移动IP安全组播算法研究

论文摘要

随着移动设备的普及和移动技术的发展,移动与组播的结合给互联网带来了新问题:原有组播路由协议只考虑了静态的情况,若把移动节点的动态移动当作组播成员退出加入,组播树需要频繁重建,通信、计算开销都太大。IPv6协议草案提出了解决移动组播的两个基本算法:家乡签署和远程签署。在此基础上详细分析了其改进算法:MoM、RBMoM、PS和MMROP等。互联网内的组播应用都涉及到了安全组播的涵义,但现有的组播算法只是讨论了如何高效合理维持业务的问题,并没有解决好移动组播所必需的安全。文章首先提出了移动组播对安全性的需求,进而提出了移动组播算法的评价标准。本文结合家乡签署和远程签署提出了FHSR算法,使改进算法能较好地支持源移动,在一定程度上避免了长隧道链的问题。为了减少丢包和避免数据与密钥的伪同步问题,本文用前向网络签署替代了家乡签署,用MMROP替代了远程签署算法,进而提出了新的改进算法FPSM。为解决移动节点快速移动而造成的组播树频繁重建和组密钥重复更新问题,引入了时隙的概念,分隙重建组播树、分批更新组密钥,接着讨论了分隙批更新的安全性和影响时隙的因素。然后提出了用布尔函数化简批更新消息。随后对化简的性能进行数学描述。最后用NS模拟出了改进的组播算法的性能,并进行了分析和说明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 本文的工作及结构安排
• 第二章 组播组管理与移动IP
• 2.1 组播和组播组管理
• 2.1.1 组播
• 2.1.2 组播组管理协议
• 2.2 移动IP
• 2.2.1 功能实体及常用术语
• 2.2.2 基本工作原理
• 2.2.3 主要特点
• 2.3 移动组播组的安全性
• 第三章 安全组管理与移动组播算法
• 3.1 组播组密钥管理协议
• 3.1.1 简单密钥分配中心
• 3.1.2 组密钥管理协议
• 3.1.3 可放缩性组播密钥分配协议
• 3.1.4 逻辑密钥层次树组密钥管理方案
• 3.2 移动组播协议
• 3.2.1 家乡签署HS
• 3.2.2 远程签署RS
• 3.2.3 以HS为基础的改进算法
• 3.2.4 以RS为基础的改进算法
• 3.3 移动安全组播组管理
• 3.3.1 移动组播对安全的需求
• 3.3.2 移动IP组播算法的评价标准
• 3.3.3 支持主机移动的组播协议的性能指标
• 第四章 移动安全组播算法的改进
• 4.1 移动组播算法改进的依据
• 4.2 家乡签署与远程签署算法的结合
• 4.2.1 FHSR算法
• 4.2.2 FHSR算法优缺点分析
• 4.3 前向网络签署与MMROP的结合
• 4.3.1 FPSM
• 4.3.2 FPSM算法优缺点分析
• 4.4 分隙更新策略
• 4.4.1 新节点标记法及辅助密钥
• 4.4.2 引入分隙更新
• 4.4.3 分隙更新的安全分析
• 4.4.4 影响分隙更新间隔的主要因素
• 4.5 使用布尔函数化简分隙更新密钥消息
• 第五章 改进算法的性能分析与网络仿真
• 5.1 化简后算法性能分析
• 5.1.1 最差效果分析
• 5.1.2 一般情形分析
• 5.2 网络仿真介绍
• 5.2.1 NS-2实验平台简介
• 5.2.2 NS构成
• 5.2.3 C++与OTcl的接口
• 5.2.4 仿真方法和过程
• 5.3 模型抽象仿真与结果分析
• 5.3.1 模拟模型
• 5.3.2 仿真结果分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 对以后工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：读研期间主要工作和成果