吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (4): 1231-1236.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170975

• • 上一篇    下一篇

物联网环境下抵抗路由欺骗攻击的网络拓扑发现算法

傅文博1, 张杰1, 陈永乐2   

  1. 1.山西大同大学 数学与计算机科学学院,山西 大同 037009;
    2.太原理工大学 计算机科学与技术学院, 太原 030024
  • 收稿日期:2017-10-21 出版日期:2018-07-01 发布日期:2018-07-01
  • 作者简介:傅文博(1976-),男,副教授,博士.研究方向:物联网技术,网络安全.E-mail:18603523830@163.com
  • 基金资助:
    国家自然基金青年科学基金项目(61401300); 山西省高等学校大学生创新创业训练项目(2014340); 山西大同大学科研项目(2010K1).

Network topology discovery algorithm against routing spoofing attack in Internet of things

FU Wen-bo1, ZHANG Jie1, CHEN Yong-le2   

  1. 1.School of Mathematics and Computer Science, Shanxi Datong University, Datong 037009, China;
    2.College of Computer Science and Technology, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
  • Received:2017-10-21 Online:2018-07-01 Published:2018-07-01

摘要: 针对传统网络拓扑发现算法没有对数据来源的真实性进行验证,造成网络拓扑发现结果有被欺骗的可能性,在物联网环境下,提出了一种新的可抵抗路由欺骗攻击的网络拓扑发现算法。对物联网无向图进行描述,利用PSNP请求对可疑路由信息的源路由器进行查询,实现真实性检测,抵抗路由欺骗攻击。采用SNMP管理信息库MIB内的信息对路由器与交换机进行区分,为网络层拓扑发现提供依据。给出SNMP协议网络层拓扑发现算法流程。结合网桥转发表和网桥生成树算法实现链路层拓扑发现,介绍了链路层拓扑发现流程。实验结果表明,本文算法能够有效抵抗路由欺骗,网络拓扑发现性能强。

关键词: 计算机应用, 物联网环境, 路由欺骗, 攻击, 网络拓扑发现

Abstract: The traditional Network Topology Discovery (NTD) algorithm does not verify the authenticity of data sources, resulting in the possibility of the discovery results being deceived. Therefore, in the internet of things environment, a new NTD algorithm is proposed, which can resist routing spoofing attack. The undirected graph of the internet of things is described, and the PSNP request is used to query the source router of the suspicious routing information, so as to realize the authenticity detection and resist routing proofing attack. The information in SNMP management information base MIB is used to distinguish routers and switches, which provides the basis for network layer topology discovery. The algorithm flow of network layer topology discovery in SNMP protocol is given. The link layer topology discovery process is introduced by combing bridge switching and bridge spanning tree algorithm to realize link layer topology discovery. Experimental results show that the proposed algorithm can effectively resist routing proofing attack and has strong network topology discovery performance.

Key words: computer application, Internet of things environment, routing spoofing, attack, network topology discovery

中图分类号: 

  • TP393.07
[1] 郑杰, 李建平. 物联网传感网络路由改进设计算法研究[J]. 科技通报, 2017, 33(3):92-95.
Zheng Jie,Li Jian-ping.Research on improved design algorithm of internet of things sensor network[J]. Bulletin of Science and Technology, 2017, 33(3):92-95.
[2] 杨秀清, 陈海燕. 光通信技术在物联网中的应用[J]. 中国光学, 2014, 7(6): 889-896.
Yang Xiu-qing, Chen Hai-yan.Application of optical communication technique in the Internet of Things[J]. Chinese Optics, 2014, 7(6): 889-896.
[3] 于婷婷, 马晓波, 王晓娟. 基于移动代理的无线自组网络拓扑发现算法研究[J]. 现代电子技术, 2016, 39(18):39-42.
Yu Ting-ting,Ma Xiao-bo,Wang Xiao-juan.Research of mobile agent based topology discovery algorithms in wireless Ad hoc network[J]. Modern Electronics Technique, 2016, 39(18):39-42.
[4] 曾光, 陈性元, 杜学绘,等. 基于多子网交汇点的以太网物理拓扑发现算法[J]. 计算机科学, 2014, 41(5):173-177.
Zeng Guang,Chen Xing-yuan,Du Xue-hui, et al.Physical topology discovery algorithm for Ethernet based on intersection of multi-subnet[J]. Computer Science, 2014, 41(5):173-177.
[5] 李智楠, 杨晓冬. 基于可靠路径稳定性估计的MANET路由发现算法研究[J]. 通信学报, 2016, 37(8):119-128.
Li Zhi-nan,Yang Xiao-dong.Routing discovery algorithm based on reliable path stability estimation in MANET[J]. Journal on Communications, 2016, 37(8):119-128.
[6] 邹柯, 姚英彪. 抵御欺骗攻击的DV-Hop安全定位算法[J]. 传感技术学报, 2017, 30(4):603-610.
Zou Ke,Yao Ying-biao.DV-Hop secure localization algorithm against spoofing attack[J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2017, 30(4):603-610.
[7] 李祝红, 赵灿明, 石滚,等. 动态网络环境下的链路层拓扑发现算法[J]. 计算机系统应用, 2015, 24(10):122-128.
Li Zhu-hong,Zhao Can-ming,Shi Gun, et al.Link-layer topology discovery algorithm under dynamic networking environments[J]. Computer Systems & Applications, 2015, 24(10):122-128.
[8] 吴辰文, 茹俊年, 刘香丽,等. 基于丢包率的多播网络拓扑推断算法[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(13):118-120.
Wu Chen-wen, Ru Jun-nian, Liu Xiang-li,et al.Algorithm of multicast network topology inference based on packet loss rate[J]. Computer Engineering, 2014, 50(13):118-120.
[9] 张宾, 刁兴春, 刘艺,等. 基于AFT满足下行约束的物理拓扑发现方法[J]. 电子学报, 2016, 44(8):1864-1872.
Zhang Bin,Diao Xing-chun,Liu Yi,et al.A physical topology discovery method based on AFT of downstream constraint[J]. Acta Electronica Sinica, 2016, 44(8):1864-1872.
[10] 石佳玉, 吴辰文, 孔德弟,等. 基于叶节点DFS序列的网络拓扑推断算法[J]. 计算机工程与设计, 2014, 35(2):411-415.
Shi Jia-yu,Wu Chen-wen,Kong De-di,et al.Network topology inference method based on DFS sequence[J]. Computer Engineering and Design, 2014, 35(2):411-415.
[11] 宋钰, 关文静, 何小利. 动态传感网络主节点恶意攻击检测仿真[J]. 计算机仿真, 2014, 31(10):326-329.
Song Yu,Guan Wen-jing,He Xiao-li.Simulation on the malicious attack detection of major node of dynamic sensor network[J]. Computer Simulation, 2014, 31(10):326-329.
[12] 贺筱军, 李为民, 黄仁全,等. 基于攻击策略的复杂网络拓扑结构优化模型[J]. 电讯技术, 2014, 54(9):1286-1291.
He Xiao-jun,Li Wei-min,Huang Ren-quan,et al.An optimization topological structure model for complex network based on attack strategy[J]. Telecommunication Engineering, 2014, 54(9):1286-1291.
[13] 毕娟, 秦志光. 基于概率主题模型的社交网络层次化社区发现算法[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(6):898-903.
Bi Juan, Qin Zhi-guang.Hierarchical community discovery for social networks based on probabilistic topic model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(6):898-903.
[14] 李黎, 郑庆华, 管晓宏,等. 基于有限资源提升网络可生存性的拓扑重构方法[J]. 物理学报, 2014, 63(17):1-11.
Li Li,Zheng Qing-hua,Guan Xiao-hong,et al.A topological reconfiguration method for enhancing networks survivability with limited resources[J]. Acta Physica Sinica, 2014, 63(17):1-11.
[15] 赵文涛, 赵好好, 孟令军. 基于相关拓扑势的社团发现算法[J]. 计算机应用与软件, 2017, 34(1):258-262.
Zhao Wen-tao,Zhao Hao-hao,Meng Ling-jun.Community detection algorithm based on interrelated topological potential[J]. Computer Applications and Software, 2017, 34(1):258-262.
[1] 刘富,宗宇轩,康冰,张益萌,林彩霞,赵宏伟. 基于优化纹理特征的手背静脉识别系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1844-1850.
[2] 王利民,刘洋,孙铭会,李美慧. 基于Markov blanket的无约束型K阶贝叶斯集成分类模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1851-1858.
[3] 金顺福,王宝帅,郝闪闪,贾晓光,霍占强. 基于备用虚拟机同步休眠的云数据中心节能策略及性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1859-1866.
[4] 赵东,孙明玉,朱金龙,于繁华,刘光洁,陈慧灵. 结合粒子群和单纯形的改进飞蛾优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1867-1872.
[5] 刘恩泽,吴文福. 基于机器视觉的农作物表面多特征决策融合病变判断算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1873-1878.
[6] 欧阳丹彤, 范琪. 子句级别语境感知的开放信息抽取方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1563-1570.
[7] 刘富, 兰旭腾, 侯涛, 康冰, 刘云, 林彩霞. 基于优化k-mer频率的宏基因组聚类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1593-1599.
[8] 桂春, 黄旺星. 基于改进的标签传播算法的网络聚类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1600-1605.
[9] 刘元宁, 刘帅, 朱晓冬, 陈一浩, 郑少阁, 沈椿壮. 基于高斯拉普拉斯算子与自适应优化伽柏滤波的虹膜识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1606-1613.
[10] 车翔玖, 王利, 郭晓新. 基于多尺度特征融合的边界检测算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1621-1628.
[11] 赵宏伟, 刘宇琦, 董立岩, 王玉, 刘陪. 智能交通混合动态路径优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1214-1223.
[12] 黄辉, 冯西安, 魏燕, 许驰, 陈慧灵. 基于增强核极限学习机的专业选择智能系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1224-1230.
[13] 曹洁, 苏哲, 李晓旭. 基于Corr-LDA模型的图像标注方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1237-1243.
[14] 侯永宏, 王利伟, 邢家明. 基于HTTP的动态自适应流媒体传输算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1244-1253.
[15] 赵宏伟, 刘宇琦, 特日根, 陈长征, 臧雪柏. 基于有限序列的压缩新算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 882-886.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 郭孔辉;王爽;丁海涛;张建伟 . 后悬架非对称式橡胶衬套弹性耦合特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(06): 1225 -1228 .
[2] 何磊,宗长富,田承伟,吴仁军,张太武. 线控转向汽车直流电机的故障诊断与容错控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(03): 608 -612 .
[3] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[4] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[5] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[6] 朱剑峰, 林逸, 陈潇凯, 施国标. 汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 584 -589 .
[7] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[8] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[9] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[10] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .