网络编码中一种基于冗余的污染攻击防御机制.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又网络编码中一种基于冗余的污染攻击防御机制作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：任晓静计算机软件与理论吕敏老师许胤龙教授二O一二年四月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeAnEfficientSchemeagainstPollutionAttackinNetworkCodingBasedonRedundancyAuthor’SName：Speciality：Supervisor：、⋯●'●rinlsl

2、ledtime：XiaojingRen一ComputerSoftwareandTheoryDr．MinLvProf．YinlongXuApril20m，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：塑12：亟：圣中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学

3、技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。舀公开口保密(——年)作者签名：签字日期：独座16：圣别噬轹砰血出签字日期：知I21．占．3摘要网络编码是一种可以高效提高网络中信息传输速率的信息交换技术，适用于多种不同的网络系统，它有效地减轻了系统的负载

4、，提高了网络的信息传输速率，同时也增强了网络系统对窃听攻击的抵抗能力。然而，另一方面，这种信息交换技术会导致网络极易受到污染攻击的影响，给网络中信息的传输带来了新的威胁。为了解决污染攻击的问题，包含各种不同可行解决方案的多种研究成果已被提出。在最初的研究工作中，研究者主要将目光集中于传统的公钥密码体制的使用上，这一类解决方案安全性很高，但是花费较大，导致信息传送的效率也比较低。所以，之后提出的一些其他的解决方案，由于计算复杂度较低，更具有实际的可行性。本文提出了一种专门针对网络编码中污染攻击的安全防御模式。在该机制的帮助下，无论

5、攻击节点是独立对网络发动攻击的，还是与其他节点联合起来对网络进行攻击，一旦其他有效节点从该攻击节点收到污染信息包，该有效节点都可以立即识别该污染信息，并找到发动攻击的节点，将其从网络中删除。而在以往的工作中，至少有一个目的节点收到污染信息之后，才可以实现对攻击节点的定位，延迟较大。此外，相比于以往的攻击节点定位模式，我们提出的防御机制只用了很少量的资源开销，对网络的性能要求不高，因此，它可以广泛应用于多种不同的网络系统。该污染攻击抵御机制具有以下特点：1)提出了一种可以在多种不同网络中普遍适用的信息验证方案(MAC)。该方案在网

6、络中运行基本不需借助其他具有较高计算能力和通信带宽的控制中心，不要求网络节点间实现时钟同步，或网络拓扑固定等，从而可以在多种不同的网络系统中得到普遍应用。2)基于以上信息验证方案的污染攻击抵御机制，有效节点可以在收到污染信息包后，较快地追踪到产生该信息的攻击者。此外，本文最后给出了基于冗余的污染攻击抵御机制在具体的TCP／IP协议中的应用，说明了该抵御机制在实际中的可应用性。关键词：网络编码污染攻击冗余攻击者定位同构验证编码摘要ABSTRACTNetworkcodingisapromisingtechnologyinincrea

7、singnetworkthrou星_hputforV枷ousnet、Ⅳorksystems·Iteffectivelyreducesthesystemload，increasesinfo肋ationtransferrate,andimprovesinformationsecurityagainsteavesdroppingattacks。HoweVer，ontheotherhand，networkcodingalsoleadtoagreatdisadvantagethatitisVerYⅦlnerabletopollutiona

8、ttacks．Inordertoaddressthisserioussec谢typroblem，an啪berofdefensemechanismshavebeenproposedbypriorworks．Atthepreviousstage，researcher