论文题目: Ad Hoc网络路由协议安全性分析方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 王英龙
导师: 高振明
关键词: 无线自组网,路由协议,形式化方法,逻辑,串空间,演算
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: Ad Hoc网络的前身是分组无线网(Packet Radio Network)。对分组无线网的研究源于军事通信的需要,并已经持续了近20年。1991年成立的IEEE802.11标准委员会采用了“Ad Hoc网络”来描述这种特殊的对等式无线移动网络。它在军事领域、传感器网络、抢险救灾、个人局域网以及有线接入系统中具有广阔的应用前景。然而,因为有许多技术问题尚未解决,移动Ad Hoc网络还未普及,其中安全性是一个主要制约因素。网络如果不能满足严格的安全需求,其应用就没有保障。由于移动Ad Hoc网络的基本特点,安全问题尤为突出。目前对Ad Hoc网络的研究主要集中在路由协议上,对其安全性的关注却很少。本论文研究Ad Hoc网络安全路由协议,提出对Ad Hoc网络安全路由协议安全性的分析评估方法。 本论文所要解决的问题是如何对Ad Hoc移动网络路由协议的安全性进行评价,即建立针对路由协议安全性的评价体系。围绕这一中心问题,本论文从三个方面来进行研究,即路由协议的安全属性、协议的规范、路由协议的形式化(包括安全属性的形式化,协议运行过程的形式化)。应用该方法对现有典型的Ad Hoc网络安全路由协议安全性进行分析,验证该评价体系的有效性。最后,总结了安全路由协议的设计原则,在此基础上设计了安全路由协议SOSR,并在NS-2仿真器中对其进行仿真。主要成果概括如下: 1) 根据实际应用对Ad Hoc移动网络路由协议安全性的要求,提出了路由协议安全性的详细描述,将安全属性划分为三个方面,共五种属性,即攻击发生前的真实性和保密性,攻击发生时的辨识性和孤立性,攻击发生后的自恢复性。该描述从攻击的角度说明路由协议应该具有的安全属性,能够表达路由协议所应达到的安全目标。 2) 根据目前Ad Hoc移动网络大多数路由协议的运行过程,提出了路由协议的规范,即路由协议的一般运行过程和应具有的功能。该规范包括了目前大多数路由协议所具有的内容,界定了路由协议所应完成的功能,将路由协议划
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 Ad Hoc移动网络
1.2 Ad Hoc移动网络的安全问题
1.3 研究现状
1.3.1 安全路由协议的研究现状
1.3.2 安全路由协议安全性分析方法的研究现状
1.4 研究内容及创新
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究工作的创新点
第二章 Ad Hoc路由协议规范
2.1 基本路由协议
2.2 安全路由协议
2.3 路由协议的规范
第三章 Ad Hoc路由协议的安全属性
3.1 安全属性的定义
3.2 攻击方法
3.3 分析方法
3.3.1 攻击检验法
3.3.2 形式化分析方法
3.4 相关工作
第四章 用BAN逻辑分析Ad Hoc路由协议安全性
4.1 BAN逻辑
4.1.1 符号
4.1.2 规则
4.2 安全路由协议分析
4.2.1 分析方法
4.2.2 SADSR
4.2.3 SAODV
4.2.4 ARAN
4.2.5 SRP
4.2.6 小结
4.3 改进的BAN逻辑
4.3.1 BAN逻辑的不足
4.3.2 对BAN逻辑的改进
4.3.3 SADSR
4.3.4 小结
第五章 用串空间分析Ad Hoc路由协议安全性
5.1 基本概念
5.2 基本假设
5.3 攻击者能力
5.4 协议正确性条件
5.5 安全协议SADSR分析
5.5.1 节点间的认证或邻居发现阶段
5.5.2 路由发现阶段
5.5.3 路由维护阶段
5.6 安全协议SRP分析
5.6.1 形式化
5.6.2 一致性条件分析
5.6.3 中继者可信条件分析
5.7 小结
第六章 用SPI演算分析Ad Hoc路由协议安全性
6.1 SPI演算
6.1.1 SPI演算概要
6.1.2 SPI演算的特点
6.1.3 SPI的语法
6.1.4 SPI演算形式化语义
6.2 抽象语义
6.3 攻击者进程I描述
6.4 应用抽象解释说明Woo-Lam单向认证协议
6.5 路由协议分析
6.5.1 SRP路由协议操作和SPI演算模型
6.5.2 分析结果
6.6 小结
第七章 安全按需源路由协议SOSR设计与仿真
7.1 安全路由协议设计原则
7.2 算法简介
7.2.1 单向散列函数
7.2.2 消息鉴别码(MAC)及散列消息鉴别码(HMAC)
7.3 安全按需路由协议SOSR
7.3.1 基本假设及符号含义
7.3.2 SOSR协议具体描述
7.4 安全性证明
7.4.1 形式化分析
7.4.2 非形式化分析
7.4.3 与其它安全路由协议比较
7.5 可行性分析
7.6 仿真
7.6.1 仿真工具
7.6.2 仿真环境
7.6.3 性能评估参数
7.6.4 仿真实现
7.6.5 仿真结果
第八章 结论与展望
8.1 总结
8.2 将来的工作
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文、获得的奖励及承担的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表
发布时间: 2006-05-30
参考文献
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