基于虚拟经济的BitTorrent网络攻击对抗方法研究

发布时间：2017-12-25 21:36

本文关键词：基于虚拟经济的BitTorrent网络攻击对抗方法研究　出处：《吉林大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：P2P模式作为传统C/S模式的替代者,在资源分享、流媒体传输等领域表现出巨大的活力,其中最具代表性的是Bit Torrent协议。Bit Torrent协议是一种用于文件快速分发的P2P协议,在Bit Torrent网络中的节点可动态地加入或者离开。同时,Bit Torrent网络中也存在许多漏洞,某些节点正是利用了Bit Torrent网络的动态性以及节点的匿名性、自私性等特征对Bit Torrent网络进行攻击,干扰正常节点的上传下载行为,降低整个Bit Torrent网络的性能。因此,研究Bit Torrent协议的缺陷,构建能够防御常见攻击方式的策略对于维护Bit Torrent网络性能、保护正常节点的利益以及促进资源的分享有着重要意义。本文在充分研究Bit Torrent协议、阅读大量的国内外研究成果的基础上,针对Bit Torrent网络中节点的free-riding行为和攻击性行为,提出了基于“tit-for-tat”机制的Bit Torrent虚拟经济体系。在Bit Torrent网络中构建经济模型,把节点上传下载文件资源的行为看作是以文件资源为商品的交易行为,提出了由节点财富值、文件块价格、节点透支额度以及黑名单制度构成的Bit Torrent虚拟经济体系。通过规定节点的经济行为,包括更新邻居节点的财富信息、节点间的交易过程、节点的选择策略、财富值鉴别以及最高初始财富值限制,从而将Bit Torrent虚拟经济体系融于“tit-for-tat”机制中,最终形成了基于“tit-for-tat”机制的Bit Torrent虚拟经济体系。针对Bit Torrent网络中节点的free-riding行为,利用free-rider节点只下载不上传的自私性,通过对文件块进行定价并限制节点透支额度的方式对free-rider节点进行了限制。并且,通过规定节点间财富信息的更新、节点交易过程以及在choke/unchoke/optimistic unchoke过程中节点的选择策略,使得正常节点在节点选择阶段尽量屏蔽free-rider节点,大大降低了free-rider节点被选择的概率。针对Bit Torrent网络中常见的勾结攻击、欺骗攻击、假块攻击以及Bit Torrent虚拟经济体系统特有的篡改财富值攻击,本文完善了基于“tit-for-tat”机制的虚拟经济体系。针对欺骗攻击和假块攻击的特点,增加了Seeder节点的黑名单制度,通过广泛传播Seeder节点的黑名单,使得正常节点避免再次受到攻击;针对篡改财富值攻击,在节点选择策略中增加了对节点财富值的鉴别过程;为了屏蔽复杂的勾结攻击,在分析了下载整个文件资源所需的最少财富值数量的基础上,提出了对节点初始财富值进行限制的策略,并给出了相应的计算模型。本文在Peersim仿真平台上实现了Bit Torrent协议,并部署了基于“tit-for-tat”机制的Bit Torrent虚拟经济体系。通过仿真实验验证了本文提出的基于“tit-for-tat”机制的Bit Torrent虚拟经济体系能够有效地抑制free-rider节点,并且明显地降低了常见的Bit Torrent攻击对Bit Torrent网络性能造成的影响。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.08

【参考文献】