基于排列码加密解密算法实现安全路由的研究

论文摘要

随着计算机网络、各种电子化服务行业的飞速发展,人们对网络通信、数据安全的要求越来越高。如何保证信息和网络自身安全性的问题,尤其是在开放互联环境中进行商务等机密信息的交换中,如何保证信息在存取和传输中不被窃取、篡改,已成为企业和大众非常关注的问题。曾经一只376字节大小的Slammer蠕虫仅在一天之内便横扫韩国骨干网上的路由器和交换机,使韩国互联网陷入瘫痪。有人计算过,如果Slammer能在15分钟内传播全球,全球骨干路由器将陷入瘫痪,无药可救。事实证明,人们忽略了对路由器等网络设备的安全保护,使之成为安全防护体系中的薄弱环节,从而成为各种安全事件的攻击目标。路由器作为数据转发的中继站,牵一发而制全身,其安全性直接影响到与之相连的网络。如何能够更快、更安全的在网络上传递信息,是路由器方面的一个热门课题。为了使路由器将合法信息完整、及时、安全地转发到目的地,许多路由器厂商开始考虑增强路由器的安全机制来确保网络的安全。于是出现了各种安全路由器或实现安全路由功能的趋势。本篇论文研究的重点就是利用一种加密解密速度更高,保密性更强的新的加密算法---排列码加密解密算法,构建更具安全性的加密路由机制。课题的基本设想是在模拟路由器上安装具有加密功能的通用网络驱动,通过驱动对拦截到的IP数据包进行加密解密,从而实现多网段之间安全路由的目标。找寻到一种能够将排列码加密解密算法和路由机制结合在一起的有效、合理的方式是课题的核心问题,在通过多次试验之后,最终找到一种遵循Windows的网络统一接口规范NDIS的底层驱动GNetDrivet（适用于网络的物理层和应用层之间）,它具有拦截、分筛IP数据包的功能。最重要的是,GNetDriver支持和排列码加密解密算法的结合,最终将具有加密功能的驱动程序安装在模拟路由器上,来实现对在多网段之间传递的IP数据包的加密解密功能。本课题为目前安全路由的“效率不高”问题提出一种解决参照。同时该方案的研发定位于网络核心产品,预测其将具有较高的实用价值和应用前景。

论文目录

• 第一章绪论
• 1-1课题背景
• 1-2课题目标和意义
• 1-3论文的范围和内容
• 第二章安全路由介绍
• 2-1路由器简介
• 2-1-1路由器的作用
• 2-1-2路由器的体系结构
• 2-1-3路由器的构成
• 2-1-4路由器的类型
• 2-1-4路由器的安全问题
• 2-2安全路由器简介
• 2-2-1安全路由器的概念
• 2-2-2安全路由器的设计原则
• 2-2-3安全路由器支撑的安全网络架构
• 2-3网络安全机制
• 2-4本章小结
• 第三章网络加密技术介绍
• 3-1密码学基本概念
• 3-1-1加密的历史
• 3-1-2什么是数据加密
• 3-1-3算法和密钥
• 3-1-4公开密钥算法
• 3-1-5多种加密形式介绍
• 3-2目前路由器中采用的加密技术
• 3-2-1DES算法的实现
• 3-2-2RSA算法
• 3-2-3MD5算法
• 3-3排列码加密解密算法简介
• 3-3-1排列码加密解密算法的性能
• 3-3-2排列码加密解密算法的原理
• 3-4本章小结
• 第四章基于排列码算法实现安全路由的设计
• 4-1设计的思路及其可行性分析
• 4-1-1设计思路
• 4-1-2设计的合理性、可行性和试验的可操作性
• 4-2网络驱动程序接口规范（NDIS）介绍
• 4-3GNetDriver介绍
• 4-4OSI参考模型
• 4-5本章小结
• 第五章基于排列码算法实现安全路由的技术实现
• 5-1IMD技术
• 5-2程序代码介绍
• 5-3实验环境描述
• 5-4与其他实现方式的比较
• 5-4-1基于WinPcap驱动来实现安全路由
• 5-5本章小结
• 第六章总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果