基于Merkle树的P2P流媒体内容完整性校验-论文.pdf

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1、2015年7月计算机工程与设计July2015第36卷第7期COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNVo1．36No．7基于Merkle树的P2P流媒体内容完整性校验李添杰，刘述，高强(1．北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191；2．工业和信息化部电信传输研究所，北京100191)摘要：为对抗P2P流媒体内容共享系统中对性能影响较大的假块污染攻击，对假块污染攻击的攻击原理进行剖析，提出一种基于Merkle树的P2P流媒体内容完整性校验方法。设计校验流程，通过精简启动下载所需的信息，简化下载启动环节，通过缩小校验值在网络传输中的

2、大小，减少完整性校验的代价。理论分析与工程项目验证了该方法具有较高的效率和较低的网络延迟，能够有效对抗P2P流媒体内容共享系统中出现的假块污染攻击。关键词：对等网络；流媒体；假块污染攻击；完整性校验；Merkle树中图法分类号：TP393．08文献标识号：A文章编号：i000—7024(2015)07—1712—04doi：10．162o8／j．issnl000—7024．2015．07．007ContentintegritycheckofP2PstreamingbasedonMerkletreeLITian-jie，LIUShu。，GAOQiang(1

3、．CollegeofElectronicandInformationEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China；2．ResearchInstituteofTelecommunicationsTransmission，ChinaAcademyofTelecommunicationResearchofMIIT，Beijing100191，China)Abstract：TodefensefakeblockattacksintheP2Pstreamingsharingsystem，thetheoryofat

4、tackwasanalyzedandacontentin—tegritycheckmethodforP2PstreamingsharingsystembasedonMerkletreewasproposed．Itensuredthattheamountofinfor—mationneededtostartadownloadingissmal1．Inspecial，thecostoftheintegritycheckwasreducedeffectivelybydownsizingthechecksumduringthenetworktransmissio

5、n．TheoreticalanalysisandtheprojectverifythatthemethodcandefensethefakeblockattackeffectivelywithlOWnetworklatencGKeywords：P2P；streaming；fakeblockattack；integritycheck；Merkletree法已有很多研究，如针对BitTorrent网络中假块污染攻击0引言状况的研究以及所提出的对抗策略_4]。恶意节点篡改或者随着P2P流媒体应用_1j的日益普及，安全问题逐渐伪造的编码数据更具有隐蔽性，传统的一

6、些污染攻击对抗成为影响其发展的重要因素，各种攻击行为也呈现出愈演方法不适用于流媒体内容的完整性校验_5]。本文在研究已愈烈的趋势。常见的攻击方式有覆盖网络攻击、DDoS有科研成果的基础上，提出了一种基于Merkle哈希树的内(distributeddenialofservice)攻击、忽略攻击和污染攻容完整性校验方法，从而有效地对抗假块污染攻击，保证击[3]。对于普通用户，这些攻击行为严重影响了搜索和下P2P流媒体系统下载过程的安全性。载资源的效率。本文研究的内容完整性校验方法是为了对该校验方法引入Merkle哈希树机制，根据P2P流媒体抗发生在数据下载

7、阶段的假块污染攻击，一些攻击节点通系统的特性和需求合理地设计了校验过程，减少启动下载过在P2P流媒体共享网络中伪造大量虚假客户端，接受其所需的信息，实现快速启动。校验所需的信息不再从数据它节点的下载请求后上传虚假数据，从而导致下载时间延源节点获得，而是在数据下载的过程中同步获取，提高了长并增加带宽浪费，严重的情况下会使用户无法成功下载系统的灵活性。对校验方法进行理论分析和实验测试，其到目标文件。结果表明该校验方法能够准确地识别虚假数据，具有提高国内外对P2P文件共享系统中假块污染攻击的对抗方系统启动速度、灵活性强、校验效率高的特点。收稿日期：2014—0

8、7-30；修订日期：2014—10—15作者简介：李添杰(1988一)，男，山东