MANET中OLSR路由协议安全增强机制研究

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移动自组网(MANET)用于无基础设施场景下的组网和通信,主要用于抢险救灾、机动作战、野外搜救、应急指挥等领域,其应用场景的敏感性对其安全性提出了更高要求。优化链路状态路由协议(OLSR)是MANET当前最主要的组网和路由协议,它使用多点中继(MPR)技术,最小化泛洪网络中的控制信息,并基于握手(HELLO)消息和拓扑控制(TC)消息来管理网络。基础的OLSR协议设计主要关注MANET网络的灵活性和通信效率,没有引入必要的安全机制,导致基于OLSR的MANET容易遭受重放、黑洞、自私等各种恶意攻击,难以满足强对抗的敏感应用场景要求。为此,本论文开展了针对OLSR的安全增强机制的研究,具体开展的创新性工作如下:(1)针对OLSR路由节点首次通信缺乏安全预认证机制的问题,提出了一种基于环境自适应决策的双层模糊逻辑信任模型,并基于该模型设计了EFT-OLSR安全路由协议。在信任模型中,选取多个属性准则作为逻辑控制器的输入参数,加快信任机制的建立过程;设计双层模糊推理规则,选取占比较大的变量(n HELLO、n TC)为第一层结构的输入,次要变量(P)为第二层结构的输入,减少模糊规则数,降低计算复杂性。在EFT-OLSR中,选取实时网络中链路变化率、节点度、二跳连通性动态调整信任阈值,去选择网络中可信的MPR节点进行组网,保证了网络可以抵抗典型攻击。仿真实验表明了上述方案的有效性。(2)针对OLSR路由协议传输HELLO消息和TC消息无机密性和完整性保障的问题,提出了一种基于轻量级对称密码的OLSR报文加密方案,该方案首先使用Trivium轻量级流密码算法生成具有完全随机性的密钥,对OLSR发送数据包进行加密,然后采用HMAC(密钥散列消息认证码)来保障数据包的完整性,最后把加密信息E(M)和MAC值附加到OLSR的路由通用数据包后面保障路由信息的机密性和完整性。该方案在最大限度减少网络资源消耗的基础上,提高OLSR协议在网络拓扑变化时的安全性。仿真实验表明了上述方案的有效性。
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