拒绝服务攻击中IP追踪技术的研究

论文摘要

拒绝服务（Denial-of-Service,DoS）攻击由于易实施、难防范、难追踪,已成为网络安全领域最难解决的问题之一。IP追踪是一种能够定位攻击来源的主动防御技术,快速准确地定位攻击源为实时阻断或隔离攻击提供了有利条件,能够提供法律举证,威慑攻击者,从而提高网络的安全性。因此,IP追踪问题已成为DoS攻击防御研究中最重要也是最关键的课题之一。围绕DoS攻击中的IP追踪问题展开了深入的研究和探讨。提出两种新的弥补概率包标记IP追踪方案:非强制性弥补概率包标记法和基于记录的弥补概率包标记法。改进了IP包头标记域和标记内容;在标记策略方面,分别采用了非强制标记思想和使用记录表的思想,对由于重新标记而造成的剩余概率的损失进行了弥补;同时采用网络拓扑验证IP地址的合法性。解决了因数据包重复标记而导致的“最弱链”问题以及使用Hash压缩IP地址所导致的高计算负载和高误报问题。理论分析与实验结果表明,与基本包标记及高级包标记相比,新方案具有理想的收敛性能,误报率及计算开销。在研究路由器接口ID标记基础上,提出基于信任关系的路由器接口ID标记方案。针对使用IP地址做为路由器唯一标识符所导致的低收敛性,高计算开销和误报,以及地址欺骗型攻击等问题进行研究。解决了基本路由器接口标记中无法支持路由器接口数大于64的问题。同时,为不同的路由器配置不同的信任因子,通过信任因子划分信任域,解决了域间追踪问题。在边界路由器不诚实或被攻陷的情况下,能够快速准确地追踪到信任域的边界。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文的结构
• 第二章 IP追踪技术研究与分析
• 2.1 拒绝服务攻击及对策
• 2.2 IP追踪技术分析
• 2.3 数据包标记研究与分析
• 2.3.1 节点附加
• 2.3.2 节点采样
• 2.3.3 边采样及压缩边分片采样
• 2.3.4 高级包标记和认证包标记
• 2.3.5 基于代数编码的包标记
• 2.3.6 动态概率包标记
• 2.4 各种IP追踪方案比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 弥补概率包标记
• 3.1 概率包标记算法分析
• 3.1.1 概率包标记算法评价指标
• 3.1.2 概率包标记算法分析
• 3.2 IP数据包头编码方案
• 3.3 非强制性弥补概率标记
• 3.3.1 算法描述
• 3.3.2 算法分析
• 3.4 基于记录的弥补概率标记
• 3.4.1 算法描述
• 3.4.2 算法分析
• 3.5 路径重构方法
• 3.6 实验与分析
• 3.6.1 收敛性能
• 3.6.2 计算负载
• 3.6.3 误报数
• 3.7 本章小结
• 第四章 基于信任关系的路由器接口ID标记
• 4.1 路由器接口ID标记方案
• 4.2 基于信任关系的路由器接口ID标记
• 4.2.1 IP数据包头编码方案
• 4.2.2 信任关系
• 4.2.3 TRIM算法描述
• 4.2.4 路径重构方法
• 4.3 实验分析与性能评价
• 4.3.1 收敛性能
• 4.3.2 信任因子的设置
• 4.3.3 算法的健壮性
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果