《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種多機制融合的可信網(wǎng)絡(luò)探測認證技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理
王斌，李琪，張宇，史建燾，朱國普
哈爾濱工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院
摘要： 為了在確保網(wǎng)絡(luò)拓撲信息安全的同時，保留網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可調(diào)性，提出了一種多機制融合的可信探測認證技術(shù)，旨在對類Traceroute的拓撲探測流量進行認證。該技術(shù)通過基于IP地址的可信認證、基于令牌的可信認證以及基于哈希鏈的可信認證三種機制融合，實現(xiàn)了效率與安全的平衡。通過這種方法，網(wǎng)絡(luò)管理員可以在不阻斷合法拓撲探測的前提下，保護網(wǎng)絡(luò)拓撲信息。開發(fā)了一種支持該技術(shù)的拓撲探測工具，并利用Netfilter技術(shù)在Linux主機上實現(xiàn)了該技術(shù)。實驗結(jié)果表明，該技術(shù)能夠有效識別可信探測，其延遲相比傳統(tǒng)Traceroute略有提升。
中圖分類號：TP309文獻標識碼：ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2024.06.004
引用格式：王斌，李琪，張宇，等.一種多機制融合的可信網(wǎng)絡(luò)探測認證技術(shù)［J］.網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理，2024，43（6）：23-32.
An authentication scheme for trusted network probing based on multiple mechanisms integrating
Wang Bin，Li Qi，Zhang Yu，Shi Jiantao，Zhu Guopu
School of Cyberspace Science, Harbin Institute of Technology
Abstract： To ensure the security of network topology information while maintaining the network′s flexibility and tunability, this paper introduced an authentication technology for trusted network probing that integrates multiple mechanisms. This technology combines trusted authentication based on IP addresses, token-based authentication, and hash chain-based authentication, balancing efficiency and security. Through this method, network administrators can protect network topology information without blocking legitimate topology probing. A topology probing tool supporting this technology was developed, and the technique was implemented on Linux hosts using Netfilter technology. Experimental results demonstrated that this technology can effectively identify trusted probes, with a slight increase in latency compared to traditional Traceroute.
Key words : trusted probe authentication; hash chain; network topology; Traceroute

引言

在現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)描述了設(shè)備間的邏輯和物理連接，是網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵資產(chǎn)之一。泄露的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息可能被攻擊者利用，以發(fā)起更為精準的APT（Advanced Persistent Threat）攻擊。為了防止網(wǎng)絡(luò)拓撲信息泄露，網(wǎng)絡(luò)管理員通常會采取一些預(yù)防措施，如丟棄具有較小TTL（Time to Live）值的數(shù)據(jù)包或禁用ICMP（Internet Control Message Protocol）數(shù)據(jù)包。這些措施雖然在提升網(wǎng)絡(luò)安全性方面起到了積極作用，但同時也可能帶來一些負面影響，比如降低網(wǎng)絡(luò)的靈活性和妨礙與合作伙伴或其他組織的通信，從而影響網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)性和可用性。

目前，已有多種基于IP地址［1-4］、令牌［5-11］以及哈希鏈［12-22］的可信認證技術(shù)被提出，用于增強網(wǎng)絡(luò)安全。然而，針對類Traceroute網(wǎng)絡(luò)拓撲探測流量可信認證的研究尚處于起步階段。

為了在確保網(wǎng)絡(luò)拓撲信息安全的同時，最大限度地保持網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可調(diào)性，本文提出了一種多機制融合的可信探測認證技術(shù)，旨在對類Traceroute的拓撲探測流量進行認證。該技術(shù)通過基于IP地址的可信認證、基于令牌的可信認證以及基于哈希鏈的可信認證三種機制融合，實現(xiàn)了效率與安全的平衡。通過這種方法，網(wǎng)絡(luò)管理員可以在不阻斷合法拓撲探測的前提下，保護網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，并保留網(wǎng)絡(luò)可調(diào)性。

本文基于Traceroute工具的原理，開發(fā)了一種支持該可信探測認證技術(shù)的拓撲探測工具，并利用Netfilter技術(shù)在Linux主機上以防火墻的形式實現(xiàn)了這一技術(shù)。此外，本文對該技術(shù)的功能和性能進行了驗證，實驗結(jié)果表明，該技術(shù)可有效識別可信探測，與傳統(tǒng)的Traceroute工具相比，延遲略有提升。


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作者信息：

王斌，李琪，張宇，史建燾，朱國普

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001）


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