基于Pi演算的IPSec协议并行化研究

发布时间：2017-04-19 20:31

  本文关键词：基于Pi演算的IPSec协议并行化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息安全问题日益突出,网络协议的高效性和安全性成为科学研究的热点。因此在现有安全标准的框架下,科研人员将更多精力投入于网络安全协议的研究,提高其在实际应用中的性能。IPSec协议的提出旨在对开放式系统互联模型中网络层部分提供整套的安全服务,但其制定者互联网工程任务组在协议标准的两代更迭中并未给出部署方式。由于IPSec协议簇包含众多协议和标准,当前有许多实现方式,因此研究方向趋向于在实际应用中,在不改变效果的前提下达到更高效率。Pi演算因其自身具备表示进程间消息传递的能力,可对程序或系统的现有理论进行精细化建模,并能在描述的过程中通过进程间的并行,达到应用效率上的提升,实现基于Pi演算的IPSec协议并行化。本文将IPSec协议标准中的框架、协商协议和加密算法与Pi演算相结合,主要工作如下:1)定义了一种基于Pi演算的IPSec协议框架并行模型,使用与Pi演算对应性较好的Pict语言实现了该模型,并与使用C语言实现的传统IPSec协议框架在运行时间上和内存使用量上做了对比,并对实验结果进行分析;2)针对1)中未详细展开讨论的IKEv2协议进行了安全性和效率上的分析和改进,定义了一种基于Pi演算的IKEv2协议并行模型,并给出基于弱互模拟的形式化证明,使用Pict语言实现了该并行模型,使用C语言实现了其对比实验模型,对处理多次协商请求时的实验结果进行分析;3)针对2)中所应用到的DES加密算法,在不改变加密效果的前提下,定义了一种基于Pi演算的DES加密算法并行模型,使用Pict语言实现该模型,并与使用C语言实现的传统DES加密算法在运行时间上作对比,对实验结果进行了分析。结合本文工作,得出的结论是:三个并行模型相较于原串行模型在不改变功能和效果的前提下,执行性能均有所提升。这为今后IPSec协议在实际应用中更高效地实现提供依据。
【关键词】：Pi演算 IPSec协议 IKEv2协议 DES算法
【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】：TP393.07
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 引言11-17
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 国内外网络安全协议和标准现状11-13
• 1.1.2 国内外主流并行编程语言和方案13-14
• 1.2 研究意义及主要工作14-15
• 1.3 论文组织结构15-16
• 本章小结16-17
• 第2章 IPSEC协议和PI演算简介17-24
• 2.1 IPSEC协议简介17-21
• 2.1.1 IPSec协议的体系结构17-18
• 2.1.2 IPSec协议中几个重要的概念18-21
• 2.2 PI演算简介21-23
• 2.2.1 Pi演算的语法定义21-22
• 2.2.2 Pi演算的操作语义22-23
• 本章小结23-24
• 第3章 基于PI演算的IPSEC协议框架并行模型24-41
• 3.1 LINUX2.6 下IPSEC协议框架流程简介24-26
• 3.2 基于PI演算的IPSEC协议框架并行模型26-35
• 3.3 对IPSEC协议框架并行模型进行高级语言程序描述35-37
• 3.3.1 Pict语言程序描述35-36
• 3.3.2 C语言功能实现36-37
• 3.4 实验对比分析37-40
• 3.4.1 程序运行时间、内存使用量对比37-40
• 3.4.2 实验结论40
• 本章小结40-41
• 第4章 基于PI演算的IKEV2协议并行模型41-54
• 4.1 IKEV2协议协商过程简介41-42
• 4.2 使用PI演算对IKEV2协议并行模型建模42-49
• 4.3 对IKEV2协议并行模型进行高级语言程序描述49-50
• 4.3.1 Pict语言编程描述49-50
• 4.3.2 C语言功能实现50
• 4.4 实验对比分析50-53
• 4.4.1 程序运行时间对比50-52
• 4.4.2 实验结论52-53
• 本章小结53-54
• 第5章 基于PI演算的DES加密算法并行化54-82
• 5.1 DES加密算法简介54
• 5.2 使用PI演算对DES加密算法建模54-74
• 5.3 对DES加密算法进行高级语言程序描述74-77
• 5.3.1 Pict语言编程描述74-76
• 5.3.2 C语言功能实现76-77
• 5.4 实验对比分析77-81
• 5.4.1 程序运行时间对比77-81
• 5.4.2 实验结论81
• 本章小结81-82
• 第6章 结语82-84
• 6.1 本文工作总结82-83
• 6.2 未来工作展望83-84
• 参考文献84-87
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果87-88
• 致谢88

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本文编号：317095