全和和隐私性。但其在给我们带来极大的灵活和便利性的同时,个人网络的安全问题也给我们带来了严峻的挑战。为了使个人网络设备间能够更安全有效地传递用户信息和服务,研究适用于个人网络的安全路由机制显然是十分重要的。 本文首先深入研究了移动自组织网络易受的安全威胁和目前典型解决方案,其中包括密钥管理、安全认证、安全路由等。通过研究得出,现有常用安全路由协议大多基于公钥密码机制的密钥管理方案,需要大量的计算、存储和通信资源,给网络带来沉重的负担且在实际中难以应用。针对以上问题,本文提出了一种个人网络的密钥管理方案,该方案利用基于身份签密机制避免公钥证书的使用,降低了终端对存储能力和计算能力的要求,减少了系统的通信开销。在该密钥管理机制的基础上,进一步提出了基于身份的个人网络安全路由方案。该方案以满足个人网络的需求为出发点,提供了高效安全的路由协议。在以往提出的Ad hoc安全路由协议中,大多没有考虑用户设备资源受限的特点,应用于其上的安全方案应该尽量轻负载。在本方案中引入的基于身份的签名机制是以哈希运算作为基本算法,节点一般都能满足所需资源要求。该方案中,节点间非交互的生成共享的可证身份的对称密钥,并利用共享密钥加密的哈希值来检验路径发现的有效性,以及采用端到端完整性检查保护路由不受篡改、伪造、路由重播等攻击。分析和仿真结果表明,该安全路由协议能够有效的防止对于个人网络的多种路由攻击,并且在节点安全受到威胁的情况下也能维持很高的包投递率,能够为个人网络提供可靠的安全性保证。


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