基于区块链的域间路由策略符合性验证方法

域间路由系统自治域(ASes)间具有不同的商业关系和路由策略.违反自治域间出站策略协定的路由传播可能引发路由泄露,进而导致网络中断、流量窃听、链路过载等严重后果.路由策略符合性验证对于保证域间路由系统安全性和稳定性至关重要.但自治域对本地路由策略自主配置与隐私保护的双重需求增加了验证路由策略符合性的难度,使其一直是域间路由安全领域尚未妥善解决的难点问题.提出一种基于区块链的域间路由策略符合性验证方法.该方法以区块链和密码学技术作为信任背书,使自治域能够以安全和隐私的方式发布、交互、验证和执行路由策略期望,通过生成对应路由更新的路由证明,保证路由传播过程的真实性,从而以多方协同的方式完成路由策略符合性验证.通过实现原型系统并基于真实路由数据开展实验与分析,结果表明该方法可以在不泄露自治域商业关系和本地路由策略的前提下针对路由传播出站策略符合性进行可追溯的验证,以合理的开销有效抑制策略违规路由传播,在局部部署情况下也具有显著的策略违规路由抑制能力.

基于相遇记录的域间路由协议攻击检测模型

由于当前已有方法获取的节点信任值评价结果准确性偏低,导致检测率和分组传输率下降,误检率和检测平均延时增加。提出一种基于相遇记录的域间路由协议攻击检测模型,计算不同节点之间的信任值,通过节点相遇记录对信任值进行量化处理。同时将直接观察信息和间接观察信息进行融合,对节点的信任度进行评价,同时对黑名单进行维护操作。根据节点转发能力以及黑名单进行路由决策,构建域间路由协议攻击检测模型,通过模型实现检测。仿真结果表明,所提模型可以有效提升检测率和分组传输率,同时有效降低误检率以及检测平均延时。

互联网域间路由系统的安全防御技术研究

域间路由系统是互联网的核心基础设施,对互联网的性能、拓扑结构和安全性起着关键作用。然而,由于存在数据真实性和完整性的问题、配置故障以及系统冗余性低等,域间路由系统面临着不断扩大的规模和多样化的安全威胁,给互联网的安全性带来潜在隐患。本文旨在分析互联网域间路由系统所面临的安全威胁,主要包括路由设备架构脆弱性、协议安全脆弱性、结构脆弱性三个方面,并探讨相应的域间路由安全防御技术方案,从而为保障互联网的安全性提供有力支持。

域间路由系统自组织特性

域间路由系统与Internet一样是一个复杂巨系统.自组织理论是当前对于复杂性系统研究的重要成果,是研究复杂系统的有效工具.所以,从自组织特性的角度分析了域间路由系统的内在规律和外在表现,并且评价了为了改善域间路由系统的扩展性、收敛性、稳定性和安全性而对BGP协议进行改进的各种方法.在对BGP的发展趋势进行预测的基础上,给出了利用自组织特性解决域间路由系统问题的指导原则和几种可行的方法.

互联网域间路由系统安全态势评估

基于边界网关协议BGP的互联网域间路由系统缺乏必要的安全机制,面临严重的安全威胁.尽管人们对BGP路由系统的安全问题进行了详尽研究,但是很少量化该系统的安全态势,并且网络管理员也确实需要有用的安全态势信息来感知自治系统(AS)的路由安全状况.为了解决这个问题,分析了互联网域间路由系统的层次特性,提出了一个基于BGP异常路由的安全评估模型.该方法的基本思想是基于BGP路由系统的层次特性构造路由状态树,准确地刻画BGP路由系统中各路由实体之间的层次关系、存储和表达每个实体的路由安全状态;并根据所检测的异常路由计算每个实体的路由安全状态.实验测试表明,该模型能同时评估BGP路由器、自治系统和互联网域间路由系统的安全威胁态势,可为网络管理员提供直观的安全态势曲线.

基于信誉机制的域间路由安全协同管理方法

如何抑制虚假路由的传播和恶意路由行为的发生,是域间路由安全管理的重要研究内容,对自治系统路由行为进行可信性评价和监督是其中的关键技术.设计了一种用于评价自治系统路由行为可信性的分布式协同信誉机制.该机制基于历史路由的有效性统计结果,采用后验概率分析的方法,由多个自治系统按照自组织协同的方式完成对目标自治系统的信誉计算,并将信誉计算结果作为度量该自治系统路由行为可信性的依据.实验结果表明,该机制能够抑制不良路由行为,有效提高域间路由系统的总体安全性,还能够为路由可信性分析和故障诊断提供依据,支持渐进式部署,无须修改BGP协议,具有良好的可实施性.

一种面向域间路由系统的信任模型

在域间路由系统中,边界网关协议(border gateway protocol,BGP)的运行基于对自治域路由通告行为的可信假设,给了虚假路由信息发布者可乘之机,导致影响Internet稳定运行的安全事件时有发生,然而现有研究工作并不能有效抑制虚假路由信息的产生和传播,因此提出一种面向域间路由系统的信任模型,以实现对自治域路由通告行为准确的可信评估.在该模型中,在每个评估周期,评估自治域对其邻居自治域的历史路由通告行为进行直接评估,同时收集被评估自治域的其他邻居自治域对其的直接评估,最后综合多方来源的直接评估结果计算被评估自治域的信任度.采用路由通告行为预测方法,以使直接评估结果可准确反映被评估自治域的未来路由通告行为,此外,为使评估自治域可获得充分的信任信息以保障信任度评估结果的准确性,采用信任推荐激励机制促进自治域积极参与信任推荐,自治域间相互根据对方的历史信任推荐积极性计算信任推荐概率,并基于该概率进行信任推荐.实验结果表明:相比于其他信任模型,在不同的评估环境中,信任模型的信任评估结果可更为准确地反映被评估自治域未来发布真实路由通告的可能性.

基于可信度的域间路由机制

当前的域间路由系统缺乏对路径真实性的验证,可能导致虚假路径信息大量传播,带来大规模的网络失效.为了提高路由抑制虚假路径的能力,文中将信任机制引入到域间路由中,采用可信度表示路径的真实可信程度,提出了基于可信度的域间路由机制,其主要思想为在路径选择时考虑路径的可信度,选取可信度高的路径作为最优路径.在该机制下,构建了一个Chord环进行信任信息的发布与获取,部署了虚假路径检测措施的AS根据检测结果在Chord环中发布信任信息,没有部署虚假路径检测措施的AS从Chord环中获取信任信息来计算候选路径的可信度,基于可信度进行路径选择.实验结果表明基于可信度的域间路由机制能够快速抑制虚假路径,在一定程度上解决路由机制的不可信问题.

域间路由协同监测中的信息共享机制

路由协同监测通过在自治系统之间共享路由监测信息来形成更为完整的全局监测视图,从而克服域间路由系统自治性的制约,提高单个自治系统的路由监测能力.针对路由协同监测的核心问题——监测信息共享,基于自组织思想设计了信息共享机制CoISM.该机制利用BGP路由策略引起的信息局部性对路由监测信息的传播范围进行裁减和控制,在被动查询的基础上增加了信息"反射"行为,利用路由监测信息之间的相关性实现信息的主动推送,将自治系统的利益建立在主动信息共享这一利他行为的基础上.CoISM能够引导自治系统实现路由监测信息的自组织聚合与按需共享,具有激励性,能够促进自治系统之间的协同.该机制采用分布式体系结构,具有良好的扩展性和较低的通信开销,不需要修改BGP协议,支持可渐进部署,适用于域间路由协同监测、路由故障协同分析、协同入侵检测等多种跨域协同管理应用.

基于规则的域间路由系统异常检测

随着Internet的爆炸性增长,域间路由系统变得越来越复杂并难以控制,许多与域间路由安全相关的事件广泛引起了人们的关注。提出一个基于规则的域间路由监测框架,其中的规则可分为常规异常检测规则和特殊异常检测规则,它们能有效用于检测异常路由和可能的攻击行为,这两种规则的不同在于特殊异常检测规则是由大量路由得到的Internet模型来定义。研究了Internet层次模型与ISP商业关系模型的构造,基于这个框架实现了一个原型系统———ISP-Health,最后给出了检测能力结果。

互联网域间路由可扩展性

互联网域间路由可扩展性问题是下一代互联网体系结构设计必须首先解决的关键问题之一.通过引入路由信息熵的概念,深入阐述Internet路由可扩展性问题的内在本质,并基于这一理论模型,分别从3个方面归纳解决路由可扩展性问题的3种可行思路.重点讨论了这3种思路应用于互联网路由系统的出发点和局限性.并就典型的具体提案从体系结构的角度进行了分析评价.最后总结路由可扩展性问题的挑战性,并展望了未来可扩展路由的研究发展方向.

MFT^2-BGP:基于多转发树的无中断域间路由协议

BGP通过触发全局、反应式收敛应对链路或节点失效引起的拓扑变化,然而BGP协议收敛时间长、收敛过程中的瞬时失效严重降低了数据平面转发性能,难以支持关键业务流量.该文提出了容忍失效的MFT2-BGP,通过利用路径标识符以较低的消息开销构造符合BGP策略的多转发树,使得每个AS获得多样性路径,当出现瞬时失效时,在不改变协议动态性的情况下,允许节点动态切换报文转发路径以实现无中断报文转发,通过嵌入"失效根源信息"以降低收敛时间,抑制瞬时失效以降低路由系统的扰动.通过在Internet-like拓扑上的大量实验表明,在链路失效场景中与其它协议相比,MFT2-BGP能有效改善收敛时间,降低转发中断时间,改善路由系统稳定性.

Hidra:一个分级域间路由架构

Internet域间路由系统的扩展性面临着严峻挑战.主要表现在全球路由表膨胀和路由更新频繁.分析发现造成全球路由表膨胀的根本原因是标识自治系统位置的IP前缀数目不可控,造成路由更新频繁的根本原因是扁平的域间路由结构.基于此,文中提出了一个分级域间路由架构Hidra(Hierarch icalinter-domain routing architec-ture).Hidra的核心思想是隔离网络边界与核心:"相对稳定"的核心网络位于高阶路由层,运行高阶域间路由协议,以维持核心网络的可达性;在"变化相对剧烈"的边界,引入一个低阶映射层和相应的映射服务,以维持边界网络与核心网络之间的可达性.因为与不稳定的边界网络隔离,核心网络路由的稳定性增强.Hidra引入一个标识传送自治系统位置的域间路由标识(Routing IDentity,RID).它由传送自治系统及其提供商自治系统唯一确定,显著降低了全球路由表的规模.

域间路由系统级联失效分析与建模

针对域间路由系统的级联失效展开研究,分析了系统级联失效的机制,建立了域间路由系统级联失效模型。模型引入了符合节点真实信息的IRS介数,并基于IRS介数定义节点的初始负载;针对系统中节点的重启现象和BGP更新报文的交互现象,引入了节点重启时延和更新报文存活时延,使构建的级联失效模型更加符合系统的真实情况。最后,通过仿真实验分析了IRS介数与其他测度的区别,研究了不同模型参数对系统级联失效的影响。研究结果为分析和提升域间路由系统的安全性能提供了有效的参考和借鉴。

一种基于OBGP协议的光网络域间路由的新型机制

本文提出一种采用光边界网关协议 (OBGP)实现WDM光格状网的域间路由的新型机制 ;该机制基于最小跳选择策略建立最优化路径的思想 ,同时引进“迂回路由”策略和“并行信令”方式 ,实现了动态、分布式的光通道确立过程 .在OPNet平台上针对两种网络拓扑进行仿真实验 ,结果表明 :该机制能够在网络繁忙时期降低阻塞率 ,提高网络性能 ;同时发现 :网络规模、单信道波长数以及网络负载等网络参数对于网络性能具有一定的影响 .

ISPView:一种域间路由可视化监测系统

基于BGP协议构造的域间路由系统是因特网的基础设施,面临多种恶意攻击的威胁且易受人为错误的影响,安全监测是增强域间路由健康和安全的重要手段。本文介绍了域间路由监测的可视化系统ISPView的设计与实现,采用改进的磁场-弹簧的力学模型实现网络拓扑图的动态展示。将算法应用于ISPView中,可以展示不同粒度下的网络拓扑结构,动态显示路由系统的安全状态,实现对域间路由的异常行为的安全监测。

区分自治系统关系的域间路由体系研究

BGP 4是Internet采用的惟一域间路由协议 ,但它并不能确保路由收敛 ,复杂的网络结构加剧了路由潜在振荡的危险性 为此 ,提出了一种自约束的域间选路机制 ,在不违反传统流量工程原则和自治系统间结算原则的前提下 ,通过抑制违背自治系统间关系的路由通告和路由选择 ,达到维护全系统路由稳定的目的 ;对所提方案的技术可行性进行论证 ,给出了新的选路机制原型系统的定义和关键算法的实现 区分自治系统关系的域间路由体系有效回避了路由策略一致性全局检测这一NP

基于路由证据的域间路由不一致路径恶意自治系统检测机制

域间路由系统中,自治系统依据路由策略选择报文转发路径,并将路径通告给邻居自治系统.为了追求更多的网络利益,自治系统向邻居自治系统通告的路径可能并不是实际转发报文的路径,从而产生域间路由路径不一致的问题.域间路由不一致路径不仅欺骗正常自治系统的路由选路过程,损害其网络利益,而且对域间路由的稳定性也会造成严重影响.现有的检测机制主要关注不一致路径的检测,没有致力于发现导致路径不一致的恶意自治系统,无法为后续解决路径不一致的问题提供支撑.该文提出一种域间路由不一致路径恶意自治系统检测机制,采用路由证据将自治系统的路由行为与自治系统本身相绑定.路径源自治系统对路径中其他自治系统进行逆序比较路由证据,确定可疑自治系统,然后查询离自身较近的可疑自治系统的直接上游自治系统的路由通告历史记录,对可能接收可疑自治系统报文的自治系统请求路由证据,根据比较结果最终确定恶意自治系统.实验结果表明,该文的检测机制在查全率和查准率两个指标上均优于现有的检测机制,有效提高了检测不一致路径中恶意自治系统的准确率.

域间路由系统AS联盟机制的研究

增强节点的自组织与协调能力是引导互联网健康发展的重要途径。该文通过分析域间路由系统的结构特点,提出AS联盟的概念。它是一组按照域间路由结构特点自组织的AS节点。基于AS联盟的域间路由协议安全扩展机制可以避免集中式控制的不利影响,且具有较低的证书管理代价,而稳定性扩展机制则能有效降低一定范围内的路由振荡。

域间路由协议BGP安全性研究

BGP协议安全是域间路由安全的核心问题之一,其关键问题就是如何确保每个AS发布BGP路由信息的正确性和完整性。当前已提出多个BGP安全机制,然而没有一个能够得到有效的部署。本文建立了完整的BGP威胁模型,对当前提出的BGP安全机制进行了系统的分析,针对域间路由安全中的关键问题提出了一些新的研究思路。