SEND協(xié)議安全機(jī)制的研究及在局域網(wǎng)中的應(yīng)用.pdf

1、安全鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SEND，Secure Neighbor Discovery）是建立在鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議（NDP，Neighbor Discovery Protocol）和IPv6協(xié)議基礎(chǔ)上，解決同一鏈路不同節(jié)點之間的安全交互問題的協(xié)議。NDP的基礎(chǔ)假設(shè)是網(wǎng)絡(luò)完全可信，所以面臨多種安全威脅，例如路由認(rèn)證缺失。當(dāng)前以SEND為代表的安全協(xié)議提供的路由認(rèn)證機(jī)制主要有兩類，一是路由消息認(rèn)證，二是節(jié)點身份認(rèn)證，但是對于由有向節(jié)點鏈構(gòu)成的整體路徑路由

2、的認(rèn)證還缺乏有效機(jī)制。本文引入偽隨機(jī)序列原理，通過IPv6擴(kuò)展頭攜帶節(jié)點認(rèn)證信息并與序列狀態(tài)進(jìn)行綁定，研究路徑路由的認(rèn)證及其在局域網(wǎng)上的應(yīng)用。本文主要工作概括如下。
　　1.分析IPv6協(xié)議、SEND協(xié)議的主要功能及其安全機(jī)制，尤其是認(rèn)證缺陷。
　　2.提出一種新的路由認(rèn)證方案，應(yīng)用偽隨機(jī)序列的周期性與確定性，通過IPv6擴(kuò)展報頭傳遞認(rèn)證數(shù)據(jù)，確保每次通信都能對路徑進(jìn)行記錄。該方案包括三部分：節(jié)點預(yù)配置，路徑認(rèn)證算法以及路徑

3、IP回溯算法。
　　3.提出一種路徑認(rèn)證算法，由于偽隨機(jī)序列初始狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣能唯一確定序列，通過讓相鄰節(jié)點擁有共享的生成多項式以及每個節(jié)點分配的唯一初始狀態(tài)序列，將通信路徑隨著通信過程形成前后兩兩關(guān)聯(lián)的“認(rèn)證鏈”結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)路徑綁定，從而能識別非法惡意節(jié)點，有效防止欺騙和篡改等攻擊。
　　4.在路徑認(rèn)證算法基礎(chǔ)上，提出一種基于三類控制報文的路徑IP回溯機(jī)制。通過認(rèn)證信息表中的回溯IP值和偽隨機(jī)序列的狀態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系依次計

4、算出上一跳IP地址，利用度量值和超時報文，能使每一跳回溯完成均會對回溯發(fā)起節(jié)點發(fā)送節(jié)點信息，從而整條路徑回溯完成將形成完整路徑信息。另外，路徑IP回溯報文也可使用本文提出的IPv6偽隨機(jī)序列認(rèn)證擴(kuò)展報頭，可在回溯的同時再次對節(jié)點進(jìn)行認(rèn)證。
　　5.設(shè)計路徑認(rèn)證方案和算法在局域網(wǎng)上的仿真模型，使用 NS-3網(wǎng)絡(luò)仿真軟件對路徑認(rèn)證算法仿真，利用Wireshark工具抓獲數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)對路由認(rèn)證過程數(shù)據(jù)的采集并提供認(rèn)證數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。此外