大规模Ad hoc网络中一种高效的组密钥协商协议*

移动Ad hoc网络自身的特点决定了该网络中节点资源的有限性,所以在移动Ad hoc网络中构建组密钥协商协议时,应尽量减少节点的资源开销。为了解决这个问题,提出了一种基于分簇-K叉树组模型结构的组密钥协商协议——CKT-ECC协议。该协议在分簇-K叉树组模型结构上,采用椭圆曲线密码体制实施密钥协商和分配,使得节点在密钥协商过程中具有低计算开销和低通信开销的优势。与GDH、TGDH组密钥协商协议相比,本协议有效地降低了节点在密钥协商过程中的计算开销和通信开销,适用于大规模移动Ad hoc网络。     

Ad Hoc网络中一种组密钥协商协议

移动Ad Hoc网络是一种新型的移动多跳无线网络。在网络中构建组密钥协商协议时应尽量减少节点的资源开销。该文提出一种新的多层组密钥协商协议,MTKA-ECC协议。该协议在多层组模型结构上,采用椭圆曲线密码体制实施密钥协商和分配,使得节点在密钥协商过程中具有低计算开销与低通信开销的优势。与GDH, TGDH组密钥协商协议相比,该协议有效地降低了节点在密钥协商过程中的计算和通信开销,适用于移动Ad Hoc网络。     

移动自组网中基于身份的密钥管理方案研究

移动节点组成移动自组网(MANETs),MANETs没有固定的网络基础设施,也不存在中心信任机构,密钥管理是移动自组网安全最核心、最困难和最薄弱的环节,为了降低PKG密钥管理方案的通信开销,论文将ElGamal方案与预分配密钥管理方案相结合,提出了一种基于身份的预分配非对称密钥管理方案,在一定程度上降低了移动ad hoc网络非对称密钥管理中的通信开销[1～2],提高了网络安全.     

一种基于双线性配对的移动自组网密钥协商协议

移动自组网是一种无固定网络基础设施、能量和计算资源有限的分布式动态网络,由于其无线传输链路的开放性,使得它非常需要一种计算和通信开销较小的密钥协商方案.本文基于椭圆曲线上双线性配对的概念,提出了一种适用于移动自组网的可认证密钥协商方案,既实现了邻居节点组成员身份认证的匿名性,也实现了需建立会话的节点之间的可认证密钥协商.分析表明,我们所提出的方案计算和通信开销比较小,安全性较好,非常适合于资源有限的移动自组网.     

大规模延迟容忍网络中基于分级身份的认证密钥协商协议

大规模延迟容忍网络具有覆盖范围广、链路间歇性连通及通信时延长等特点, 这使得现有认证密钥协商协议存在系统管理瓶颈及通信时延长等问题。设计了一种适用于大规模延迟容忍网络环境下的认证密钥协商协议, 依赖基于分级身份的密码机制, 通过密钥分级派生, 减少系统管理瓶颈, 同时消除对证书的依赖, 减少协商时延。与现有通用环境下基于分级身份的同类协议相比, 该协议的通信开销及双线性对计算开销较小, 且均为常量, 不受节点层次数影响, 可扩展性更强, 并且具有密钥派生控制功能。最后, 在标准模型下证明了协议的安全性。     

ad hoc网络中多项式组密钥管理方案

在ad hoc网络中,节点存在拓扑结构动态变化以及存储和计算能力相对低下等特点。提出了基于STR树状结构的组密钥管理方案,利用对称密码学原理以及对多项式赋值的运算方式,有效地降低了每个节点所需存贮的空间以及运算量,使该类型的树状结构适用于ad hoc网络。同时,该密钥管理方案也考虑到了当成员发生变化时的各种情况,使其在安全性与高效性上达到统一。     

一种适用于可扩展AdHoc网络的动态时隙分配算法

针对现有基于固定分配时隙的ad hoc网络MAC协议时隙利用率低,不能适应突发网络业务的局限性展开研究,并在此基础上提出了一种适用于规模可扩展的ad hoc网络的动态时隙分配算法(DTDMA).该算法利用较少的控制开销,通过节点间控制帧的交互,实现在网络负载较重的情况下,可以有效保证多个节点无冲突的接入信道,并针对不同优先级的网络业务提供相应优先级的时延保证.QualNet网络仿真环境中的仿真实验证明该算法能创建一个规模可扩展的无线自组织网络,且当网络中存在突发流业务时大大提高了网络吞吐量,减小了平均端到端时延,并实现了区分优先级服务.     

一种多信道Ad hoc认知无线电网络密钥交互协议*

针对现有密钥协商协议没有考虑Ad hoc认知无线电网络多信道这一缺陷,提出一种多信道密钥协商协议（multi channels key agreement protocol,MCKAP）,通过建立多重图和替换广播操作减少信道冲突,优化协商路径提高共享密钥协商效率,利用信道属性为节点间选择合理位置,避免主用户干扰。该方案能有效地利用多信道提高共享密钥协商效率。最后通过理论分析和仿真实验证明该协议适用于Ad hoc认知无线电网络,具有较好的执行效率。     

动态协作对等组中一种新的组密钥协商协议

动态协作对等组自身的特征使其安全机制面临着严峻的挑战。密钥协商机制则是构建安全的动态协作对等组的核心技术。提出了一种两方Weil对密钥协商协议(A-WGKA2),可以通过较少的步骤同时实现节点之间的密钥协商和认证。该协议具备如下性质：前向安全性;抵抗未知密钥共享;部分密钥泄露的安全性;抵抗密钥控制;抵抗使用泄露的密钥进行假冒攻击。在A-WGKA2协议的基础上,进一步提出了一个新的适用于动态协作对等组的组密钥协商协议(A-WGKAn)。该协议在具有较低的计算和通信开销的同时,实现了节点之间的相互认证,适用于动态协作对等组。     

一种ad hoc多路径安全路由算法

移动ad hoc网络无中心、拓扑结构动态变化等特点,以及节点能源和计算能力有限,使其安全路由设计面临巨大挑战.在按需路由的基础上提出了一种多路径安全路由算法,采用高效的分布式密钥管理策略,路由过程中隐藏通信节点的地址信息,节点之间逐跳认证保证信息的完整性,能够抵御单路径协议不能抵抗的多恶意节点的合谋攻击,同时能平衡负载,具有更好的安全性能和网络性能.     

一种基于地理定位信息的Ad Hoc分簇算法

Ad hoc网络的分簇机制目的是为了利用网络的分级结构来管理众多的移动设备。为了创建和维持一个当节点高速移动时仍然有效的分级结构,必须满足下面的需求:(1)分级结构中每个移动设备能够根据本地信息自动转换它的角色;(2)分级结构的管理负载要小,每个簇内的节点数目要尽可能地相同。该文提出了一个基于地理定位系统的自适应的多跳分簇机制,试验结果表明新的算法不依赖于节点的移动速度和传播范围,满足上面两个要求。     

分级的Ad Hoc网络入侵检测系统改进

随着无线网络的快速发展和移动计算应用的快速增加,移动无线网络安全问题愈加突出.入侵检测作为保证网络安全的一种有效手段已经从保护固定有线网络扩展到移动无线网络.作为无线移动网络众多实现方式之一的移动Ad Hoc网络分为平面和分级两种结构.由于其与有线网络存在很大差别,现有针对有线网络开发的入侵检测系统很难适用于移动Ad Hoc网络.本文在描述入侵检测相关技术的基础上改进了分级的AdHoc网络入侵检测系统体系结构,并给出了该系统的分簇算法,使之更好地应用于分级的Ad Hoc网络.     

基于门限完全分布式密钥管理方案

adhoc网络作为一种无线移动网络正成为网络研究中的热点之一。针对移动adhoc网络的特性和对目前已有的移动adhoe网络密钥管理方案的分析,提出了一种基于信任图和门限密码技术的全分布、自组织的移动adhoc网络密钥管理新方案。该方案允许节点发布公钥证书并且通过证书链实施认证,有效地解决了网络节点之间的信任,同时又阻止恶意节点发布错误公钥证书欺骗认证服务。该方案具有较高的可靠性、扩展性和安全性,适用于大规模移动ad hoc网络。     

Eventual Clusterer: A Modular Approach to Designing Hierarchical Consensus Protocols in MANETs

This paper proposes a modular approach to the design of hierarchical consensus protocols for the mobile ad hoc network with a static and known set of hosts. A two-layer hierarchy is imposed on the network by grouping mobile hosts into clusters, each with a clusterhead. The messages from and to the hosts in the same cluster are merged/unmerged by the clusterhead so as to reduce the message cost and improve the scalability. The proposed modular approach separates the concerns of clustering hosts from achieving consensus. A clustering function, called eventual clusterer (denoted as diamC), is designed for constructing and maintaining the two-layer hierarchy. Similar to unreliable failure detectors, diamC greatly facilitates the design of hierarchical protocols by providing the fault-tolerant clustering function transparently. We propose an implementation of diamC based on the failure detector diamS. Using diamC, we design a new hierarchical consensus protocol. As shown by the performance evaluation results, the proposed consensus protocol can save both message cost and time cost. Our proposed modular design is therefore effective and can lead to efficient solutions to achieving consensus in mobile ad hoc networks.     

移动自组网中一种面向群组移动性的位置服务协议

基于位置信息的路由协议被广泛认为是一种可扩展的移动自组网路由解决方案.大多数此类协议假定可通过位置服务协议获取结点的位置信息.研究人员现已提出多种位置服务协议.但是,它们在大规模网络环境中的可扩展性不好,或者在高动态网络环境中可靠性不高.本文提出了一种适用于大规模移动自组网的面向群组移动性的可扩展及可靠的位置服务协议.模拟结果表明此协议比SLURP协议更适合于具有群组移动性的大规模移动自组网.     

移动Ad hoc网络路由协议安全研究

移动ad hoc网络是一种完全由移动主机构成的网络,其主要特点为网络拓扑易变,带宽、能源有限。这些特点使得适应于固定网络的安全策略在移动ad hoc网络上不能很好地发挥作用,需要设计一些针对其特点的解决方案.该文介绍了针对移动ad hoc网络路由协议安全方面的最新研究进展,首先介绍了移动ad hoc网络的安全弱点和攻击类型,其后时一些典型方案进行了说明,分析了各种方案的优点和缺点,并进行了综合比较。文中分析了目前协议存在的一些问题并提出了相应的改进方法,最后指出了下一步研究方向。     

Service discovery in mobile ad hoc networks: A field theoretic approach

Service discovery in mobile ad hoc networks is challenging because of the absence of any central intelligence in the network. Traditional solutions as used in the Internet are hence not well suited for mobile ad hoc networks. In this paper, we present a novel decentralized service discovery mechanism for ad hoc networks. The basic idea is to distribute information about available services to the network neighborhood. We achieve this by using the analogy of an electrostatic field: A service is modelled by a (positive) point charge, and service request packets are seen as (negative) test charges which are attracted by the service instances. In our approach, we map the physical model to a mobile ad hoc network in a way where each network element calculates a potential value and routes service requests towards the neighbor with the highest potential, hence towards a service instance. Our approach allows for differentiation of service instances based on their capacity. We define the required protocols and methods which we implemented in a network simulator. Using extensive simulations, we evaluate the performance and robustness of the mechanisms. The results indicate good performance and convergence even in highly mobile environments. We believe that this technique can and should be further exploited, e.g., as a routing protocol in mobile ad hoc networks.     

Revealing the problems with 802.11 medium access control protocol in multi-hop wireless ad hoc networks

The IEEE 802.11 medium access control (MAC) protocol is a standard for wireless LANs, it is also widely used in almost all test beds and simulations for the research in wireless mobile multi-hop ad hoc networks. However, this protocol was not designed for multi-hop networks. Although it can support some ad hoc network architecture, it is not intended to support the wireless mobile ad hoc network, in which multi-hop connectivity is one of the most prominent features. In this paper, we focus on the following question: can IEEE 802.11 MAC protocol function well in multi-hop networks? By presenting several serious problems encountered in transmission control protocol (TCP) connections in an IEEE 802.11 based multi-hop network, we show that the current TCP protocol does not work well above the current 802.11 MAC layer. The relevant problems include the TCP instability problem found in this kind of network, the severe unfairness problem, and the incompatibility problem. We illustrate that all these problems are rooted in the MAC layer. Furthermore, by revealing the in-depth cause of these problems, we conclude that the current version of this wireless LAN protocol does not function well in multi-hop ad hoc networks. We thus doubt whether the current WaveLAN based system is workable as a mobile multi-hop ad hoc test bed. All the results shown in this paper are based on NS2 simulations, and are compatible with the results from the OPNET simulations.     

车载自组织网络路由协议的仿真研究

本文简要介绍了车载自组织网络和移动自组织网络中两个典型的路由协议:表驱动路由协议DSDV和按需路由协议AODV;还介绍了一个实用的移动模型,使仿真实验更加接近现实。在Linux下使用网络仿真工具NS2对这两个典型协议进行仿真,并对仿真结果进行分析比较和性能评价,得出:AODV和DSDV协议都不太适用于车辆自组织网络,所以设计适合车辆网路的协议是急需解决的问题。