移动自组织网络MAC协议的攻击技术研究

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近年来,随着移动通信和软件无线电技术的发展,移动自组织网络受到越来越多的关注。移动自组网具有可临时组网、快速展开、无控制中心和抗毁性强等特点,因而在军事通信中的战术互联网、单兵个人电台等场合获得了广泛的应用,而且正在迅速向民用系统扩展,如无线局域网、个域网、传感器网络等。然而,移动自组网具有多跳路由、动态拓扑、无线信道和能量受限等特征,随时都面临着安全威胁。因此,研究移动自组织网络的攻击技术具有重要意义。论文在深入分析移动自组网MAC协议中最为典型、应用最为广泛的IEEE 802.11DCF协议的基础上,针对IEEE 802.11 DCF协议应用于移动自组网环境下存在的安全问题进行研究,所做的主要工作和取得的结论包括:1.介绍移动自组织网络的基本概念、特点以及应用领域,重点分析移动自组织网络MAC协议攻击技术的研究现状。建立二维马尔可夫模型分析IEEE 802.11 DCF协议的网络饱和吞吐量与网络中竞争信道的节点数、最小竞争窗口和最大回退级数的关系;给出IEEE 802.11DCF协议中RTS/CTS握手机制、随机退避机制等存在的安全隐患。2.提出一种移动自组网的簇移动模型。针对移动自组网的结构特点,归纳出移动自组网中簇移动及节点移动特征;并通过NS2建立移动自组网的簇移动模型,在移动自组网的转移场景下进行DDoS攻击仿真。仿真结果与预期相符,验证了建立的移动自组网仿真场景的正确性与稳定性。3.提出一种新的注入攻击方法。由于移动自组网的节点在参与路由的过程中,链路上的节点将完全信任该链路的可靠性,即除目的节点外,任一节点都不会怀疑链路中其它节点转发来的报文是否可靠,而是尽量转发给下一跳节点。针对移动自组网节点间信任机制存在的安全隐患,将攻击节点潜伏于路由链路之间,当有数据包经过时,向其注入想定的恶意代码或篡改数据包内容等。仿真结果表明,新的注入攻击方法可以严重降低网络的可靠性与安全性。4.提出一种基于攻击集的分布式拒绝服务攻击方法。针对当前移动自组网攻击方法中,攻击者没有对攻击节点进行高效分组的问题,提出攻击集的概念,并建立攻击节点的攻击模型;在此基础上,利用数量有限的攻击节点去抢占或干扰、封锁受害节点的无线信道。仿真结果表明,攻击集可以造成受害节点产生拒绝服务状态,高效地完成攻击任务。
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