摘　要： 針對(duì)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)式路由的洪泛攻擊,，分析了現(xiàn)有的抵御洪泛攻擊的FAP方案的安全漏洞,，提出了一種簡(jiǎn)單易行的CSR方案，并與FAP方案進(jìn)行了對(duì)比,。
　　關(guān)鍵詞： 移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò) 反應(yīng)式路由? 洪泛攻擊? FAP方案

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　　移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種新型的移動(dòng)多跳無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),，它不依賴(lài)于任何固定的基礎(chǔ)設(shè)施和管理中心，而是通過(guò)傳輸范圍有限的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作和自我組織來(lái)保持網(wǎng)絡(luò)連接并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞,。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中路由的特殊性使其成為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的重要問(wèn)題,，一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前,，較為成熟且已在A(yíng)d Hoc網(wǎng)絡(luò)中廣為使用的路由協(xié)議" title="路由協(xié)議">路由協(xié)議有優(yōu)化鏈路" title="鏈路">鏈路狀態(tài)路由算法OLSR(Optimized Link State Routing Protocol),、動(dòng)態(tài)源路由DSR(Dynamic Source Routing)、按需距離矢量路由AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing)等,。同時(shí),，隨著各類(lèi)攻擊的出現(xiàn)，基于安全的Ad Hoc路由協(xié)議也相繼產(chǎn)生^[1～4],。
　　洪泛攻擊是新近提出的一種針對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中反應(yīng)式路由的攻擊類(lèi)型,，分為RREQ報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文攻擊兩種。它通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中引發(fā)拒絕服務(wù),，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的所有反應(yīng)式路由進(jìn)行攻擊,。Ping Yi等人首次提出了這種攻擊的模型^[5]，同時(shí)給出了抵御這種攻擊的洪泛攻擊預(yù)防FAP（Flooding Attack Prevention）方案,。
針對(duì)FAP方案的不足,，本文提出了通信狀態(tài)記錄CSR（Communication Status Record）方案。該方案中各節(jié)點(diǎn)通過(guò)實(shí)時(shí)記錄與其相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)及鏈路的狀態(tài),，從而可以有效地辨別非法節(jié)點(diǎn),，避免為非法節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，達(dá)到抵御洪泛攻擊的效果,。
1 背景知識(shí)
1.1 反應(yīng)式路由簡(jiǎn)介
　　反應(yīng)式路由協(xié)議又稱(chēng)為按需路由協(xié)議,，是一種當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才查找路由的路由算法。在這種路由協(xié)議中,，節(jié)點(diǎn)不需要維護(hù)及時(shí),、準(zhǔn)確的路由信息，當(dāng)需要向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文時(shí),，源節(jié)點(diǎn)才在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起路由查找過(guò)程,，找到相應(yīng)的路由。常用的反應(yīng)式路由協(xié)議有DSR,、AODV等,。與先驗(yàn)式路由協(xié)議相比，反應(yīng)式路由協(xié)議的開(kāi)銷(xiāo)較小，應(yīng)用更廣泛,。

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3.3 合法性標(biāo)記表項(xiàng)的維護(hù)
　　目的節(jié)點(diǎn)B收到來(lái)自A的RREQ報(bào)文(可能多個(gè))后,，按最先到達(dá)或路徑最短等原則，選擇一條路由(如Ａ－Ｔ－Ｑ-Ｂ),，在自身的CSR中加入相應(yīng)的表項(xiàng),。之后發(fā)送RREP報(bào)文，報(bào)文里包含源地址Ａ,，目的地址Ｂ和序列號(hào)s,，并按照Ｂ－Ｑ－Ｔ-Ａ的路徑回送給Ａ。在RREP到達(dá)Ｑ和Ｔ時(shí),，Ｑ和Ｔ驗(yàn)證B的合法性,。若為合法節(jié)點(diǎn)，它們分別把自身CSR中相應(yīng)項(xiàng)的合法性標(biāo)記置為1,；若為非法節(jié)點(diǎn),，則丟棄該RREP報(bào)文。例如,，收到B的RREP報(bào)文后,，Q和T修改其上的CSR中相應(yīng)的表項(xiàng)如圖6所示，B 上的該表項(xiàng)同此項(xiàng),。
　　節(jié)點(diǎn)在設(shè)某一表項(xiàng)（如從A到B,，序列號(hào)為S）的合法標(biāo)記為1時(shí)，首先檢測(cè)CSR表,，找到所有從A到B的表項(xiàng),，把它們的序列號(hào)與S進(jìn)行比較，如果存在序列號(hào)大于S的表項(xiàng),，且其合法標(biāo)記為1,，則CSR把序列號(hào)為S的這一項(xiàng)刪除。如果其他從A到B的表項(xiàng)的序列號(hào)都小于S,，則CSR把這一項(xiàng)的合法標(biāo)記置為1,，并把從A到B，序列號(hào)小于S的表項(xiàng)都刪除,。
3.4 CSR表項(xiàng)的刪除
　　當(dāng)兩個(gè)合法節(jié)點(diǎn)之間的通信完成以后,，由源節(jié)點(diǎn)發(fā)送RANC（Rout Anouncement）通知報(bào)文，告訴鏈路中用到的中間節(jié)點(diǎn),。中間節(jié)點(diǎn)收到RANC報(bào)文后,，自動(dòng)把CSR中相應(yīng)的表項(xiàng)刪除。
　　如果節(jié)點(diǎn)A和B的通信未結(jié)束就中斷原有鏈路,，則采用新鏈路進(jìn)行通信,。由于源節(jié)點(diǎn)不發(fā)送RANC報(bào)文,，原先鏈路的中間節(jié)點(diǎn)在新鏈路中若未被采用，其保留的節(jié)點(diǎn)A與B之間通信的表項(xiàng)就無(wú)法更新及刪除,。但是由于存在3.3節(jié)中的檢測(cè)機(jī)制,，在A(yíng)和B之間建立新鏈路的過(guò)程中，由于新發(fā)送的RREQ的序列號(hào)是最近的,，所以A與B之間原有的,、不再使用的鏈路就會(huì)被自動(dòng)刪除，不會(huì)占用CSR表的資源,。
4 CSR方案分析
4.1 CSR抵御洪泛攻擊的原理
　　現(xiàn)在假設(shè)某節(jié)點(diǎn)的CSR中有n個(gè)表項(xiàng),，其源地址、目的地址和RREQ值分別為S_i,、D_i,、RVQ_i，0≤ii到所有節(jié)點(diǎn)D_i(i=0，1,，…n-1)的RREQ值(RVQ₀+RVQ₁+…RVQ_i+…RVQ_n-1),，(1i所對(duì)應(yīng)的所有表項(xiàng)中的合法性標(biāo)記都為空時(shí)，則判定該節(jié)點(diǎn)為入侵節(jié)點(diǎn),，以后拒絕為該節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)RREQ報(bào)文,。這樣就可以抵御RREQ報(bào)文洪泛攻擊。
　　另外,，當(dāng)有報(bào)文到某合法節(jié)點(diǎn)要求進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),，該合法節(jié)點(diǎn)首先查詢(xún)自身的CSR，看表中是否有關(guān)于該報(bào)文里所涉及的源地址和目的地址的通信條目,，如果有就查看其所對(duì)應(yīng)的合法性標(biāo)記,。若合法性標(biāo)記為1，判定該通路為合法鏈路,，對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),，否則丟棄。
　　由于入侵節(jié)點(diǎn)不能通過(guò)安全認(rèn)證,，無(wú)法與合法節(jié)點(diǎn)建立路由,。其鄰居節(jié)點(diǎn)的CSR中沒(méi)有入侵節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路由表項(xiàng)，所以不會(huì)為其轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文,，從而達(dá)到了抵御數(shù)據(jù)報(bào)文洪泛攻擊的目的,。
4.2 CSR方案的正確性分析
　　(1)各節(jié)點(diǎn)利用CSR表中的RREQ數(shù)目表項(xiàng)來(lái)記錄相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RREQ報(bào)文數(shù),，采用定期統(tǒng)計(jì)CSR表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的RREQ數(shù)目值的方式可以有效及時(shí)地判定是否有節(jié)點(diǎn)發(fā)起RREQ報(bào)文攻擊。
　　(2)CSR方案通過(guò)各節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)登記正在通信的合法鏈路的方式,，從根源上杜絕了合法節(jié)點(diǎn)為入侵節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文的可能,。
4.3 CSR方案與FAP方案的對(duì)比
　　(1)CSR方案解決了FAP方案無(wú)法解決的多個(gè)入侵節(jié)點(diǎn)配合攻擊的問(wèn)題。
　　(2)CSR方案的算法簡(jiǎn)單,，其動(dòng)態(tài)建立和動(dòng)態(tài)刪除機(jī)制不會(huì)給移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)引入太大的工作量,。
　　(3)CSR方案計(jì)算簡(jiǎn)單有效，用于通信量較均衡的,、安全系數(shù)不高的網(wǎng)絡(luò),，如對(duì)于多臺(tái)移動(dòng)主機(jī)臨時(shí)組建的會(huì)議局域網(wǎng)，有更高的有效性和準(zhǔn)確度,。
　　本文針對(duì)用于反應(yīng)式路由中的洪泛攻擊,，提出了一種簡(jiǎn)單的CSR方案。該方案以很小的代價(jià)就能有效地抵御這種攻擊,，克服了FAP方案的漏洞,，且計(jì)算量小，用于通信量較均衡,、安全系數(shù)不高的局域網(wǎng)時(shí),，有較大的優(yōu)勢(shì)。
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