CARINA:一种高效的解决IoT互操作性的应用层协议转换方案

为了解决物联网设备众多、协议众多,以及协议架构和应用场景不同引发的物联网设备互操作性问题,针对应用层使用广泛的HTTP等4种协议,提出了一种基于协议包解析和关键方法映射的高效可扩展的应用层协议转换方案。考虑到4种协议的基础架构、消息格式、通信模式以及应用场景具有较大差异,该方案通过对协议原始数据包进行解析和关键信息提取,然后统一以键值对的形式进行信息存储,解决了不同协议信息存储的统一性问题。通过构造关键方法映射表,将不同协议的方法进行映射,实现了不同协议之间的互联。实验结果表明,基于所提方案实现的协议转换系统能很好地完成4种协议之间的消息转换。相比同类型的Ponte方法,在相同实验条件下,所提方案的转换速度都优于Ponte,甚至在某些情况下表现出了将近10倍的速度差距,同时支持多出一倍的转换类型。实验结果验证了所提方法在可扩展性和转换时间等效率方面相比同类型的协议转换算法具有显著提升。

受限环境下委托握手DTLS协议的形式化分析与改进

物联网设备有着资源受限的特性,往往处于受限的网络环境中,在这之上又面临着安全的挑战。目前常见的受限网络协议栈为CoAP-DTLS/UDP-6LoWPAN,传输层使用UDP,其安全性由DTLS协议维持。但DTLS协议作为TLS在UDP上的扩展,基于PKI连接建立的方式使其在直接应用到受限环境下会产生诸多性能上的问题。针对DTLS协议在受限环境下的性能问题,国内外的研究学者提出了诸多解决方式,包括但不限于改进加密算法、使用特定硬件、优化证书链、委托可信三方进行密钥协商(即将DTLS握手委托给第三方)。因此,对委托握手的DTLS协议使用Scyther进行形式化分析,得出其交付密钥材料时使用长期预共享密钥存在的安全问题,并提出重用TLS/DTLS协议中PRF函数的改进方式,对改进后的方法进行分析,证明了该方法能有效降低交付密钥材料时存在的风险。

基于国密算法的CoAP安全协议研究与实现

随着接入物联网的小型设备增多,受限应用协议(constrained application protocol, CoAP)的使用频率上升,对CoAP通信安全性的关切也日益突显。为确保客户端与服务器通信的安全性,提出一种基于国产密码算法的创新性CoAP安全方案。在配置阶段,将预共享密钥硬编码到设备中;身份认证及密钥协商阶段采用基于有效负载的加密方法,通过两条握手消息完成双方身份认证,并获取用于数据传输的协商密钥;数据传输阶段采用观察者模式,客户端发送观察资源请求,依赖服务器加密传输资源,实现节能观察。安全方案使用SM4算法对身份认证和数据传输的数据进行加密,利用SM3算法验证消息完整性,有效提升了CoAP的安全防护能力。安全性分析和仿真实验结果展示了其在计算、通信和存储方面的卓越性能,确保了方案能够满足实际应用需求。

采棉机智能监控系统CAN应用层协议设计

以4MZ-6A型六行采棉机为应用对象,搭建了基于CAN总线的数字化智能监控系统。以CAN2.0B协议帧结构为基础,解析扩展帧ID报文标识符的组成和含义,研究了基于CAN总线应用层协议的制定原则、方法及其实现。该协议在六行采棉机样机上应用试验表明:该应用层协议不仅能满足实际需要,而且还具有极强的移植性、扩展性,在其他大型农业机械或工程机械的监控系统中具有通用性。

关联数据开放应用协议

关联数据的应用正迅速发展并涉及到商业、媒体、出版、政府等领域。在关联数据发布、消费和再创造的过程中,必然涉及参与者的利益问题,需明确不同类型和归属的数据(或数据集)的所有权、发布权、使用权、收益权等。关联数据的发展迫切需要相关的许可协议。目前关联数据用到的协议主要有CC(知识共享)家族的CCBY-SA、CC0、CC BY、CC BY-NC和ODC(开放数据共用组织)的PDDL(公共领域奉献和许可),ODbL(开放数据许可)、ODC-By(开放数据共享署名许可),以及OGL(Open Government License,开放政府许可协议)等。对开放数据相关许可协议在国内的应用提出建议。

DeviceNet总线应用层协议的实现

DeviceNet现场总线技术是一种先进的,直接用于与底层设备相连的总线技术,有着广泛的应用。文中分析DeviceNet面向对象的应用层协议技术,并利用单片机系统,实现对DeviceNet应用层协议核心的编制,完成了一种DeviceNet兼容设备的原型。

利用统计特征的网络应用协议识别方法

在网络流统计特征的基础上,提出了一种应用协议识别算法.根据网络流概念,在网络层建立应用协议特征的描述方法,并采用数据量、数据包、时间3种属性全面地描述网络协议的特征.采用主成分分析方法来确定网络流特征属性的主要成分,以减少环境因素的影响.结合BP神经网络算法建立的网络协议识别模型,其网络特征具有良好的持久性和稳定性,模型分类结果也不易受网络环境的影响.真实网络环境下的实验结果显示,所提方法能够准确识别目前网络中常用的应用协议,包括HTTP、FTP、BitTorrent及TELNET,识别准确率达到了97%以上.

应用层协议识别算法综述

能够标识出Internet上每个流所使用的应用层协议是一系列网络应用的前提和基础。然而随着网络的高速化和协议的复杂化,传统的基于端口识别应用层协议的算法已经不够准确,因此各种新的协议识别算法成为研究热点。本文介绍了协议识别问题的几个基本概念,将目前正在使用或研究的协议识别算法总结为三类并分析了各自的优缺点及关键技术和难点,最后指出了两个进一步研究的方向。

列车用CAN总线应用层协议研究与实现

铁路行业总线应用具有其自身的特点,目前还没有出现面向铁路专用的CAN总线应用层协议标准,本文以TCN(IEC61375-1)为参考,结合CAN总线自身的底层协议特点,借鉴了其他CAN总线应用层协议的优点,设计出面向列车总线应用的CAN总线应用层协议——Train-CAN协议.该文主要从该协议的报文分配、报文传输机制描述和网络管理方法3方面加以研究,并分析了一个典型的应用——分布式车载故障检测记录系统,通过该系统的实际运行情况证明了Train-CAN协议应用于铁路机车的合理性.

基于特征串的应用层协议识别

随着各种P2P协议的广泛应用以及逃避防火墙检测的需要,传统的基于常用端口识别应用层协议的方法已经出现问题。文章通过分析可用的文档和实际报文TRACE,分别为七种应用层协议找出其实际交互过程中必须出现且出现频率最高的固定字段,并将这些固定字段作为协议的特征串来识别这七种协议。实验结果表明,相较于端口方法,使用特征串方法识别这七种应用层协议具有更高的准确性,并且时间消耗的增长不会超过2%。

XL纯电动轿车CAN总线系统及应用层协议的开发

为了满足XL纯电动轿车控制实时性和可靠性要求,提出了基于CAN总线的分布式控制系统拓扑结构,开发的CAN总线应用层协议,包括通信内容、ID编码、数据编码、数据格式、消息调度以及底层接口定义等6部分。文中还介绍了所开发的基于CAN总线的硬件在环测试系统。通过硬件在环测试、台架联合调试和道路试验对CAN总线系统进行综合实测和评价。实际运行表明,纯电动汽车CAN总线系统具有较高的可靠性和实时性。

电动汽车CAN网络应用层协议研究

结合电动汽车控制策略和结构特点,以国际成熟协议SAE J1939等为参考,研究电动汽车各ECU间进行信息共享的应用层协议编制问题。提出了典型电动汽车的CAN网络拓扑结构,详细分析了29位ID的分配原则和方法;充分利用CAN通信的优势,对节点源地址分配、单帧与多帧标识、多帧编号等关键问题进行明确的规定。在总线波特率为250 Kbps时,分别通过CANoe仿真软件和RMA方法验证了协议的有效性和实时性。

无线应用协议的安全层研究与实现

讨论了无线应用协议 (WAP)协议栈的分层结构 ,着重研究了其中的安全层的构成并实现了安全服务的主要功能 ,可为通信双方提供数据一致性检查 ,加密 ,身份认证等。实现的安全层可直接加入到WAP的分层结构中 ,并且能不断加入新的密钥算法 ,使安全性不断提高。

基于STEP应用协议开发方法的产品建模与实现

分析了集成信息CAD系统中要解决的产品模型信息描述问题。基于STEP标准和IDEF产品建模方法 ,提出了基于功能层的产品信息建模和产品信息模型的三层结构 :功能层、广义零件层和广义结构层。以工程中业已标准化的滚动轴承为对象 ,建立了基于STEP标准的产品功能信息EXPRESS描述模型 ,提出了信息模型组织、传递和实现的原型框架 ,为集成信息CAD系统的信息集成中性环境的建立与实现提供了基础。

基于应用层协议关键词序列的应用层异常检测方法

提出一种基于应用层协议关键词序列的应用层异常检测方法.它用应用层协议关键词和关键词之间的时间间隔构成观测序列,用隐半马尔可夫模型来刻画正常用户在使用每种应用层协议时的行为.该方法可分为模型训练和异常检测两个阶段:在模型训练阶段,利用前后向算法训练得到正常用户在使用每种应用层协议时其行为的隐半马尔可夫模型;在异常检测阶段,在线统计每个观测序列相对于模型的平均对数或然概率,当发现某个用户在使用某种应用层协议的过程中其行为出现异常时,采取调整该用户数据流的优先级或者带宽的方式来对该用户的异常行为进行控制,从而可以自动纠正用户的异常行为.使用包括DARPA测试数据集在内的一些数据对该方法进行了验证.实验结果表明该方法能很好地描述正常用户在使用应用层协议时的行为,并且在检测用户异常行为时具有很高的检测率和很低的误报率.

基于STEP标准船舶结构应用协议(AP218)实施方法的研究

介绍了STEP标准应用协议—船舶结构 (AP2 18)的基本框架及基于AP2 18的STEP文件前后处理器的设计原理 ,通过STEP文件实现了三维船舶结构图在AutoCAD12 .0和Pro/ENGINEER两个不同CAD系统之间的产品数据交换 .

基于卡方统计的应用协议流量行为特征分析方法

引入统计理论中的卡方统计检验,提出一种通用的应用协议流量行为特征分析方法——ABSA(application behavior significance assessment).该方法不针对特定的应用协议,旨在提出描述各应用协议间行为测度分布差异情况的统一量化标准,使其可进行比较,从而判断各协议的流量行为特征,并评估相应的显著程度.理论分析及实验结果表明,ABSA方法不仅可以为协议识别提供更丰富、更准确的特征信息,优化协议识别的结果,而且保证特征显著程度的评估与协议样本在总样本中所占的比例无关,并可用于NetFlow等路由器所用的报文抽样环境下,保持以任意比例抽样后的特征相对显著程度顺序评估结果不变,简化了抽样比变化时的特征重选择过程.

基于无线应用协议的移动地理信息系统的研究

随着移动通信技术和地理信息技术的高速发展,二者的有机结合已成必然。该文重点研究了基于无线应用协议的移动地理信息系统的设计和实施,提出了一个WAP内容提供服务器的设计框架以及多用户并发控制和负载平衡分配、地理信息服务内容动态缓存、分布式异构数据源共享的解决方法。最后,给出了一个应用实例。

无线环境监测系统及应用层通信协议

针对环境参数有线监测存在的问题,设计并制作6个传感器节点和1个协调器的无线环境参数监测系统。提出地址匹配和导引码识别相结合的应用层通信协议,使协调器与传感器节点组成1个稳定的树形拓扑网络,扩大监测范围。协调器通过网络收集各传感器节点采集的环境参数(空气温、湿度,光照强度等),经串口将数据传送给SIM300模块,利用GSM/GPRS网络与客户端进行信息交互。无线环境监测系统可以在大区域内和复杂环境下正确监测温、湿度、光照强度,系统能接收用户的短信指令,将环境参数信息返回给用户,实现远程监测。系统可应用于气象环保、煤矿工业、精准农业等领域。

面向应用协议的CAD／CAM集成模式

本文提出以ＳＴＥＰ为核心、直接支持ＣＡＤ后续各应用系统的特征造型方法和ＣＡＤ／ＣＡＭ集成模式，不仅在一般意义上实现了基于ＳＴＥＰ的信息集成，而且是对ＳＴＥＰ利用应用协议实现ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ信息集成方法的拓展。