基于IPv6的Ad Hoc网络身份认证系统的设计与实现

论文摘要

移动Ad Hoc网络是一种新型的无线网络,正在得到越来越广泛的应用,成为移动通信技术发展的一个重要方向。Ad Hoc网络使用无线链路,具有安全性差、网络拓扑动态变化等特性。与传统网络相比,Ad Hoc网络非常脆弱更容易遭受各种攻击,设计安全防护方案更加困难。论文的主要工作:对Ad Hoc网络的安全性进行深入的分析,采用跨层设计的思想,设计了一个基于IPv6的Ad Hoc网络身份认证系统模型,通过在网络层和应用层部署认证机制,保障网络的安全;在Ad Hoc网络的网络层采用移动IPv6协议,针对移动IPv6中流行的两种绑定更新协议（RR和CAM-DH）的缺点,提出了协议改进方案,改进的绑定更新协议IBUP可以提供节点身份认证,不仅可有效防止网络节点受到各种相关攻击,还可减少在资源有限的移动节点上进行的大量加密运算,并对IBUP进行了安全性和性能分析;在应用层设计了一种针对Ad Hoc网络分簇结构的混合认证方案和密钥管理模型,混合认证系统HAS中簇内节点采用基于身份的认证机制,以其身份标识作为公钥,无需部署第三方基础设施,簇头间采用基于证书的认证机制,基于证书的认证系统采用分布式CA提供安全服务;采用VC软件工具实现了该混合认证方案。通过论文中设计的网络层IBUP协议、应用层的混合认证方案,为基于IPv6的Ad Hoc网络提供了安全、快速、低成本、扩展性好、可操作性强的身份认证功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 课题来源和论文主要研究工作
• 1.4 论文结构
• 第二章 Ad Hoc 网络安全机制的理论基础
• 2.1 Ad Hoc 网络的安全机制
• 2.2 公钥密码系统
• 2.2.1 基于证书的密码系统
• 2.2.2 基于身份的密码系统
• 2.3 可验证秘密分享方案
• 2.4 移动IPv6 协议的基本概念
• 2.5 CGA 技术
• 2.5.1 CGA 原理
• 2.5.2 CGA 地址
• 2.5.3 CGA 机制分析
• 第三章 基于移动IPv6 的网络层认证方案设计
• 3.1 Ad Hoc 网络的安全体系设计
• 3.1.1 Ad Hoc 网络通用安全体系结构
• 3.1.2 Ad Hoc 网络的安全体系
• 3.2 Ad Hoc 网络基于移动IPv6 的通信方案
• 3.2.1 Ad Hoc 网络基于移动IPv6 的网络模型
• 3.2.2 Ad Hoc 网络基于移动IPv6 通信中的问题
• 3.2.3 解决通信问题的方案
• 3.3 移动IPv6 的工作机制
• 3.4 移动IPv6 的安全协议
• 3.4.1 返回路由性测试协议RR
• 3.4.2 CAM 协议
• 3.4.3 CAM-DH 协议
• 3.5 针对Ad Hoc 网络设计的网络层安全方案
• 3.5.1 改进的绑定更新协议IBUP
• 3.5.2 IBUP 协议分析
• 第四章 Ad Hoc 网络应用层认证系统的设计
• 4.1 混合认证系统HAS 设计
• 4.1.1 Ad Hoc 网络的拓扑结构
• 4.1.2 混合认证系统HAS
• 4.2 簇间基于证书的认证系统
• 4.2.1 系统初始化
• 4.2.2 签名生成阶段
• 4.2.3 签名验证阶段
• 4.3 簇内基于身份的认证系统
• 4.4 簇间系统参数的交换
• 4.5 混合认证系统HAS 分析
• 4.5.1 安全性分析
• 4.5.2 性能分析
• 第五章 Ad Hoc 网络应用层认证系统的实现
• 5.1 基于身份的认证系统的实现
• 5.1.1 基础类及函数实现
• 5.1.2 簇内认证系统的初始化
• 5.1.3 簇成员节点私钥生成
• 5.1.4 基于身份的签名
• 5.1.5 基于身份的验证
• 5.2 基于证书的认证系统的实现
• 5.2.1 分布式PKI 系统模块设计
• 5.2.2 分布式PKI 系统实现
• 5.3 HAS 系统实验结果及其分析
• 5.3.1 HAS 系统初始化
• 5.3.2 HAS 系统签名认证
• 5.4 HAS 系统效率分析
• 第六章 总结和进一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文