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IMS体系下VoIP的若干安全问题和关键技术研究

作　者: 范兵
导　师: 陈恭亮；陶青
学　校: 上海交通大学
专　业: 计算机技术
关键词: SIP IMS S/MIME HTTP摘要认证虚密钥环拒绝服务攻击
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 38次
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内容摘要

IMS提出了全IP的网络架构,采用SIP协议进行信令控制,实现了移动性管理、多媒体会话信令、载体业务传输以及端到端的IP业务。在IMS体系下,VoIP面临着许多新的安全风险,需要深入研究VoIP硬件和软件,才能提供VoIP网络的安全解决方案。本论文对与此相关的若干安全问题和关键技术进行了研究工作。首先,本文研究了IMS系统的体系结构,分析了IMS体系的安全威胁,特别关注了在身份认证和拒绝服务攻击等方面的漏洞,并且基于IMS的安全分析,进一步研究了VoIP的安全问题。其次,论文研究了IMS的安全认证机制,提出了基于虚密钥环的双向HTTP-S/MIME认证方案,减少使用PKI的高成本。通信双方通过虚密钥环中的应答方身份码,并且结合质询信息生成的应答信息,实现通信双方身份认证;通过虚密钥环中的发送方的公/私钥证书和会话密钥,实现数据的加密、解密、签名及验证。该方案针对无PKI支持的IMS多媒体应用,结合双向HTTP摘要认证和基于虚密钥环的S/MIME,提高了IMS系统的安全性。最后,论文分析了拒绝服务的机理,并针对VoIP应用重点分析了包括SIP炸弹、SIP-Cancel/Bye拒绝服务攻击和RTP插入攻击等攻击原理,提出了防范拒绝服务攻击的多层次措施。该措施在“双钱集团”的客服系统中的应用取得了较好的效果。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-17
  1.1 研究意义  11-12
  1.2 研究背景  12-13
  1.3 本文主要工作  13-16
  1.4 本文结构安排  16-17
第2章 IMS体系下VoIP的安全分析  17-35
  2.1 IMS的协议族和体系结构  17-26
    2.1.1 基于SIP的协议体系  17-20
    2.1.2 IMS的系统组成  20-23
    2.1.3 IMS体系结构  23-26
  2.2 IMS体系的安全威胁分析  26-30
    2.2.1 注册劫持  26-27
    2.2.2 假冒服务器  27
    2.2.3 篡改消息体  27-28
    2.2.4 中断会话  28-29
    2.2.5 拒绝服务攻击  29
    2.2.6 重放攻击  29-30
  2.3 IMS体系下的VoIP安全分析  30-34
    2.3.1 VoIP的安全威胁与评估  30-32
    2.3.2 VoIP安全威胁的主动防御  32-33
    2.3.3 IMS体系下的VoIP安全  33-34
  2.4 小结  34-35
第3章 IMS体系的VoIP认证安全机制  35-64
  3.1 IMS体系的认证安全机制  35-47
    3.1.1 安全传输层协议（TLS）  36-39
    3.1.2 IMS体系下的HTTP摘要认证  39-45
    3.1.3 双向HTTP摘要认证  45-47
  3.2 基于虚密钥环S/MIME认证  47-62
    3.2.1 基于S/MIME的IMS安全认证  48-52
    3.2.2 虚密钥环（Keyring）工作流程  52-55
    3.2.3 基于密钥环的S/MIME安全通信  55-62
  3.3 小结  62-64
第4章 IMS体系下VoIP的DDoS防范  64-75
  4.1 拒绝服务攻击的分类学  64-69
    4.1.1 拒绝服务攻击（DoS）  64-66
    4.1.2 分布式拒绝服务攻击DDoS分类学  66-67
    4.1.3 分布式拒绝服务攻击的防御  67-69
  4.2 IMS体系下VoIP拒绝服务攻击防范  69-74
    4.2.1 VoIP拒绝服务攻击  69-71
    4.2.2 拒绝服务攻击算法研究  71-72
    4.2.3 VoIP拒绝服务攻击防范  72-74
  4.3 小结  74-75
第5章总结与展望  75-77
参考文献  77-79
致谢  79-80
攻读学位期间发表的学术论文目录  80

IMS体系下VoIP的若干安全问题和关键技术研究

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