Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)安全若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad Hoc Networks)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動(dòng)終端組成的多跳臨時(shí)性自治系統(tǒng)。移動(dòng)終端具有路由功能，可以通過無線連接構(gòu)成任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，這種網(wǎng)絡(luò)可以獨(dú)立工作，也可以與Internet或蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)連接。與普通的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)相比，無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有無中心、自組織、多跳路由、動(dòng)態(tài)拓?fù)涞忍攸c(diǎn)。這些特點(diǎn)使得無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)在體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)組織、協(xié)議設(shè)計(jì)等方面都與普通的蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和固定通信網(wǎng)絡(luò)有

2、著顯著的區(qū)別。無線信道的開放性和不穩(wěn)定性使得無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)面臨著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。由于和有線網(wǎng)絡(luò)的巨大差異，現(xiàn)有眾多的安全方案和技術(shù)并不能直接用于無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，而且無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性也使得安全目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)比較困難。
　　從Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的安全需求和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)出發(fā)，對相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。著重分析了無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)易于遭受的攻擊，并集中了討論無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的密鑰協(xié)商協(xié)議、入侵

3、檢測中的匹配算法、基于擊鍵行為特征的身份認(rèn)證等關(guān)鍵問題。主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)針對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中CBGKA協(xié)議的不足，即該協(xié)議不能抵抗主動(dòng)攻擊的問題，提出了一種新的基于簇的安全組密鑰協(xié)商協(xié)議。協(xié)議采用基于身份的公鑰密碼體制，增加時(shí)間戳機(jī)制，引入雙線性配對密碼體制，在每小簇的成員協(xié)商簇內(nèi)密鑰之前，使用基于Weil配對的一種特殊的簽名模式進(jìn)行相互認(rèn)證，保證了生成簇內(nèi)密鑰的真實(shí)性和機(jī)密性，減少了系統(tǒng)開銷。本協(xié)議不僅具

4、有CBGKA協(xié)議的高效率特點(diǎn)，同時(shí)還能抵抗主動(dòng)攻擊。
　　(2)入侵檢測系統(tǒng)的檢測效率對于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)安全來說至關(guān)重要。入侵檢測系統(tǒng)的經(jīng)典AC算法采用單向匹配，由于樣本數(shù)量增加而使匹配時(shí)間延長。針對此問題，提出了一種高效的多模式匹配算法—雙向快速字符串匹配算法（Re-Ac算法），該算法采用有限自動(dòng)機(jī)正反雙向匹配的方式，通過較少的匹配次數(shù)，可以更快地檢查出入侵行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Re-AC算法效率比其他算法具有更好的優(yōu)勢，能夠提

5、高Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)入侵檢測的效率。
　　(3)利用待匹配字符串的相關(guān)屬性特征，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種高效的基于實(shí)數(shù)縮放的字符串匹配算法，算法給出了實(shí)數(shù)縮放索引樹的構(gòu)建方法，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了完整的基于實(shí)數(shù)縮放的字符串匹配算法，該算法可以在文本中找出所有可能的縮放比例，并且找出所有縮放比例下出現(xiàn)的字符串。為了進(jìn)一步驗(yàn)證算法的效率，采用林肯實(shí)驗(yàn)室入侵評估數(shù)據(jù)集進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，結(jié)果表明該算法能夠有效地提高匹配效率，從而使得集成該算法的入侵

6、檢測系統(tǒng)具有更好的入侵檢測表現(xiàn)，提高了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的安全性。
　　(4)深入研究Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的身份認(rèn)證方法，指出其存在的問題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于用戶擊鍵行為特征的身份認(rèn)證模型。該模型通過對用戶的擊鍵行為特征進(jìn)行預(yù)測，達(dá)到對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中用戶身份進(jìn)行準(zhǔn)確認(rèn)證的目的，即使在用戶的擊鍵行為發(fā)生變化時(shí)，也可準(zhǔn)確驗(yàn)證用戶身份。在模型中，采用隱馬爾可夫模型(HMM)對用戶的擊鍵序列進(jìn)行建模，進(jìn)行擊鍵序列分析，并在計(jì)算HMM中的狀態(tài)