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无线城域网的安全性分析

作　者: 王育刚
导　师: 武穆清
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 无线城域网安全检测分析
分类号: TN918
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着人们对信息需求的不断增加，无线局域网、无线城域网等新的通信手段接踵而至，发展非常迅速。无线城域网作为有可能与3G相匹敌的新型无线网络，将会有很大的发展前途，所以，研究无线城域网的安全性有十分迫切的现实意义。本文从无线城域网标准发展的过程入手，简单介绍了无线城域网的组网模式、技术特点。讨论了在无线网络环境下网络安全普遍关注的安全服务内容，对认证、访问控制、加密措施、数据完整性和不可否认性作了简要介绍。在此基础上，分别对802.16d和802.16e两种标准的无线城域网安全服务进行了分析，从协议分析的角度描述了无线城域网的发展趋势。综合上述两个协议标准的无线城域网的安全技术，详细分析了802.16系列标准在安全性方面所采用的技术措施，对802.16系列标准的安全性做出了初步评估，认为802.16标准吸取了其他标准的经验和教训，在信息安全方面做了充分考虑，能够满足一般商业和个人的使用要求，但还存在着不少安全隐患，这些隐患不同程度地存在于物理层保护、用户认证及数据加密等过程。形成这些隐患的主要原因是802.16标准目前尚没采用双向认证，基站的可靠性不能保证，这就缩小了它的应用范围，至少不能直接用于政府重要部门。文章对802.16系列标准与802.11无线局域网标准和802.20移动无线网络标准进行了比较，让我们更清晰地认识了无线城域网的过去与未来。最后，就如何利用技术手段对无线城域网的安全性进行检测，提出了检测系统的初步方案；同时，结合本单位的工作性质和实际情况，参考其他无线网络的安全使用方法，就本单位如何更安全地使用无线城域网提出了技术思路。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章无线城域网及标准发展情况  8-16
  1.1 概述  8
  1.2 无线城域网系列标准简介  8-12
    1.2.1 802.16与802.11的比较  11-12
    1.2.2 802.16与802.20的比较  12
  1.3 无线城域网的组网模式  12-14
    1.3.1 无线城域网的固定组网模式  13
    1.3.2 无线城域网的移动组网模式  13-14
  1.4 研究项目简介  14-16
第二章无线网络安全服务解析  16-21
  2.1 网络安全服务层次模型  16-17
  2.2 无线网络面临的安全威胁  17-18
  2.3 网络安全业务  18-21
    2.3.1 认证  19
    2.3.2 访问控制  19
    2.3.3 保密  19
    2.3.4 数据完整性  19
    2.3.5 不可否认  19-21
第三章 802.16标准的安全机制分析  21-42
  3.1 802.16标准的协议栈参考模型及物理层分析  21-25
    3.1.1 802.16标准的协议参考模型  21-22
    3.1.2 OFDM与802.16安全性  22-23
    3.1.3 OFDM具有以下优点  23-25
      3.1.3.1 OFDM技术本身也存在一些缺点  24-25
      3.1.3.2 OFDM对无线城域网安全的贡献  25
  3.2 802.16d标准的安全机制分析  25-29
    3.2.1 802.16协议的MAC帧格式  25-26
    3.2.2 802.16d协议的密钥管理协议(PKM)分析  26-27
    3.2.3 802.16d协议的安全关联分析  27-28
    3.2.4 802.16d协议的安全参数产生过程分析  28
    3.2.5 802.16d协议的密钥管理分析  28-29
    3.2.6 802.16d协议的保密算法研究  29
  3.3 802.16e标准的安全机制分析  29-34
    3.3.1 802.16e的系统要求  29-30
    3.3.2 对OFDMA方式的改进  30-31
    3.3.3 对OFDM方式的改进  31-32
    3.3.4 帧结构的改进  32-33
    3.3.5 对MAC层的改进  33
    3.3.6 802.16e中的切换方式  33-34
  3.4 802.16的安全参数研究  34-38
    3.4.1 关联参数的内容  34-36
    3.4.2 X.509证书  36-37
    3.4.3 加密算法  37-38
  3.5 802.16的安全性综合分析  38-42
    3.5.1 802.16协议中的安全策略  38
    3.5.2 802.16协议中存在的安全隐患  38-42
      3.5.2.1 不可避免地来自物理层的威胁  38-39
      3.5.2.2 部分概念缺乏清晰的定义  39-40
      3.5.2.3 需要双向认证  40
      3.5.2.4 认证过程的缺陷  40
      3.5.2.5 密钥管理存在的隐患  40
      3.5.2.6 数据保护中存在的隐患  40-42
第四章无线城域网的安全性检测与安全应用设想  42-50
  4.1 无线城域网的安全性检测  42-47
    4.1.1 安全性检测系统的基本功能  42
    4.1.2 安全性检测系统的实现方案  42-43
    4.1.3 模块实现方案  43-47
      4.1.3.1 信息提取模块  43-44
      4.1.3.2 流量检测分析模块  44
      4.1.3.3 数据分捡模块  44-45
      4.1.3.4 内容提取模块  45
      4.1.3.5 重放攻击检测模块  45
      4.1.3.6 协议分析模块  45-46
      4.1.3.7 用户特征提取模块  46-47
      4.1.3.8 冒名用户识别模块  47
      4.1.3.9 用户资料数据库  47
  4.2 安全使用无线城域网构建可靠的数据通信网络  47-48
    4.2.1 自建网络要求  48
    4.2.2 自建网络的工程实现设想  48
  4.3 下一步研究计划  48-50
参考文献  50-51
致谢  51

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