主动节点传输系统的安全性研究与改进

论文摘要

传统网络体系结构中,新技术的应用需要通过标准化过程来实现,然而协议标准化的周期较长,新技术从研究成功到实际应用是一个漫长的过程,这严重地制约了新技术的发展。因此提出了主动的网络的概念。主动网络是一种可编程的网络体系结构,通过采用主动技术和移动技术,实现了数据高速传输、服务动态个性化定制,协议快速部署。主动网络能够很好地解决传统网络体系结构中存在的问题。主动网络的最大特点是可编程性,允许用户通过向网络中注入程序代码而获得相应的服务。然而,主动网络体系的可编程性带来灵活性的同时,也带来了安全问题。本文简单介绍了主动网络体系结构以及相关的概念,对网络体系结构中的各类实体安全性进行了分析,并研究了可用于加强主动网络安全的网络安全技术。主动节点传输系统是一个主动网络的典型研究项目之一,在其设计中没有相应的安全机制来确保网络运行的安全性,而只是通过JAVA语言机制保证安全。本文深入研究了主动节点传输系统的运行机制,分析了主动节点传输系统中存在的安全问题。对主动节点传输系统进行了基于安全性的改进,形成了安全主动节点传输系统。在安全主动节点传输系统中,增加了认证机制,以及节点资源访问控制策略。改进了代码机制,采用分离和集成两种实现方式的统一,通过阈值判断来决定使用哪种实现方式。当采用分离的实现方式时,由主动代码服务器来集中管理用户代码,为主动节点提供所需代码。由于整个传输流程的改变,原有的主动信包格式无法满足安全主动节点传输系统的需求,因此,重新定义了主动信包的格式,在主动节点传输系统包头中增加了认证、签名字段。本文最后搭建了系统运行环境,通过四台PC机分别模拟了用户、主动节点、CA中心、主动代码服务器。操作系统采用Ubuntu linux 10.04,执行环境采用ANTS2.0.3(需要进行相应的修改),节点操作系统采用Janos。通过一个简单的应用对改进的系统进行了功能性测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 主动网络提出的背景
• 1.1.1 传统网络的局限性
• 1.1.2 主动网络的提出
• 1.2 主动网络以及安全技术研究现状
• 1.2.1 主动网络的研究现状
• 1.2.2 主动网络安全研究现状
• 1.3 本文主要研究内容及结构
• 1.4 小结
• 第二章 主动网络体系结构
• 2.1 主动网络的概述
• 2.2 主动网络的体系结构
• 2.2.1 参考模型
• 2.2.2 体系结构
• 2.3 主动节点的架构
• 2.3.1 节点操作系统
• 2.3.2 执行环境
• 2.3.3 主动应用
• 2.4 主动网络的实现方式
• 2.4.1 集成方式
• 2.4.2 分离方式
• 2.5 主动结点的封装协议
• 2.6 小结
• 第三章 主动网络安全分析
• 3.1 主动网络实体安全分析
• 3.1.1 主动节点安全分析
• 3.1.2 执行环境安全分析
• 3.1.3 主动信包安全分析
• 3.2 网络安全策略和技术研究
• 3.2.1 信息加密
• 3.2.2 数字签名
• 3.2.3 身份认证
• 3.2.4 访问控制
• 3.3 小结
• 第四章 主动节点传输系统研究
• 4.1 ANTS的结构与原理
• 4.1.1 ANTS主动信包
• 4.1.2 ANTS节点结构
• 4.1.3 ANTS的代码机制
• 4.2 ANTS平台介绍
• 4.3 ANTS的安全问题
• 4.4 小结
• 第五章 安全主动节点传输系统模型设计
• 5.1 安全主动节点传输系统网络体系结构
• 5.2 主动信包格式的修改
• 5.3 认证机制的引入
• 5.3.1 主动节点与其最近上游节点的认证
• 5.3.2 用户与主动节点的认证
• 5.3.3 用户与主动代码服务器的认证
• 5.3.4 主动节点与主动服务器的认证
• 5.4 主动节点及安全策略库
• 5.4.1 安全策略库
• 5.4.2 审计日志
• 5.5 SANTS代码机制
• 5.6 主动代码服务器模块设计
• 5.7 SANTS的整体工作流程
• 5.8 小结
• 第六章 安全模型的实现
• 6.1 环境的搭建
• 6.2 CA的实现
• 6.2.1 证书的创建
• 6.2.2 证书的导出
• 6.2.3 证书的签名
• 6.3 实验设计及系统的运行
• 6.4 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录