移动IPv6通信对端绑定更新安全研究

论文摘要

随着互联网规模的不断增长,作为IPv6重要组成部分的移动IPv6协议受到广泛欢迎。IPv6在制定之初就考虑到了要解决移动性问题,因此它的基本理论中就有许多是为解决移动问题而提出的。IPv6有许多适用于解决移动性问题的新特性,这些特性都是IPv4所不具备的。IPv6能够更好地解决移动性问题,主要表现在以下几个方面:地址自动配置,邻居发现,安全机制,路由报头,动态家乡代理地址发现机制,透明性的实现。但是移动性却带来了许多的安全威胁。移动IP本身所具有的特性如链路的开放性、主机切换的频繁性、隧道机制的使用,使得移动终端比普通终端更容易受到来自外部主机的诸如被动窃听、重放攻击、DoS等攻击。绑定更新安全,更是其中的关键。设计适合于MIPv6的安全协议必须考虑一系列问题:移动终端的低计算能力;无线通信网络的窄带宽和高信道误码率等。本文的主要工作是针对目前移动IPv6机制中的移动节点和通信对端之间进行绑定更新的过程中,在安全性方面面临的可能攻击和潜在威胁（例如重放攻击、信息窃取等）,提出一个适合于移动IPv6的重点为绑定更新提供安全保障的认证方案,该方案基于新的WTLS证书和ECC加密算法,使用WAP中的WTLS协议来提供MN和CN之间通信的保密性、数据整合和鉴权,以达到改进传统的RRP在安全方面的不足,进一步提高移动IPv6的安全性,并降低系统开销和冗余,增强系统健壮性。论文结构如下:第一章阐述了论文的目的和背景。第二章介绍了移动IPv6原理。第三章详细研究了移动IPv6环境下的安全威胁。第四章对现有协议进行分析比较。第五章详细介绍WPKI的原理。第六章提出基于WPKI证书的认证方案。第七章使用OMNET++对方案进行性能分析。第八章对论文进行了总结并提出了下一步研究的内容。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及实用意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 移动IPv6 研究现状
• 1.2.2 移动IPv6 安全研究现状
• 1.2.3 国内外密码理论研究现状
• 1.3 研究的主要内容
• 2 移动 IPv6 原理
• 2.1 移动IP 简介
• 2.2 移动IPv6 的设计目标和安全需求
• 2.3 移动IPv6 的工作机制
• 2.4 移动IPv6 主要操作过程
• 2.4.1 移动检测
• 2.4.2 转交地址的形成
• 2.4.3 注册与绑定管理
• 2.4.4 分组通信
• 3 移动IPv6 受到的威胁和攻击分析
• 3.1 绑定更新注册过程的工作原理带来的安全问题
• 3.2 未验证绑定更新消息带来的安全问题
• 3.3 未验证的绑定确认消息带来的安全问题
• 3.4 相关的攻击行为分类
• 3.4.1 被动攻击
• 3.4.2 主动攻击
• 4 现有通信对端绑定更新认证协议分析
• 4.1 返回路由可达测试弱验证机制
• 4.2 BU3WAY 弱验证机制
• 4.3 基于CGA 方案
• 4.4 基于PKI
• 5 WPKI 概述
• 5.1 WAP 简介
• 5.2 WAP 的安全构成
• 5.3 无线传输层安全协议WTLS
• 5.4 WPKI 的基本概念
• 5.5 WPKI 系统组成和原理
• 5.5.1 WPKI 系统组成
• 5.5.2 WPKI 的流程
• 5.6 WPKI 与PKI 的区别
• 5.6.1 关于WAP 网关
• 5.6.2 证书的吊销方式
• 5.6.3 加密算法
• 5.7 WPKI 的主要技术
• 5.7.1 WPKI 协议
• 5.7.2 WPKI 证书格式
• 5.7.3 WPKI 加密算法和密钥
• 5.8 WPKI 认证模型
• 5.9 WPKI 的发展趋势
• 5.10 基于WPKI 的移动IPv6 绑定更新
• 6 基于WPKI 证书的通信对端绑定更新认证方案
• 6.1 返回路径可达过程的优点与不足
• 6.2 使用WAP 中的WTLS 来提供MN 和CN 之间通信的保密性、数据整合以及鉴权
• 6.2.1 WTLS 协议规范
• 6.2.2 WTLS 认证方式
• 6.2.3 WTLS 在MN 和CN 之间身份认证的具体应用
• 6.3 安全性分析
• 7 OMNET++对方案性能的分析
• 7.1 OMNET++仿真器简介
• 7.2 仿真实例
• 7.3 仿真程序实现及结果分析
• 7.4 小结
• 8 结论和下一步研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录