基于分片标记包再标记的IP追踪策略

论文摘要

随着网络技术和网络应用的发展,网络安全问题显得越来越重要。拒绝服务攻击由于容易实施、难以防范、难以追踪等而成为最难解决的网络安全问题之一,给网络社会带来了极大的危害。许多研究人员对拒绝服务攻击作了深入的研究,并提出了一些具有实际应用价值的对策。IP追踪是应对拒绝服务攻击的重要手段之一。本文重点研究IP追踪及其概率包标记算法。本文的研究工作主要包括:拒绝服务攻击的攻击原理、各种攻击方法以及其相应的对策,基于包标记法的各种追踪方案的优缺点研究,并对基本概率包标记方案（PPM）做出了改进。在基本包标记算法中,对于接收标记数据包的受害者端,攻击路径重构算法的时间复杂度很高,因此导致误报的增多和重构路径收敛时间的增长。文章给出了一种对此问题的解决方案,没有采用现在大多数概率包标记方法中普遍应用的将IP包内的TTL占用做标记信息的做法,而是利用IP包中的标识域放置表示标记本包的路由器的地址信息的八个分片,同时用包内TTL值做输入的hash函数输出值对各个不同分片再作标记。从而简化了路径重构中同一组标记信息的匹配工作,降低了路径重构算法的时间复杂度和收敛时间,同时减少了误报的发生。针对现有的包标记算法都是在IPv4的环境下实现,文章还对包标记算法在IPv6中实现的可行性做了探索。最后,为了验证和评估文中改进算法的性能,在网络仿真软件NS-2上搭建了一个具有多条攻击路径的模拟网络,根据最后受害者端路径重构的时间,比较得出改进算法之于基本包标记法的优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 网络安全的定义
• 1.3 DDoS攻击
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 本文的结构
• 2 拒绝服务攻击与防御概述
• 2.1 攻击的定义
• 2.2 DDoS攻击的定义
• 2.3 DDoS攻击的原理
• 2.4 DDoS攻击的典型过程
• 2.5 DDoS攻击的分类
• 2.5.1 剧毒包型DoS攻击
• 2.5.2 风暴型DoS攻击
• 2.6 DDoS攻击的防御策略
• 2.6.1 增强受害者的容忍性
• 2.6.2 过滤
• 2.7 小结
• 3 DDoS攻击的追踪方法综述
• 3.1 什么是IP追踪
• 3.2 IP追踪技术分类
• 3.3 IP追踪的相关研究工作
• 3.3.1 链路测试
• 3.3.2 日志技术
• 3.3.3 包标记
• 3.4 小结
• 4 概率包标记法及其改进算法
• 4.1 确定包标记策略（DPM）简介
• 4.2 概率包标记策略（PPM）简介
• 4.2.1 基本包标记法
• 4.2.2 高级包标记法
• 4.3 基本包标记法的不足
• 4.4 基于分片标记包再标记的追踪策略
• 4.4.1 算法的描述
• 4.4.2 重构过程
• 4.4.3 算法分析
• 4.5 小结
• 5 利用网络仿真模拟软件的验证
• 5.1 网络模拟环境的建立
• 5.1.1 NS2简介
• 5.1.2 模拟过程
• 5.2 试验网络拓扑结构
• 5.3 仿真过程
• 5.4 仿真结果
• 5.5 小结
• 6 IPv6环境下包标记方案的探索和应用
• 6.1 IPv4的局限
• 6.2 IPv6的特点
• 6.3 IPv6的安全性
• 6.4 主要思想
• 6.5 简单算法描述
• 6.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢