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对NGN中合法监听的研究

电信科学 2006年第2期22卷 19-22页

作者：曹雄王芙蓉莫益军华中科技大学电子与信息工程系武汉430074

随着NGN的发展,许多服务提供商开始应用软交换系统。这项基于IP的技术能降低长途通信的费用,同时也带来了一些技术和法律上的问题,如目前正在研究的安全、全局管理、计费、紧急呼叫、合法监听等。目前基于IP的下一代网络的合法监听还没... 详细信息

随着NGN的发展,许多服务提供商开始应用软交换系统。这项基于IP的技术能降低长途通信的费用,同时也带来了一些技术和法律上的问题,如目前正在研究的安全、全局管理、计费、紧急呼叫、合法监听等。目前基于IP的下一代网络的合法监听还没有标准的解决方案。本文提出了在NGN的不同层上实现电话监听系统的方法,包括在呼叫服务器应用层上监听路由、在媒体传输层设置旁路路由和在网络层混杂监听,然后分析比较了这三种方法的呼叫延迟、媒体传输效率和隐蔽性等性能。

关键词： NGN 合法监听电子监视监听设备

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安全VoIP的合法监听实现

西南师范大学学报（自然科学版） 2011年第2期36卷 99-103页

作者：余以胜广东女子职业技术学院广州511450

为进行合法监听并获取通话双方的密钥,对Diffie-Hellman算法进行了改进,提出两阶段式的密钥交换机制,并修改SIP协议的相关信息,将SRTP的功能集成在SIP用户代理程序上.使用该方法对安全VoIP进行监听的实验发现,SRTP对传送端和接收端的性... 详细信息

为进行合法监听并获取通话双方的密钥,对Diffie-Hellman算法进行了改进,提出两阶段式的密钥交换机制,并修改SIP协议的相关信息,将SRTP的功能集成在SIP用户代理程序上.使用该方法对安全VoIP进行监听的实验发现,SRTP对传送端和接收端的性能影响都相当微小,结果表明该方法是可行的和有效的.

关键词：网络语音技术 SIP协议 SRTP协议密钥交换合法监听

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概率性分布合法监听的研究

概率性分布合法监听的研究

作者：张宇北京交通大学

学位级别：硕士

摘要：合法监听是指国家的执法机关出于对网络监管的需要,对某个用户或某个通信过程进行监听的行为,它是网络运营过程中必须提供的功能。随着Internet网络技术的不断发展,人与人之间沟通的方式得到了极大的扩充,然而IP网络的结构及自身... 详细信息

摘要：合法监听是指国家的执法机关出于对网络监管的需要,对某个用户或某个通信过程进行监听的行为,它是网络运营过程中必须提供的功能。随着Internet网络技术的不断发展,人与人之间沟通的方式得到了极大的扩充,然而IP网络的结构及自身传输的特性给合法监听带来了很大的困难。如何有效的将所需监听内容从网络中提取出来,并保证监听的行为不影响双方通信的过程,同时防止监听操作不被恶意利用,是提供监听方案时首要考虑的问题。本论文所作的工作是某通信公司合法监听开发项目的一部分,并由此引发出新的研究。合法监听开发项目选择将网络中的路由器作为执行合法监听操作的接入点,主要应用在网络层对通信内容的合法监听,依据网络层的三种数据标识作为监听规则对数据流进行匹配监听,实现了在路由器上配置的合法监听功能。本文主要的工作内容与研究创新如下：(1)在网络层上实现的合法监听方案中,根据监听路由器上的规则备份的要求,比较备份的不同实现机制和过程,决定使用同步远程过程调用实现规则的板间备份。同时给出了备份中规则复制的具体方法,通过编程实现,并且在路由器上进行测试,验证该备份机制可以很好的保证备份规则的完整性与一致性。(2)在测试过程中发现原有监听方案中路由器性能有所下降,本文中结合通信网络的模型进行分析,阐述了为何路由器加入监听模块后会造成性能的下降,并根据原因所在提出解决办法,即使用概率性分布监听的方案。本文对概率性分布监听进行了建模分析并设计了分布监听的具体流程。针对概率性分布监听中比较重要的监听概率计算的问题,本文首先提出一种直观的平均概率计算方法,并对其进行改进得到基于监听流个数的概率计算方法。在综合考虑全网的情况后,又提出了一种基于流量均衡的概率计算方法,使监听概率的分配更为合理。最后通过建模对上述使用几种概率方法监听进行了仿真,验证了采用概率性分布监听对路由器的性能有较好的改善。

关键词：合法监听路由器板间通信监听规则备份监听概率

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面向合法监听的无人机功率分配方法研究

面向合法监听的无人机功率分配方法研究

作者：张明珠北京邮电大学

学位级别：硕士

随着无人机技术的发展,无人机以高移动性、低成本以及视距通信等优势在无线通信领域得到广泛应用。由于无线网络的开放性,无线信道易被非法用户接入,当通信双方为非法用户时,就需要合法监听器进行监听,部署无人机监听可疑通信将有效提... 详细信息

随着无人机技术的发展,无人机以高移动性、低成本以及视距通信等优势在无线通信领域得到广泛应用。由于无线网络的开放性,无线信道易被非法用户接入,当通信双方为非法用户时,就需要合法监听器进行监听,部署无人机监听可疑通信将有效提升监听性能,其中有效监听速率是评估监听性能的重要指标。然而在实际应用场景,无人机电池容量有限,其在监听过程中可用的功率受到限制。功率作为无人机的重要资源,其分配方法将直接影响无人机通信链路的性能,对功率的优化分配能够有效提升无人机的监听性能。本文针对合法监听场景,对无人机功率分配方法展开了研究。首先,针对监听过程中无法正确解码的问题,本文采用合法监听的干扰技术来降低可疑通信速率从而使得解码正确,研究了无人机干扰功率分配方法。本文考虑了功率充足和功率受限两个场景,建立了优化干扰功率来最大化有效监听速率的优化问题。在功率充足场景,通过求最值法得到了最佳干扰功率分配方案;在功率受限场景,通过引进指标函数把原问题转换成整数线性规划问题,并利用0-1整数线性规划算法解决优化问题,由于0-1整数线性规划算法复杂度较高,提出功率排序算法解决优化问题。理论和仿真分析表明,0-1整数线性规划算法可以达到最大有效监听速率,功率排序算法得到的有效监听速率与最大值相差微小。其次,为了进一步增加有效监听速率,本文采用合法监听的欺骗中继技术来改变可疑通信速率使其有利于监听,研究了无人机干扰和中继功率分配方法。本文考虑了功率充足和功率受限两个场景,建立了优化干扰功率和中继功率来最大化有效监听速率的优化问题。在功率充足的场景下分开讨论干扰功率和中继功率的分配问题,首先利用求最值法获得最佳干扰功率分配方案,其次利用内点法得到最佳中继功率分配方案。在功率受限场景首先得到干扰功率分配方案和中继功率分配方案,然后根据已有的干扰功率和中继功率分配方案,提出迭代干扰功率算法来联合分配干扰和中继功率。理论和仿真分析表明,在功率充足场景下,欺骗中继技术可以提升有效监听速率。功率受限场景下,优先分配干扰功率将获得较大的有效监听速率。最后,针对峰值功率受限下的无人机功率分配问题,本文考虑可疑接收无人机为了提高可疑接收速率而实时改变位置的情况,建立了优化干扰功率和中继功率来最大化有效监听速率的优化问题。对于干扰功率分配问题采用启发式算法解决,对于中继功率分配问题,提出基于传统注水算法的动态中继功率分配算法来分配中继功率。根据仿真结果,相较于传统注水算法,提出的动态中继功率分配算法提高了有效监听速率。

关键词：合法监听无人机干扰技术欺骗中继技术功率分配

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基于决策树思想的合法监听研究

基于决策树思想的合法监听研究

作者：曲胜凯北京交通大学

学位级别：硕士

摘要：随着网络流量近年来的迅速增长,互联网逐渐成为通信的主要工具。越来越多的不法分子通过IP网络通信进行犯罪,传统对固网、无线等语音网络的合法监听已经不能满足有效打击犯罪行为需求,在运营商核心网加强对数据通信网络的合法监... 详细信息

摘要：随着网络流量近年来的迅速增长,互联网逐渐成为通信的主要工具。越来越多的不法分子通过IP网络通信进行犯罪,传统对固网、无线等语音网络的合法监听已经不能满足有效打击犯罪行为需求,在运营商核心网加强对数据通信网络的合法监听势在必行。本文基于合法监听的标准和需求,在H3C路由设备的框架上设计了对IP数据报文合法监听模型,通过模块化设计实现控制平面接收执法机构配置信息,统计监听情况,并通过使能操作调用驱动接口实现监听规则的下发;数据平面完成对报文的解析、监听规则匹配和利用监听网关信息封装转发的功能,其查找方法通过对双链表数据结构的遍历实现,独立撰写3000余行C语言代码,目前该功能已经通过SmartBits组网测试验证成功,并合入H3C公司b73以上主线版本。实际应用中的合法监听功能随着网络环境流量的增大,转发处理性能下降明显。本文分析合法监听的特点,得出其动作和报文分类模型的相似性较强的结论,并通过对决策树思想的探索和HiCuts等树状报文分类算法的研究改进合法监听模型的数据平面结构。此方案应用报文分类算法对精确匹配代价的快速处理,针对规则空间大小不均的问题提出建立可分决策树的思想分别讨论,提高大概率监听规则的优先级之后基于合法监听之同一监听网关按照相同动作处理的特点求同一网关下配置的规则合集,依据维度次序比对报文的合法性,实现一个报文“一次”匹配的快速处理方案,提高单个报文的处理速度,从而减小合法监听功能对路由转发性能的影响。利用MATLAB仿真对比原H3C合法监听功能模块和基于决策树的合法监听模型的处理时间,后者缩短了75%以上;按照H3C路由组网图利用SmartBits网络测试工具搭建实测网络模型。对报文匹配监听规则和无报文匹配监听规则两种极限情况分别对比测试,相对原H3C合法监听模型分别提高处理效率达到25%和45%。本文共有图55个,表格8个,参考文献22个

关键词：合法监听决策树报文分类合集算法 HiCuts

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IP网络合法监听规则的研究和实现

IP网络合法监听规则的研究和实现

作者：贾春风北京交通大学

学位级别：硕士

随着全球信息化水平的不断提高,网络与信息安全显的越来越重要。人们一方面在享受着信息化社会的诸多便利,另一方面也注意到有些人利用通信工具实施的违法活动。为了满足安全方面的需要,更好的打击各种违法活动,合法监听已经引起国家政... 详细信息

随着全球信息化水平的不断提高,网络与信息安全显的越来越重要。人们一方面在享受着信息化社会的诸多便利,另一方面也注意到有些人利用通信工具实施的违法活动。为了满足安全方面的需要,更好的打击各种违法活动,合法监听已经引起国家政府部门关注。目前,在固网、无线等语音网络上合法监听功能有个明确的规范,而IP网络的合法监听相对来说比较复杂和不成熟。如今公共IP网(城域网、Internet)已经成为人们传递公共和私人信息的重要渠道,所以对于公共IP网络的合法监听既是一个必然需求同时也是一个巨大的市场。基于上述的背景,本文对IP网络合法监听规则进行研究和实现。本文的主要工作及成果：1、参与了IP网络合法监听项目的研发,按照软件工程化的思想,在多核系统上对监听规则的实现进行设计分析,具体内容如下：监听规则数据结构的设计、多核系统上监听规则的处理、分布式设备规则的处理设计。2、在实际产品中编程实现了这些设计,对编码进行了单元测试和系统测试,单元测试证实了函数内部数据操作的有效性和正确性,系统测试,验证了监听的有效性。3、针对多点协同监听的负载分配问题,本文基于图论的方法,提出了多次采用匈牙利匹配算法对大规模数据规则进行设置。通过此算法,使得每个监听点上的监听规则均衡,改善了由于某个监听点监听规则不均匀而使得监听点负担过重的问题。并通过MATLAB仿真,验证了算法的正确性

关键词：合法监听 IP网络匈牙利算法 SNMPv3协议负载分配多核系统

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无线通信系统物理层安全与合法监听技术研究

无线通信系统物理层安全与合法监听技术研究

作者：姜鑫浙江大学

学位级别：硕士

无线通信技术给人类社会带来了巨大的便捷性,逐渐成为人们日常生活不可或缺的重要部分。然而,无线通信技术的发展也带来了诸多新的挑战:一方面,随着网上银行和移动支付等无线业务的兴起,无线通信系统的安全问题日趋严重,如何提供安全可... 详细信息

无线通信技术给人类社会带来了巨大的便捷性,逐渐成为人们日常生活不可或缺的重要部分。然而,无线通信技术的发展也带来了诸多新的挑战:一方面,随着网上银行和移动支付等无线业务的兴起,无线通信系统的安全问题日趋严重,如何提供安全可靠的无线服务成为未来无线通信系统发展亟待解决的关键挑战。另一方面,无线通信技术同样可以被罪犯或恐怖分子利用,为实施犯罪、暴力等威胁社会公众安全的恐怖行动提供便利。因此,如何有效地对可疑通信进行监控变得至关重要。在此背景下,本文针对无线供电安全通信系统和合法监听通信系统开展了深入系统地研究。首先,为了解决保密通信系统的供能问题,提出了在网络中部署固定能量站的新思路,并深入系统地分析了无线供电通信系统的物理层安全性能。具体地,针对最大比传输策略和发送天线选择策略的多天线信息传输方案,推导获得了不同策略下系统的保密中断概率性能和遍历保密容量性能解析表达式,由此揭示了系统关键参数影响系统保密性能的机理。结果表明能量站的引入不影响通信系统的保密分集增益和高信噪比斜率,但增加能量站的发射功率可以增大保密阵列增益,减小高信噪比功率补偿,进而提升通信系统的保密性能。其次,为充分挖掘能量站的潜能,提出了利用能量站发射人工噪声的思想,通过对非法窃听者进行人为干扰,来进一步提升通信系统的保密性能。具体地,提出了五种不同的干扰策略,并推导了不同策略下系统的保密中断概率性能解析表达式,进而比较了不同策略的性能优劣,为实际的系统设计提供了理论依据。结果表明在忽略非法窃听节点端噪声的场景下,能量站的干扰信号影响了通信系统的保密分集增益,同时能量站配置的多天线数目对不同策略下系统的保密性能产生了不同的影响。再次,针对合法监听系统,提出了基于多天线全双工技术的解决方案。具体地,根据合法监听节点不同的天线配置情况,设计了四种最优合法监听方案,通过优化合法监听节点的干扰发射功率、发射波束和接收波束,实现了系统监听非中断概率的最大化。同时,提出了三种低复杂度次优合法监听方案,并推导了不同方案下系统的监听非中断概率性能解析表达式,由此揭示了系统关键参数对监听性能的影响。结果表明利用多天线可以显著地提升通信系统的监听性能,同时最优监听方案的性能比次优方案表现更佳。最后,针对两跳可疑通信场景,设计了高效的合法监听方案。具体地,根据合法监听节点扮演的角色情况,设计了两种最优合法监听方案,通过优化干扰发射波束和干扰发射功率,最大化了系统的有效监听速率,为未来无线合法监听通信系统的设计提供了重要参考。结果表明最优策略下系统的监听性能总是优于其他基准策略。

关键词：物理层安全合法监听多天线技术无线能量传输人工噪声干扰

基于路由器的合法监听的实现和基于全网的监听任务分配的研究

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基于路由器的合法监听的实现和基于全网的监听任务分配的研究

作者：孔玲北京交通大学

学位级别：硕士

目前,随着Internet信息的爆炸式发展,作为人们传递公共信息的重要渠道的传统IP网络,它所提供的尽力而为服务已不能完全满足各种用户群体的需求。对于公共IP网络的合法监听既是一个必然需求,同时也是一个巨大的市场。本论文研究的内容就... 详细信息

目前,随着Internet信息的爆炸式发展,作为人们传递公共信息的重要渠道的传统IP网络,它所提供的尽力而为服务已不能完全满足各种用户群体的需求。对于公共IP网络的合法监听既是一个必然需求,同时也是一个巨大的市场。本论文研究的内容就是在IP网络中实现合法监听功能以及如何改善其性能,这一课题具有很现实的研究意义。本文的贡献如下：本文参与了“COMWARE V500R002合法监听开发项目”的项目,该项目顺利完成并实现了产品化。本文主要负责其中的报文匹配转发模块的设计和实现,并对该模块的性能进行测量分析。在报文匹配转发过程中,随着规则集的增多,报文查询规则的速度将成线性增长,传统的循环遍历链表的查找匹配的方法并不能很好的满足合法监听的要求,针对这个问题,本文提出了一种效率更高,查找匹配速度更快的报文分类方法——cache缓存,通过实验仿真证明cache缓存具有比双链表查找更好的报文分类性能。在构建cache缓存时,不同的构建方法会产生不同报文分类效果,本文分析找出会对cache缓存性能造成影响的一些因素,进行仿真分析,力求找到一个平衡点,满足时间复杂度,空间复杂度,更新复杂度的要求,使cache缓存表现出更好分类性能。监控网络中的流量对确保网络正常运行至关重要,把每个路由器当成一个监控节点,对流经它的流量进行监控,实现合法监听的功能。但随着网络规模的扩大,流量剧烈变化,不同节点的负载不一样,势必导致流分配的不均匀,即使流分配均匀了,也存在不同节点的监听负载不一样的情况。为了更好的在全网范围内分配网络中各节点的负载,本文提出一种新的算法——均值法,该算法在更小的颗粒度上进行任务调度,仿真结果表明,与现有存在的流级分配算法相比较,均值法能够更好地均衡所有节点上的负载。

关键词：合法监听报文分类 Cache 均值法

基于主动窃听的物理层安全与合法监听技术研究

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基于主动窃听的物理层安全与合法监听技术研究

作者：李琪山东大学

学位级别：硕士

无线网络的快速发展与广泛应用给人类的生产与生活带来了巨大的变化,已经成为现代生活至关重要的一部分。随着未来无线移动通信系统中通讯设备与传输数据的飞速增加和多种无线通信服务的出现,无线信息安全正面临着严峻的威胁。一方面,... 详细信息

无线网络的快速发展与广泛应用给人类的生产与生活带来了巨大的变化,已经成为现代生活至关重要的一部分。随着未来无线移动通信系统中通讯设备与传输数据的飞速增加和多种无线通信服务的出现,无线信息安全正面临着严峻的威胁。一方面,手机支付、人脸识别以及网上银行等便捷服务的应用越来越广泛,与有线通信不同,无线移动通信系统传输介质的广播特点使其极易遭受非法用户或者恶意用户的攻击与窃听,因此保障未来无线通信网络的安全与可靠成为网络建设的重点环节。另一方面,不法分子也可能会利用无线网络服务的便捷性进行恐怖袭击等违法犯罪活动,进而危害国家安全,因此对于政府部门来说,部署有效的合法监听策略是势在必行的。基于以上挑战,本论文对于合法监听机制与物理层安全传输问题进行了深入研究。针对无线移动通信系统中的合法监听场景,研究了全双工中继协作的主动监听机制:针对系统中存在主动窃听的物理层安全传输机制,设计了信源波束矢量优化算法以对抗主动窃听。本论文具体研究内容和创新点归纳如下:1)研究了合法监听系统中的中继协作主动监听方案,在保证合法监听性能的同时最小化可疑通信用户的可疑速率。考虑中继工作在全双工(FD,Full-Duplex)模式,与监听者形成合作关系,一方面中继向监听者放大转发可疑发送端的信息,另一方面中继向可疑的接收端发送干扰信息,从而提升信息监听的性能。为了减少可疑用户带来的安全威胁,确保合法监听性能,联合设计了中继波束矢量和功率分配方案,通过理论推导得出了信息转发波束矢量与干扰波束矢量的闭式表达式以及信息转发功率与干扰功率的最优解。最后,通过仿真分析证明了所提中继协作主动监听方案的性能。仿真结果表明,与传统的合法监听方案相比,所提出的新型中继协作主动监听方案可以显著提升系统的监听性能,同时有效抑制了可疑通信。2)研究了无线通信系统中对抗主动窃听的物理层安全机制。考虑了窃听者为提升自身窃听性能而设计的窃听策略,通过节点选择从空闲的中间节点中选出最优的中继和干扰者节点,寻求它们的帮助。在此基础上,进行中继和干扰者节点的波束矢量设计与功率分配,以最小化系统保密率。为了对抗这种主动窃听,本文以最大化系统最差保密率(WCSR,Worst-Case Secrecy Rate)为目标,提出了基于最差情况下的信源波束成形优化算法,通过求解广义特征向量问题与迭代优化获得了最优的信源安全波束矢量。最后通过仿真对所提优化算法的收敛性与有效性进行了研究与验证。结果表明,该算法能够很快收敛,并且能够有效提升系统的保密率。

关键词：物理层安全合法监听主动窃听协作通信多天线技术