无线Mesh网络路由的安全扩散机制研究

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1、劣妻未交硕士学位论文无线Mesh网络路由的安全扩散机制研究StudyonRoutingSecurityDiffusionMechanisminWirelessMeshNetwork作者：李伟华导师：沈波北京交通大学2013年4月中图分类号：TN915．08UDC：004．7学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文无线Mesh网络路由的安全扩散机制研究StudyonRoutingSecurityDiffusionMechanisminWirelessMeshNetwork作者姓名：李伟华导师姓名：沈波学位类别：工学学科专业：信息网络与安全学号：10120214职称：副教

2、授学位级别：硕士研究方向：信息安全北京交通大学2013年4月致谢在本论文即将完成之际，向在研究生生活和论文撰写中支持和帮助我的老师、同学和家人表示衷心的感谢。首先，要感谢我的导师沈波副教授，从我进入研究生阶段开始，沈老师在学习和生活的各方面都给予亲切的关怀和指导，给我的成长带来巨大的帮助。沈老师不仅在学术上知识渊博，在生活上也待入谦和，给我一种亦师亦友的亲切感觉。在论文的选题和撰写阶段，沈老师在繁忙的工作之中仍抽出时间关心指导我的课题研究，提出了许多宝贵的意见，对我的研究工作带来了极大的帮助。在此衷心感谢沈老师对我的关心和指导，也衷心祝愿沈老师身体健康、工作顺利。其次，要感谢实验室

3、的其他辛勤工作的老师，尤其是刘云教授和张振江副教授。在实验室中，刘老师把每个学生都当作她自己的孩子一样关心和照顾，让我感觉实验室像家庭一样温暖。张老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，给予我们锻炼的机会，对我们未来的成长带来了很大的帮助。正是在老师们的不断指导下，我的学业才能顺利完成，我的硕士生活才能如此的充实和有意义。在此衷心的感谢他们，也祝愿老pNI'1在以后的生活中万事如意。再次，要感谢我的同学，实验室工作及撰写论文期间，辛跃、刘彦伟、牛清洲等同学对我论文的资料搜集和理论研究过程中给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情，也祝愿他们在毕业后一帆风顺。最后，感谢我的家人和朋

4、友，他们在学习、工作和生活上一直以来无私的鼓励和支持是我前进的最大动力。正是由于他们的理解和支持，才使得我能够全身心的投入到学习和课题研究中，衷心感谢他们无私的关爱，也祝愿他们一切都好。中文摘要摘要：无线Mesh网络是一种自组织、多跳的无线网络，由于其部署简便，近几年来发展迅速。但是由于无线和路由多跳等特性，无线Mesh网络路由很容易受到各种各样的攻击，其又面临着严峻的安全挑战。一方面由于无线媒质的共享性，攻击者可以窃听网络中路由器之间的通信或注入虚假的路由信息，另一方面由于路由的多跳特性，对攻击行为的检测变得更加困难。路由的安全成为了无线Mesh网络研究的一个重要方向。为了保护无

5、线Mesh网络路由的安全，要对路由节点进行认证，保证路由信息是来自合法的节点。在目前的认证方案中，通常是在网络中部署一个认证服务器来提供认证服务，但是在分布式的无线Mesh网络中，集中式的认证服务器会变成脆弱的攻击点，易产生单点失效问题。为克服集中式认证服务的弊端，有人提出了适合于分布式网络的门限认证方案，CA将认证私钥分散给多个节点，而由其中的门限值个认证节点来发布数字证书来实现认证功能。本文根据门限认证思想和密码学知识设计了一个适合无线Mesh网络的分布式认证方案。另外，为了保护路由信息的安全，需要部署合适的群密钥管理机制，但目前密码学上的群密钥管理方案并不适合无线Mesh网络

6、的结构。∥BD群密钥方案需要网络节点有固定的邻居节点，限制了网络的灵活性。∥CLIQUES群密钥方案要求网络节点在群密钥协商时按照顺序依次进行计算，群密钥协商的效率较低。本文利用密码学原理在原有方案上进行改进，提出了一种简单有效的群密钥管理方案。本文通过BAN逻辑对认证方案和群密钥方案进行形式化分析，证明方案中的步骤能够达到预期的目标，并利用OPNET对方案进行仿真，从仿真结果可以得出方案在无线Mesh网络具有一定的适用性。关键词：WMN；认证：群密钥；BAN逻辑；OPNET分类号：TN915．08ABSTRACTABSTRACT：Wirelessmeshnetworkisasel

7、f-organizedandmulti-hopwirelessnetworkandrecentlyhasafastdevelopmentduetoitsrapiddeployment．However,mewirelessanddistributednaturesofWMNsmakethemsubjecttovariouskindsofattacks，whichraiseaseriouschallengeinsecuringthesenetworks．Ontheoneh