容迟网络协议及若干安全问题的研究

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容迟网络(DTN)通常被认为是一类由于设备经常移动、分布稀疏的特性或是设备电量受限或是可能经常发生故障等因素,通信设备之间缺乏稳定连接的网络。由于其不稳定的网络性质,针对容迟网络路由协议的研究一直是近些年的热门话题。为保证一定的投递率,容迟网络路由协议一般采用多拷贝转发的方式传播信息,但是也非常容易造成消息的过度传播导致网络拥塞。命名网络(NDN)是近些年提出的新型网络,其最大特点是摈弃传统以IP地址为中心的TCP/IP协议模型以及强调端对端通信的方式,而是以内容及其命名标识作为消息路由的基本对象。这为解决容迟网络路由协议等一系列问题提供思路。论文首先以发布/订阅多播为原型,设计了一种容迟网络环境下的命名数据网络协议,并提出了面向频道的优化方法来提高网络的效率。文章还深入讨论了容迟网络的安全和隐私问题,详细分析了协议容易受到的安全威胁,包括隐私泄露,DDos攻击,自私节点的不合作行为。并提出了一系列使用于容迟网络发布/订阅协议的抵抗恶意攻击和保护用户隐私的方案,包括:基于群签名和聚合签名的隐私保护验证方案;基于Hash Chain的网络拥塞控制方案;结合Spray&Wait路由算法的安全高效激励机制——Incentive Spray&Wait。通过仿真实验分析表明,论文提出的面向频道的优化方法显著改善了网络的投递率,而且文章的安全方案也可以有效地控制网络中的恶意行为,并激励自私节点。
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