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量子密钥分发协议设计及其在IPsec协议中的应用研究

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量子密钥分发协议设计及其在IPSec协议中的应用研究

作者：贾其东中国科学技术大学

学位级别：硕士

随着量子计算机的发展,基于计算复杂度的密码学算法已不再安全,针对这一问题,研究者提出利用量子的物理特性来实现通信双方安全密钥的分发并使用一次一密的加密方式保证信息传输的无条件安全。但是想要实现量子密钥分发的大规模应用仍... 详细信息

随着量子计算机的发展,基于计算复杂度的密码学算法已不再安全,针对这一问题,研究者提出利用量子的物理特性来实现通信双方安全密钥的分发并使用一次一密的加密方式保证信息传输的无条件安全。但是想要实现量子密钥分发的大规模应用仍存在一些问题。首先是现有的量子密钥生成速率低的问题,其还无法满足现有网络中海量数据安全传输的需求;其次是量子密钥分发网络中中继节点的安全性问题,当前的量子密钥分发网络是基于可信中继的,一旦其中一个节点被攻击者获取,所有经过该节点生成的安全密钥都不再安全;最后是量子安全密钥在传统网络安全中的应用问题,如何将现有的量子安全密钥应用到传统的网络安全当中,提高网络中信息传输的安全性也是量子密钥分发大规模应用亟需解决的问题。针对前面提到的量子密钥分发技术大规模应用面临的三个问题,本文主要做了以下三个方面的工作:1)针对量子密钥生成速率低的问题,本文提出基于预共享基底的量子密钥分发协议。本文提出的协议既能够应对多个光子情形下基底信息泄露的问题,又能够将传统的BB84协议的密钥生成速率提升一倍。2)针对量子密钥分发网络中中继节点安全性问题,本文以基于纠缠的量子网络为基础,提出基于纠缠的量子密钥分发网络中面向连接的纠缠分发协议。该协议通过设计信令交互过程,在中继节点预留相应的存储资源,来保证端到端纠缠分发的吞吐量。该工作为未来基于纠缠的量子网络的实现提供协议支撑。3)针对量子安全密钥在传统网络中的应用问题,本文将量子安全密钥与传统网络中现有的网络层IPsec协议进行结合,实现基于量子安全密钥的IPsec网关,利用量子安全密钥增强现有网络中信息传输的安全性。总的来说,本文的主要贡献是促进量子密钥分发技术的发展以及在网络安全中的应用。首先,本文通过设计基于预共享基底的量子密钥分发协议,将传统的BB84协议的密钥生成速率提升一倍;其次,通过设计面向连接的纠缠分发协议为以后搭建基于纠缠的量子网络提供了协议支撑;最后,通过将量子安全密钥与传统网络中保障网络层安全的IPsec协议结合,增强了现有网络中信息传输的安全性,促进了量子密钥分发技术在传统网络中的应用。

关键词：量子密钥分发纠缠量子网络网络安全协议 IPsec

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基于异步传输的IPsec安全加密芯片应用

电子器件 2020年第2期43卷 239-244页

作者：简淦杨蔡田田习伟索思亮匡晓云南方电网科学研究院有限责任公司广州510663

目前配电终端安全加密芯片与MCU之间主要采用SPI总线进行同步通信,由MCU输出网口数据实现配电终端应用层安全加密通信。为进一步提高安全加密防护能力,本文选用IPsec安全加密芯片直接输出网口数据,芯片与MCU之间采用异步数据传输,实现... 详细信息

目前配电终端安全加密芯片与MCU之间主要采用SPI总线进行同步通信,由MCU输出网口数据实现配电终端应用层安全加密通信。为进一步提高安全加密防护能力,本文选用IPsec安全加密芯片直接输出网口数据,芯片与MCU之间采用异步数据传输,实现网络层安全加密防护功能。在此基础上研究了基于安全加密芯片的配电网络双层加密防护应用,通过对内嵌安全加密芯片的终端进行软硬件设计,并研究配电终端与主站之间的加密应用,提升了配电终端加密通信的安全性与可靠性。通过IPsec极限通信测试、应用加密测试以及现场实际测试,验证了内嵌安全加密芯片的配电终端的加密防护性能。

关键词：配电终端安全加密芯片 IPsec 异步传输

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基于IPsec的网络数据安全传输模型设计

电子设计工程 2023年第13期31卷 137-140,145页

作者：黄怀霖常安何珏孙萌中国南方电网超高压输电公司广东广州510700

面对以往使用的TCP/IP协议簇、SSL协议受到干扰数据影响,无法保证数据安全传输的问题,提出了基于IPsec的网络数据安全传输模型设计。根据IPsec工作原理,更新网络数据安全传输过程中的黑客入侵比例权值,克服因初始化权值参数过多而导致... 详细信息

面对以往使用的TCP/IP协议簇、SSL协议受到干扰数据影响,无法保证数据安全传输的问题,提出了基于IPsec的网络数据安全传输模型设计。根据IPsec工作原理,更新网络数据安全传输过程中的黑客入侵比例权值,克服因初始化权值参数过多而导致黑客入侵数据检测时间过长的问题。通过IPsec隧道模式转移的数据传输工作模式,保护传输数据安全,由此构建安全传输模型。加密初始密钥,使待接收的数据在安全缓存队列内。脱敏处理接收数据,完成网络数据安全传输。由实验结果可知,该模型在数据置乱情况下,最大传输误差为20 bit,具有安全传输效果。

关键词： IPsec 网络数据安全传输权值参数密钥

基于网络仿真平台的GRE over IPsec VPN设计与实现

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信息记录材料 2024年第1期25卷 169-171页

作者：王格湖北国土资源职业学院湖北武汉430090

虚拟专用网可以在不改变网络现状的情况下,实现安全、可靠的传输私网流量。常见的虚拟专用网络(virtual private network, VPN)技术有通用路由封装(general routing encapsulation, GRE)VPN、互联网络层安全协议(internet protocol secu... 详细信息

虚拟专用网可以在不改变网络现状的情况下,实现安全、可靠的传输私网流量。常见的虚拟专用网络(virtual private network, VPN)技术有通用路由封装(general routing encapsulation, GRE)VPN、互联网络层安全协议(internet protocol security, IPsec)的VPN、IPsec加密GRE的报文形成的GRE over IPsec VPN。GRE可以解决跨越异种网络的报文传输问题,但不支持加密和认证,IPsec可以实现数据来源验证、数据加密、数据完整性保护和抗重放等功能,但是其仅支持网络层IP协议,不支持组播。本文基于网络仿真平台(enterprise network simulation platform, ENSP)仿真环境,充分结合GRE和IPsec的优势,设计实现了GRE over IPsec VPN,并使用因特网包探索器和网络包分析工具从网络连通性、通信数据加密等方面验证了该VPN技术的可行性与安全性。

关键词：虚拟专用网 VPN IPsec 网络安全

基于多核处理器的IPsec VPN系统安全策略检索研究

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计算机工程与应用 2017年第23期53卷 67-71页

作者：陈亮王建赵勇西安工程大学计算机科学学院西安710048

为满足现代高带宽互联网应用环境中的安全性保障要求,提出了一种基于Tilera GX36多核网络处理平台的IPsec VPN系统结构,利用SDN思想设计了系统控制面和数据面的程序功能模块,实现网络流量安全的灵活控制。针对系统中安全策略检索性能要... 详细信息

为满足现代高带宽互联网应用环境中的安全性保障要求,提出了一种基于Tilera GX36多核网络处理平台的IPsec VPN系统结构,利用SDN思想设计了系统控制面和数据面的程序功能模块,实现网络流量安全的灵活控制。针对系统中安全策略检索性能要求,提出一种基于Hash的三级安全策略流表存储结构,并以各Tile CPU缓存中的安全关联流表为快速检索数据源设计一种安全策略检索方法。测试结果表明,对于互联网中典型的小包、中包和大包应用场景,该系统均能达到近40 Gb/s的处理性能。

关键词：多核网络处理器 Tilera GX36 IPsec VPN 安全策略检索

基于“IPsec over DSVPN+组播”技术在远程音乐教学中的应用研究与实验仿真

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基于“IPSec over DSVPN+组播”技术在远程音乐教学中的应用研究...

基于Modicon ePAC M580系统中的IPsec协议分析与实现

中国计算机用户协会网络应用分会2022年第二十六届网络...

作者：杨华浙江音乐学院信息技术中心

国家有国界,但音乐教育无国界,国内外先进的音乐教育理念要实现实时在线碰撞,可以借助远程音乐教育的方式,因此远程音乐教育成为教育中的重要环节。如何通过构建安全、快捷的网络链路实现国内外教育资源共享交流是当前远程教育面临的重... 详细信息

国家有国界,但音乐教育无国界,国内外先进的音乐教育理念要实现实时在线碰撞,可以借助远程音乐教育的方式,因此远程音乐教育成为教育中的重要环节。如何通过构建安全、快捷的网络链路实现国内外教育资源共享交流是当前远程教育面临的重要议题。流媒体与视频的实时教学在线传输过程需要虚拟专用网络链路的VPN技术,但是目前常用的几种技术都有各自的局限性。文中综合GRE技术、IPsec技术、DSVPN技术等几种技术比较运用,提出了一种将VPN的安全性与组播数据传输高效性相结合的"IPsec over DSVPN+组播"组网技术。仿真实验、测试的结果表明:采用这种虚拟链路组网技术,能够综合其组成员管理互通、数据认证、加密传输、隧道传输备份等性能,为在线音乐直播互动教学提供可靠的网络技术保障。

关键词： IPsec DSVPN 远程音乐教学应用研究仿真实验

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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自动化技术与应用 2022年第1期41卷 34-38页

作者：郝少杰施耐德电气(中国)有限公司湖北武汉430205

目前工业信息安全性越来越重要,施耐德电气可编程逻辑控制器ePAC M580使用IPsec对数据加密,保证数据传输的安全可靠。文章在阐述IPsec协议理论基础上,结合施耐德电气目前主推的ePAC M580控制器及配套的以太网模块BMENOC0301搭建控制平... 详细信息

目前工业信息安全性越来越重要,施耐德电气可编程逻辑控制器ePAC M580使用IPsec对数据加密,保证数据传输的安全可靠。文章在阐述IPsec协议理论基础上,结合施耐德电气目前主推的ePAC M580控制器及配套的以太网模块BMENOC0301搭建控制平台实现上位机与控制器经过IPsec加密的数据通讯,通过抓取报文分析基于BMENOC0301模块的IPsec通讯机制和验证IPsec数据加密报文。目的是提升工业控制领域的安全访问等级,防止网络中被其他数据的干扰或者篡改,响应国家对信息安全重视的号召。

关键词： ePAC M580 IPsec 加密安全

基于eNSP的端到端IPsec VPN实验设计与仿真

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现代信息科技 2022年第24期6卷 69-71页

作者：陈展翅王晓品广州软件学院电子系广东广州510990

目前的互联网普遍使用TCP/IP协议进行基础通信,而TCP/IP本身没有提供安全。数据在互联网传输的过程容易被伪造、篡改或者窥视。特别是企业或机构单位不同办公地点之间数据的传输要经过互联网,因此更要保护数据传输的安全。VPN是对企业... 详细信息

目前的互联网普遍使用TCP/IP协议进行基础通信,而TCP/IP本身没有提供安全。数据在互联网传输的过程容易被伪造、篡改或者窥视。特别是企业或机构单位不同办公地点之间数据的传输要经过互联网,因此更要保护数据传输的安全。VPN是对企业内部网络的扩展,通过VPN可以帮助远程用户、企业或机构单位分支机构的内部网络建立可信的安全连接,并保证数据的安全传输。IPsec VPN可以有效地保护IP数据报的安全,它提供了一套健壮的安全机制,可为IP上层协议提供安全保障。文章研究IPsec技术原理和VPN隧道,分析并使用eNSP模拟器设计实现了IPsec VPN网络,并对网络进行实际测试。

关键词： IPsec 安全传输 VPN 网络实验教学仿真

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基于IPsec的站点间VPN部署方法

电脑与电信 2022年第4期 73-77页

作者：李春平张淑荣王东韦立梅肖亚光广东白云学院广东广州510000

在企业级的网络部署中,为了保证公司总部和分支机构的正常通信,同时为了节省开支,可利用互联网平台,采取加密通信的方式保证网络和通信安全。采用IPsec VPN实现站点间安全通信是有效的部署方法,分析IPsec的工作原理,简化拓扑模型,根据I... 详细信息

在企业级的网络部署中,为了保证公司总部和分支机构的正常通信,同时为了节省开支,可利用互联网平台,采取加密通信的方式保证网络和通信安全。采用IPsec VPN实现站点间安全通信是有效的部署方法,分析IPsec的工作原理,简化拓扑模型,根据IP地址规划和相应的IKE策略,分步实施并进行验证测试,证明部署模型是正确的,验证了IPsec隧道通信是安全可靠的。

关键词：加密网络安全 IPsec VPN 隧道