IPv6组播及其安全技术研究

论文摘要

随着下一代互联网技术的发展,网络的视音频传播已经成为一个重要的应用。当用单播技术实现这种大数据量的应用时,随着用户数量的增加会急剧消耗网络带宽,降低了服务水准,因此难以实现大规模的群组应用。组播技术克服了单播技术传输大数据量时的缺陷,得到了更广泛的研究和应用。组播技术采用群组发送的方式,用路由器来复制数据包,保证任何时候每条链路中只有一份数据包,因此节约了网络带宽。这种特性使组播技术在大规模群组通信方面有着不可比拟的优越性。IPv6协议具有128位的地址空间、地址自动配置机制、安全认证机制等众多优点,必将取代IPv4而成为下一代互联网的标准网络协议。而IPv6的组播协议是IPv6协议栈的一个必须且重要的组成部分,所以研究实现基于IPv6的组播是非常必要的。IPv6组播技术实现和部署的关键问题在于其安全性,组播安全有多方面的需求,特别是在组播组成员动态变动的情况下,怎样保证通信的机密性以及怎样控制组播成员加入/离开至关重要,这需要研究和实现相应的组播密钥管理方案。本文首先介绍了IPv6组播技术的基础知识、IPv6下的组播编程技术,并搭建了IPv6组播实验平台,开发基于IPv6组播的视频会议系统,基本实现了IPv6组播的实际应用。同时,对IPv6组播安全技术进行了研究,在分析现有的组播密钥管理方案的基础上,提出了一种高效的基于IPv6的安全组播密钥管理方案。并对新方案在执行效率、安全性方面进行了分析。最后,提出了当前IPv6组播技术及其安全性方面存在的问题,并提出了下一步的研究方向。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本文的研究背景和问题的提出
• 1.3 研究的目的和内容
• 1.4 本文的组织结构
• 第二章 IPv6组播技术基础
• 2.1 IPv6协议简介
• 2.2 IPv6组播地址与组播组
• 2.2.1 IPv6组播地址
• 2.2.2 IPv6组播地址到数据链路层地址的映射
• 2.2.3 组播组
• 2.3 IPv6组管理协议
• 2.4 IPv6组播分布树
• 2.4.1 有源树
• 2.4.2 共享树
• 2.5 IPv6组播路由协议
• 2.5.1 PIM-DM协议
• 2.5.2 PIM-SM协议
• 2.6 小结
• 第三章 IPv6组网实验与组播编程技术
• 3.1 Windows下IPv6实现技术
• 3.1.1 Windows XP下IPv6协议的配置
• 3.1.2 Windows 2003下IPv6协议的配置
• 3.2 Linux下IPv6实现技术
• 3.2.1 安装协议栈
• 3.2.2 协议配置
• 3.3 FreeBSD下IPv6实现技术
• 3.3.1 安装协议栈
• 3.3.2 协议配置
• 3.4 IPv6组播实验
• 3.4.1 实验环境
• 3.4.2 测试过程
• 3.5 IPv6组播编程技术
• 3.5.1 Socket（套接字）技术简介
• 3.5.2 IPv6组播应用程序接口
• 3.5.3 IPv6组播通信编程方法
• 3.6 小结
• 第四章 基于IPv6组播的视频会议系统设计与实现
• 4.1 视频会议相关技术基础
• 4.1.1 流媒体技术概述
• 4.1.2 RTP/RTCP协议
• 4.1.3 视频压缩编码
• 4.2 需求分析
• 4.3 系统总体设计
• 4.3.1 系统功能描述
• 4.3.2 系统工作流程
• 4.3.3 系统模块设计
• 4.4 系统具体实现
• 4.4.1 系统配置与开发环境
• 4.4.2 DirectShow技术简介
• 4.4.3 Windows IPv6网络编程技术
• 4.4.4 系统部分功能模块程序实现
• 4.5 系统运行与测试
• 4.5.1 系统测试环境
• 4.5.2 系统测试步骤
• 4.7 小结
• 第五章 IPv6组播安全技术研究
• 5.1 组播的特性与安全问题
• 5.1.1 组播特性与安全隐患
• 5.1.2 组播的安全需求
• 5.2 组播安全研究领域
• 5.2.1 源认证和发送者访问控制
• 5.2.2 接收者访问控制
• 5.2.3 组密钥管理
• 5.3 组密钥管理的研究
• 5.3.1 组密钥管理介绍
• 5.3.2 组密钥管理的分类
• 5.3.3 组密钥管理算法
• 5.4 一种基于IPv6的高效安全组播密钥管理方案
• 5.4.1 方案实现基础
• 5.4.2 方案具体实现
• 5.5 所提出方案与已有方案的性能比较
• 5.6 对所提出方案的安全性分析
• 5.7 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本论文的工作总结
• 6.2 未来的扩充与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录