基于ENSP的路由行为隐蔽技术

课题名称

基于ENSP的路由行为隐蔽技术

课题来源

1

指导教师

职称

讲师

学生姓名

学号

专业/班级

计算机科学与术/09131441

一、 研究的背景、目的和意义

1、研究的背景

目前，互联网（Internet）由超过46万条IPv4/v6地址前缀和4.4万个自治域（AS：Autonomous System）组成，每个AS独立管理互联网基础架构的一部分区域，并使用域间路由协议和邻居AS交换路由信息。作为当前域间路由协议的事实标准，边界网关协议BGP（Border Gateway Protocol）控制着所有AS之间的流量转发路径，对整个互联网的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。

随着互联网的商业化和爆炸式发展，急剧增加的复杂度以及商业利益的刺激，使得域间路由中由误配置和恶意攻击造成的虚假路由频频泛滥，导致重要的服务无法访问，造成经济损失，甚至经常能够影响全球路由表中所有前缀的正常路由。例如，2008年4月，著名的巴基斯坦电信劫持事件使得You Tube从互联网上消失了近两个小时。2010年4月，中国电信的一个下属AS将属于170多个国家的5万条前缀劫持了将近20分钟，受影响的前缀数量相当于当时全球路由表中前缀总数的15%。 2012年8月，误操作导致加拿大运营商Dery Telecom 将整个路由表中数十万条前缀泄露给了大型运营商Bell Canada，污染路由甚至波及了全球互联网。域间路由安全问题已经列入了信息安全的国家战略。

然而，由于设计之初，缺乏安全考虑，BGP存在着诸多安全缺陷，而且有相当一部分安全问题至今仍然没有较好的解决方案。其中最严重的一类安全问题在于，AS无法对接收到的BGP路由更新消息（Update）进行验证。BGP节点在交互路由信息的过程中,不对AS_PATH属性的真实性进行验证,致使恶意节点可以通过发布伪造路由对特定自治域施加恶意影响

2、研究的目的

BGP的Update报文中的AS_path属性，主要记录了路由信息在传递过程中途径的每一个AS，是路由表建立，路由选择的重要依据，由此AS_path属性是攻击者的主要目标之一。

BGP本身对其没有任何保护路径的机制，所以路径属性很容易遭受恶意攻击者的篡改，因此可能劫持互联网上的流量沿着完全错误的方向进行转发，从而严重扰乱了互联网的正常通信。

（1）通过研究能够对AS_path属性进行隐藏，使自治系统外看不到路径属性

（2）对AS_path属性进行MD5的哈希运算加密，使得自治系统外看到的AS_path属性路径是乱码

（3）通过对自制系统内的AS_path属性，通过一定的算法研究，使其混乱排序，可在一定时间内自动刷新，排序方式。使得自制系统外的攻击者看得到，可是无法进行攻击

3、研究的意义

本次课题研究的意义是，通过对BGP协议的中Update报文中的AS_Path路径进行隐藏、加密、和算法混淆的研究，使得攻击者无法直接对路径进行攻击，从而达到隐蔽路由的效果，提高BGP协议的安全性，降低联盟外的恶意流量分析，防止路由劫持和流量劫持发生，保证安全通信。

二、 国内外文献综述（可另附页）

BGP协议本身存在很大的安全问题，导致前缀劫持、AS_PATH 路径劫持及路由泄露等攻击形式层出不穷。目前，针对前缀劫持和 AS_PATH 路径劫持的防范攻击安全机制提出了很多方案，但路由泄露由于其危害程度不如前者，所以针对路由泄露的安全方案仍比较少。然而路由泄露攻击形式占 BGP 安全攻击的 22%左右，且每天都会发生或大或小的路由泄露事件，所以路由隐蔽的研究对于 BGP 安全具有重大意义。

已有的路径验证方案中，过程复杂和开销巨大验证阻碍了方案的实际部署，本次毕业设计研究的提出对AS_path路径隐蔽，加密，随机变化进行路由行为的隐蔽研究，来提高BGP协议的安全性。

三、研究的主要内容和拟采用的研究方法

1、研究的主要内容

通过研究能够对AS_path属性进行隐藏，使自治系统外看不到路径属性

对AS_path属性进行MD5的哈希运算加密，使得自治系统外看到的AS_path属性路径是乱码

通过对自制系统内的AS_path属性，通过一定的算法研究，使其混乱排序，可在一定时间内自动刷新，排序方式。使得自制系统外的攻击者看得到，可是无法进行攻击

2、拟采用的研究方法

通过ENSP模拟器，进行BGP环境搭建，进行仿真模拟。

四、研究进度安排

第三学期第18周: 与导师见面，领取《毕业设计任务书》。

第四学期第2周: 完成问题定义、可行性研究、需求分析，撰写《开题报告》。

第四学期第3至8周: 进行系统分析与方案设计，包括系统框架，工作流程，系统各功能模块等的设计，交《自查表》。                                                                                                                                    

第四学期第9至11周: 对系统进行测试，总结方案进行，整理初步的《毕业设计（论文）》文档。

第四学期第12周: 交《毕业设计（论文）》正文初稿。

第四学期第13至14周: 详细整理《毕业设计（论文）》。

第四学期第15周: 上交完整的设计成果和《毕业设计（论文）》。

五、主要参考文献

[1]孔令晶，因特网通信子网典型路由协议的安全性研究[D].北京：清华大学，2015

[2]向阳，互联网遇见路由前缀劫持监测与防御研究[D].北京：清华大学，2013

[3]郭毅，遇见路由系统安全监测关键技术[D].郑州：中国人民解放军信息工程大学，2012