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IPv6网络中DDoS攻击源回溯研究

作　者: 孙有晔
导　师: 鹿凯宁
学　校: 天津大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: IPv6 网络安全 DDoS攻击 IP回溯 基于流的DPM
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着互联网的不断发展,以IPv4为基础的互联网越来越不能满足人们的需求,其升级和过渡到以IPv6为核心协议的下一代互联网成为历史的必然。虽然IPv6协议在制定时对IPv4网络中的安全问题进行了考虑,并使用IPSec协议作为其内置安全架构,但分布式拒绝服务(DDoS)攻击等网络安全威胁仍存在于IPv6网络中。DDoS攻击源回溯对从源头阻断攻击流量、减小受害者损失具有重要意义。传统的DDoS攻击源回溯策略是针对IPv4网络提出的,由于IPv6协议变化较大,这些回溯策略无法直接应用于IPv6网络。本文对IPv6网络安全以及IPv6网络中的DDoS攻击进行了分析。在对比各种IP回溯策略优缺点的基础上,选择确定性包标记(DPM)算法,并结合IPv6协议的特点,针对DPM算法可导致路由器过载的缺陷,提出了IPv6中基于流的DPM算法。通过编程扩展NS2,在NS2模拟环境中实现IPv6中基于流的DPM算法,并结合模拟结果对算法性能进行了分析。通过模拟结果和算法性能分析可知,IPv6中基于流的DPM算法可以追踪大量的同时发起攻击的DDoS攻击源。由于该算法可以进行事后追踪,对起初未被注意到的攻击源也可进行追踪。此外,该算法避免了其他DPM算法的假阳率问题,并且只要较少的数据包就可完成攻击入口地址的重构收敛。IPv6中基于流的DPM算法易于在现有路由器系统架构中实施,并且不会造成网络设施的过载。虽然基于流的DPM算法的初衷是回溯IPv6网络中的DDoS攻击源,但其也可被用来过滤IPv6网络中的异常流量。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-10
  1.1 研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 本文的主要工作  9
  1.4 论文结构  9-10
第二章 IPv6 协议及其网络安全  10-28
  2.1 IPv6 协议概述  10-17
    2.1.1 IPv6 协议的起源与特性  10-13
    2.1.2 IPv6 地址结构  13
    2.1.3 IPv6 报头  13-15
    2.1.4 ICMPv6 与PMTU发现  15
    2.1.5 邻居发现协议  15-16
    2.1.6 过渡技术  16-17
  2.2 IPv6 网络的安全分析  17-22
    2.2.1 IPv6 的安全协议  17
    2.2.2 非网络层的安全问题  17-19
    2.2.3 过渡时期的安全问题  19-20
    2.2.4 IPv6 特有的安全问题  20-21
    2.2.5 部署实施上的漏洞  21-22
  2.3 IPv6 网络中的DDoS/DoS攻击  22-28
    2.3.1 DDoS/DoS概述  22-25
    2.3.2 DDoS/DoS攻击在IPv6 网络中  25-28
第三章 IP回溯策略与IPv6 中基于流的DPM设计  28-44
  3.1 IP回溯策略  28-31
  3.2 DPM算法原理  31-35
    3.2.1 DPM算法基本原理  31-33
    3.2.2 基于Hash的DPM算法  33-35
  3.3 IPv6 中基于流的DPM设计  35-44
    3.3.1 标记存储区域的选取  35
    3.3.2 标记信息的编码  35-38
    3.3.3 PMTU发现算法的修改  38-39
    3.3.4 标记门限设计  39-40
    3.3.5 基于流的标记过程  40-43
    3.3.6 重构过程  43-44
第四章 IPv6 中基于流的DPM模拟实现  44-53
  4.1 NS2 特点  44-45
  4.2 扩展NS2 模块  45-49
  4.3 模拟实验设计  49-51
  4.4 模拟结果  51-53
第五章 IPv6 中基于流的DPM性能分析  53-59
  5.1 最大可追踪DDoS攻击源数目  53-54
  5.2 假阳率  54-56
  5.3 收敛时间  56-58
  5.4 重构开销  58
  5.5 对正常流的误标  58-59
第六章 总结与展望  59-60
参考文献  60-63
发表论文和参加科研情况说明  63-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络安全
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