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延迟容忍网络的安全网络编码方案

计算机应用研究 2012年第10期29卷 3815-3816,3841页

作者：戈军王志超宿迁学院计算机科学系江苏宿迁223800

当前针对污染攻击的解决方案需要公钥基础设施支持,但这对于移动Ad hoc网络而言并不可取,因此提出了无需公钥基础设施的网络编码方案。所提方案允许数据包相互验证,从而使中间节点可判断这些包是否可以未经源验证即可共同编码。分析和... 详细信息

当前针对污染攻击的解决方案需要公钥基础设施支持,但这对于移动Ad hoc网络而言并不可取,因此提出了无需公钥基础设施的网络编码方案。所提方案允许数据包相互验证,从而使中间节点可判断这些包是否可以未经源验证即可共同编码。分析和比较了其他签名方案,表明无需公钥的网络编码签名功能足以防止污染攻击。

关键词：延迟容忍网络(DTN) 完整性保护污染攻击签名方案网络编码公钥基础设施

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一种多源网络编码同态签名算法

合肥工业大学学报（自然科学版） 2014年第3期37卷 310-313页

作者：彭勇严文杰陈俞强东莞职业技术学院计算机工程系广东东莞523808 中石化化工销售华中分公司湖北武汉430077

文章对多源网络编码中的安全性进行深入的分析,提出一种基于同态函数的多源网络编码快速签名算法来预防多源网络中的污染攻击和背叛攻击。与其他签名长度相同的算法相比,本算法对运算和倍点运算次数更少,算法的验证效率要比其他的基于... 详细信息

文章对多源网络编码中的安全性进行深入的分析,提出一种基于同态函数的多源网络编码快速签名算法来预防多源网络中的污染攻击和背叛攻击。与其他签名长度相同的算法相比,本算法对运算和倍点运算次数更少,算法的验证效率要比其他的基于椭圆曲线的算法更高。

关键词：多源网络编码同态函数背叛攻击污染攻击签名方案

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一种抗污染的混合P2P僵尸网络

信息安全学报 2018年第1期3卷 68-82页

作者：尹捷崔翔方滨兴衣龙浩张方娇中国科学院信息工程研究所北京中国100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京中国100049 广州大学网络空间先进技术研究院广州中国510006 电子科技大学广东电子信息工程研究院广东东莞中国523808

基于Peer-list的混合型P2P僵尸网络代表了一类高级僵尸网络形态,这种僵尸网络的优势是可抵抗传统P2P僵尸网络易受的索引污染(Index Poisoning)攻击和女巫(Sybil)攻击,然而却引入了新的问题——易受Peer-list污染攻击。本文提出一种新颖... 详细信息

基于Peer-list的混合型P2P僵尸网络代表了一类高级僵尸网络形态,这种僵尸网络的优势是可抵抗传统P2P僵尸网络易受的索引污染(Index Poisoning)攻击和女巫(Sybil)攻击,然而却引入了新的问题——易受Peer-list污染攻击。本文提出一种新颖的混合P2P僵尸网络设计模型,在僵尸网络构建和Peer-list更新的整个生命周期中引入信誉机制,使得Peer-list污染攻击难以发挥作用。实验证明该模型具备很强的抗污染能力和很高的健壮性,因此对网络安全防御造成了新的威胁。最后,我们提出了若干可行的防御方法。本文旨在增加防御者对高级僵尸网络的理解,以促进更有效的网络防御。

关键词： P2P僵尸网络混合型僵尸网络对等列表污染攻击

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基于RSA的多源网络编码签名方案

计算机工程与设计 2012年第5期33卷 1752-1756页

作者：周秀媛王彩芬罗海兰州工业高等专科学校软件工程系甘肃兰州730050 西北师范大学数学与信息科学学院甘肃兰州730070

由于网络编码极易遭受污染攻击的破坏,文中基于RSA问题的难解性提出了一种适用于多源网络编码同态签名方案,以应对污染攻击和重放攻击。该方案能够阻止恶意修改的数据分组,被污染的数据分组会被验证者丢弃,从而保证了系统的安全性。由... 详细信息

由于网络编码极易遭受污染攻击的破坏,文中基于RSA问题的难解性提出了一种适用于多源网络编码同态签名方案,以应对污染攻击和重放攻击。该方案能够阻止恶意修改的数据分组,被污染的数据分组会被验证者丢弃,从而保证了系统的安全性。由于方案是为多源网络编码设计的,不需要额外的安全信道,且采用线性计算,大大降低了对结点计算能力的要求,节省了结点的验证时间。此外,通过引入消息代序号,该方案可以防止代间重放攻击。

关键词：网络编码多源同态签名污染攻击重放攻击

基于同态MAC的网络编码抗代间污染安全方案

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科学技术与工程 2017年第19期17卷 167-171页

作者：刘光军西安文理学院信息工程学院

为解决现有基于同态MAC的网络编码抗污染方案中代间污染的问题,提出一种基于密钥预分配策略的高效抗污染方案。通过将网络中所有认证节点密钥与代标识符进行实时绑定,使网络节点在对不同代的消息检测时,可以自主更新认证密钥,实现了各... 详细信息

为解决现有基于同态MAC的网络编码抗污染方案中代间污染的问题,提出一种基于密钥预分配策略的高效抗污染方案。通过将网络中所有认证节点密钥与代标识符进行实时绑定,使网络节点在对不同代的消息检测时,可以自主更新认证密钥,实现了各代消息独立认证的功能。该方案可有效地阻止代间污染攻击,保持了同类方案计算效率较高的特点,而且进一步提升了该类方案的网络适应性。

关键词：网络编码污染攻击代间污染认证

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基于置信度传播的网络编码安全方法的研究

基于置信度传播的网络编码安全方法的研究

作者：孙弘博辽宁大学

学位级别：硕士

网络编码是一种全新的网络传输形式,它提供了使网络吞吐量达到理论最大值的可能,还可以有效降低网络传输数据的能源消耗,提高网络中数据传输的可靠性。在网络编码方法中,前向节点接收到数据分组后,会将其进行缓存并编码混合,得到新的数... 详细信息

网络编码是一种全新的网络传输形式,它提供了使网络吞吐量达到理论最大值的可能,还可以有效降低网络传输数据的能源消耗,提高网络中数据传输的可靠性。在网络编码方法中,前向节点接收到数据分组后,会将其进行缓存并编码混合,得到新的数据分组后再向下游节点转发。因为网络编码所固有的特性,应用网络编码的系统在遭受污染攻击时十分脆弱。现有的应对污染攻击的处理机制会造成较大的计算量开销并削弱网络的编码的作用,因此提出了基于置信度传播的安全方案。本文针对网络编码的安全性问题进行了以下研究。(1)介绍了安全网络编码的研究背景,对污染攻击的主要形式及其对网络编码系统的危害进行了分析。着重论述了基于生日悖论构造hash碰撞的过程、基于置信度传播的安全方案及所存在的问题。(2)针对基于置信度传播安全方案的不足提出一种改进方案。在改进方案中,中间节点依据前向节点的置信度值来滤除污染数据。同时,通过将置信节点与中间节点间的连接方式改为网状连接,扩大网络区域的覆盖范围,提高安全方案在实际应用中的灵活性。采用基于对数函数的延迟转发算法对置信度取值区间进行划分,依据其置信度值对应的区间选取转发概率,如不转发则计算延迟时间并调整转发概率,直到分组被转发为止。该算法通过延迟低置信度分组的转发,起到抑制污染数据传播、提高网络吞吐量的作用。在此基础上提出基于DSDV的改进路由协议。通过将置信度信息写入DSDV协议的路由更新分组,使前向节点通过该分组获得其在下游节点中的置信度值。节点转发数据时,依据其置信度值选择合适的路由路径,进而达到加速可信分组的转发,阻滞不可信分组,提高网络吞吐量的目的。(3)通过引入基于同态hash函数的快速签名算法改进安全方案的性能与执行效率。在基于置信度传播的安全方案中,由置信节点通过校验数字签名来判断数据分组是否为污染数据。因此,本文采用比原方案中有更低计算复杂度的签名算法,可以减小置信节点执行基于该算法的签名方案时的计算延时,进而提高安全方案总体运行效率。通过有效提高网络区域中置信节点检验污染数据的速度和效率,加快安全方案中受污染数据影响的中间节点置信度的收敛速度,达到更迅速有效的滤除污染数据、提高数据传输中有效数据的吞吐量并降低网络延时的目的。

关键词：置信度传播网络编码污染攻击 hash函数快速签名

基于可信中心节点的安全网络编码理论与应用研究

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基于可信中心节点的安全网络编码理论与应用研究

作者：孙光昊广西大学

学位级别：硕士

网络编码是信息论领域里信息处理与传输理论研究的一项重大突破。与传统的储存与转发的传输方式不同,网络编码技术首先对接收到的数据包进行编码组合,然后再进行发送。网络编码技术涉及计算机网络、组播技术、多用户信息论、图论等诸多... 详细信息

网络编码是信息论领域里信息处理与传输理论研究的一项重大突破。与传统的储存与转发的传输方式不同,网络编码技术首先对接收到的数据包进行编码组合,然后再进行发送。网络编码技术涉及计算机网络、组播技术、多用户信息论、图论等诸多理论,成为提高网络吞吐量、安全性和鲁棒性的重要方法。网络编码技术有许多优点,但是该技术非常容易遭受污染攻击,主要包括以下两种类型,搭线窃听攻击(被动攻击)与拜占庭攻击(主动攻击)。由于网络编码技术在节点上进行了数据的编码融合,所以如果有某些节点的数据包有损坏或被恶意篡改,则下游诚实节点也会受到被污染的节点的影响,造成污染扩散。因此,随着对网络通信的安全性与高效性要求的不断提高,研究如何在网络编码技术中抵抗污染攻击就显得十分重要。本文对安全网络编码理论进行了比较深入的研究,提出了一种基于可信中心节点TC (Trust Centre)的安全网络编码模型,记为TC-SNCAPA(TC Secure Network Coding Against Pollution Attacks)。研究工作主要包括的内容如下：(1)针对搭线窃听攻击问题,提出了一种全局编码核加密的弱安全网络编码模型。该模型采用弱安全网络编码技术、神经网络技术与混沌加密技术相结合,使信源节点与信宿节点可以安全高效的交换密钥,从而实现了全局编码核的保密传输。并且通过计算验证,其能耗没有明显增加,能以约1%的能耗上升代价实现对搭线窃听攻击的有效防护。(2)针对拜占庭攻击问题,提出了基于椭圆曲线密码技术(Elliptic Curve Cryptography,ECC)的可确认身份网络编码签名模型。该模型通过在网络中加入可信中心节点(Trust Centre,TC),使用基于ECC的同态哈希函数,设计了函数的同态签名方案。该方案通过将运算量较小,需要参数较少的完整性检验由能量有限的中间节点进行,而将运算量较大,需要参数较多的真实性验证由能量无限的TC进行,有效的降低了网络节点的运算负担。(3)针对数据验证模型计算能耗大的问题,提出了基于误包率门限的选择性验证模型。由于传输节点的各输入信道误包率不同,因此可以对误包率较高的信道进行重点检测,而对误包率较低的信道减少检测的次数,以此为思路设计了该模型。该模型通过对输入信道误包率与总验证次数的研究,确定了误包率门限的计算方法,并通过理论证明与仿真验证,证明了该模型可以有效的降低验证能耗。以上研究内容表面,TC-SNCAPA模型以较小的能耗代价实现了对污染攻击的全面抵抗,是一个安全且高效的模型。

关键词：安全节点模型网络编码污染攻击 ECC 弱安全

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改进的网络编码签名验证方案

计算机工程 2012年第7期38卷 122-124页

作者：于志轩王彩芬西北师范大学数学与信息科学学院兰州730070

在Zhao的网络编码签名验证方案中,攻击者可以使用合法的消息向量伪造消息,并能通过验证,实施污染攻击。针对该方案存在的漏洞,基于计算性Diffie-Hellman问题的难解性,通过在签名验证公式中增加计算元素,使攻击者无法伪造消息,从而抵抗... 详细信息

在Zhao的网络编码签名验证方案中,攻击者可以使用合法的消息向量伪造消息,并能通过验证,实施污染攻击。针对该方案存在的漏洞,基于计算性Diffie-Hellman问题的难解性,通过在签名验证公式中增加计算元素,使攻击者无法伪造消息,从而抵抗污染攻击,提高方案的安全性。

关键词：网络编码签名污染攻击正交向量线性子空间伪造

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基于无线网络编码的安全技术研究

基于无线网络编码的安全技术研究

作者：李友朋湖南大学

学位级别：硕士

网络编码理论是近年来通信领域的重大突破,是一种能够提升网络性能的新型路由技术。相比于传统的路由技术,网络编码的精髓在于网络中继节点不仅仅只对接收到的信息进行简单的存储转发,而且具备了对接收到的数据进行融合处理的能力。由... 详细信息

网络编码理论是近年来通信领域的重大突破,是一种能够提升网络性能的新型路由技术。相比于传统的路由技术,网络编码的精髓在于网络中继节点不仅仅只对接收到的信息进行简单的存储转发,而且具备了对接收到的数据进行融合处理的能力。由于网络编码具有提升网络的传输容量及鲁棒性等方面的诸多优势,因此成为了当前网络研究领域的一个重要研究方向。此外,由于网络编码的组播特性以及无线网络环境的广播特性,使得网络编码天然地适用于无线网络的信息传输,因此将网络编码与无线网络进行结合的研究更是成为了关注的焦点。由于无线网络的开放信道环境,使得网络非常容易遭受各种安全威胁。本论文主要考虑基于无线网络编码技术的安全性问题的研究。目前在无线网络编码中主要面临的两种典型的威胁分为窃听攻击和污染攻击。窃听攻击指的是网络中存在的窃听者企图通过直接截取或者对从网络中窃取到的加密信息进行解密的方式,来获得信源发送给信宿的有价值的信息。污染攻击指的是攻击者企图通过向网络中注入伪造的数据包或者篡改网络中传输的数据包的方式,达到让信宿无法通过对接收到的数据进行成功的解码来破坏网络正常通信的目的。为了提供可靠的网络通信,如何应对无线网络编码中存在的安全问题就变得尤为重要。本论文首先全面系统地介绍了网络编码的基本理论;然后对线性网络编码理论进行了详细的阐述,特别是适用于无线网络编码的随机线性网络编码方式;接下来对无线网络编码中存在的两种攻击模型及其解决方案进行了介绍;之后针对无线网络编码中存在的窃听攻击问题,提出了一种基于网络编码的防窃听的安全双向传输机制。该机制通过结合网络编码本身具有的理论安全特性和基于满足特定安全条件的转发节点的选取,可以实现零加密的防窃听能力。针对无线网络编码中存在的污染攻击问题,提出了一种多标签的安全网络编码机制。该机制通过设定标签数量值N,不仅可以验证污染数据包,还可以灵活地调整N的大小来调整数据包验证的安全强度。对提出的两种无线网络编码解决方案都给出了安全性的理论证明和计算开销的性能分析。结果证明本文提出的两种方案不仅能够提供较高的安全性,而且开销性能较已有的方案更优,因此非常适用于应对无线网络编码中存在的安全问题。

关键词：网络编码安全性窃听攻击污染攻击