异构无线网络中安全计费协议研究

发布时间：2017-05-31 16:16

  本文关键词：异构无线网络中安全计费协议研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线网络技术和信息社会经济的迅速发展,人们对移动通信及宽带无线接入业务的需求不断增长。一方面,不同的无线网络技术,如蜂窝通信UMTS、LTE、宽带无线接入技术(WiMAX)以及短距离通信(WLAN)等为用户提供了不同方式的接入服务。另一方面,随着双模甚至多模终端、智能手机和PDA等移动终端的日益普及。用户希望利用无线网络的异构性,能够以最佳的接入方式连接到网络,体验不同网络提供的服务,并保持服务的连续性。因此,异构无线网络之间的融合是新一代无线网络发展的必然趋势和关键所在。当用户无缝切换到目标网络时,如何保证安全计费是异构无线网络商用的关键问题之一。本文的主要工作如下：(1)分析了异构无线网络计费协议的安全性需求,包括不可否认性、公平性、机密性和准确性。(2)提出了服务分割思想设计的计费协议。将WLA、3G、LTE等不同网络中的服务根据需要分成若干个部分,用户请求某一部分数据时需要向网络接入点发送前一部分数据的签名消息,然后才能获取该部分数据。本文提出一种异构无线网络中基于自更新哈希链的不可否认性计费协议(NBPH协议)。通过采用新颖的自更新哈希链,移动终端能够快速更新可用的哈希链,保证连续的快速认证和计费。然后,采用变色龙签名算法对NBPH协议进行了进一步改进,实现不可否认性计费的同时,还可以营造一个公平的计费环境。(3)对设计的异构无线网络不可否认性计费协议进行了安全性分析,理论分析表明该方案具有信息传输的机密性、计费的不可否认性和最小损失等优势。通过AVISPA工具形式化验证表明本文提出的协议能够防止伪装攻击、篡改攻击、重放攻击等恶意攻击。(4)利用NS3网络仿真软件对计费方案做了性能分析,结果表明提出的方案具有计算开销低、通信时延小等优势,满足异构无线网络的性能要求。同时,借助动画演示工具NetAnim直观地展示了设计的计费协议数据流的交互过程,通过可视化的图像界面能更直观地观察NS3的仿真效果。
【关键词】：异构无线网络 安全计费 服务分片 不可否认性 自更新哈希链 变色龙签名
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 异构无线网络发展趋势10-12
• 1.2 课题背景12
• 1.3 章节安排12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 2 网络计费协议与安全性需求14-25
• 2.1 网络计费协议分析14-21
• 2.1.1 RADIUS协议14-16
• 2.1.2 Diameter协议16-18
• 2.1.3 TACACS+协议18-20
• 2.1.4 微支付协议20-21
• 2.2 安全性需求21-22
• 2.2.1 不可否认性21
• 2.2.2 公平性21
• 2.2.3 机密性21-22
• 2.2.4 准确性22
• 2.3 相关知识22-23
• 2.3.1 哈希函数22
• 2.3.2 自更新哈希链22-23
• 2.3.3 变色龙签名23
• 2.4 本章小结23-25
• 3 异构无线网络不可否认性计费方案设计25-33
• 3.1 计费场景25-26
• 3.2 NBPH协议设计26-29
• 3.2.1 初始认证和计费26-28
• 3.2.2 切换认证和计费28-29
• 3.3 NBPH协议纠纷处理29-31
• 3.4 NBPH协议的改进31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 异构无线网络不可否认性计费协议安全性分析33-40
• 4.1 理论分析33-34
• 4.2 形式化检测34-39
• 4.2.1 模型检测工具AVISPA34-35
• 4.2.2 NBPH协议的模型检测35-36
• 4.2.3 模型检测结果分析36-39
• 4.3 本章小结39-40
• 5 异构无线网络不可否认性计费方案性能分析40-56
• 5.1 理论分析40-41
• 5.1.1 时延统计40-41
• 5.1.1.1 计算开销40-41
• 5.1.1.2 通信开销41
• 5.1.2 丢包率41
• 5.2 NS3性能仿真41-53
• 5.2.1 NS3仿真软件42-44
• 5.2.2 NS3仿真过程44-45
• 5.2.3 NS3仿真设计45-51
• 5.2.4 仿真结果分析51-53
• 5.3 仿真可视化53-55
• 5.3.1 NetAnim动画演示工具53
• 5.3.2 仿真可视化设计53-54
• 5.3.3 NetAnim仿真结果54-55
• 5.4 本章小结55-56
• 6 结束语56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 附录62

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 林达宜;邓胜武;;WLAN与3G的融合分析[A];2012全国无线及移动通信学术大会论文集（上）[C];2012年

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本文编号：410004