基于博弈论的边界网关协议路由邻居信任机制

摘要

随着互联网的规模逐渐庞大，网络安全事件的发生越来越频繁。BGP协议----边界网关协议的安全性也引起了高度关注。传统的BGP协议缺乏保证信息安全的机制，针对BGP协议的安全攻击已经屡次发生，因此BGP协议的安全性研究十分重要。虽然近些年各大公司及科研机构提出了许多解决方案，但是，这些安全方案在实际部署或使用效率上或多或少的存在欠缺。因此，研究如何有效地保证BGP协议的安全依然是信息安全领域的核心问题之一。 BGP安全漏洞主要体现在如下两个方面:BGP系统中，当某个AS宣告时，没有一个有效的办法来证明Update消息中NLRI字段和AS_PATH属性中内容是否为真实消息;在BGP发言人与邻居BGP发言人进行通信时，无法保证更新消息的完整性、以及邻居身份的真实性。针对BGP邻居身份真实性问题，博弈论----一种基于事前的决策分析理论，能够很好解决该问题。因此，本文设计了一种基于博弈论的边界网关协议路由邻居信任机制。 本文介绍BGP和博弈论的基础知识，以及BGP的安全问题，然后通过博弈论理论，建立了BGP博弈模型，在该模型的基础上建立了一套“人性化”的惩罚机制，用来惩罚自私的AS路由节点，并激励节点选择友好的策略行为，以达到利益的最大化。最后提出了基于以上研究的BGP邻居建立机制，并给出了该机制的具体实施方法。综上所述，本文主要研究成果如下: (1)提出了一种基于博弈论和信誉的BGP邻居建立算法。 (2)根据博弈模型和声誉效应，设计了人性化的惩罚机制，用来惩罚自私的AS节点，激励节点选择友好的策略行为。 (3)设计了该机制的具体部署方案，并给出该机制建立邻居关系、维护邻居关系的具体实施方法。 与现有的BGP安全方案相比，该机制不需要修改BGP路由原有的协议，不需要部署复杂的密钥管理设施，同时可以根据用户的需求增加或降低监测节点的数量，可以根据用户对安全的需求程度，自主设置安全等级。为BGP安全提供了强有力的支撑。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1 BGP路由协议研究背景及意义

1．2 BGP路由协议安全研究现状

1．3论文的主要研究内容和结构

2．1 BGP路由协议

2．1．1 BGP协议概述

2．1．2自治系统

2．1．3 BGP报文类型及格式

2．1．4 BGP路由属性

2．1．5 BGP有限状态机

2．2 BGP安全性

2．3博弈论

2．3．1博弈论基础

2．3．2博弈论相关术语

2．3．3博弈分类

3．1预备知识

3．2 BGP邻居安全建立机制

3．3基于博弈的邻居关系建立

3．4基于信任的邻居关系建立

3．5基于惩罚机制的邻居关系维护

3．5．1惩罚机制设计

3．5．2基于惩罚机制的邻居关系维护

4．1模型合理性

4．2模型的有效性

第五章仿真与分析

5．1合理性验证

5．2有效性验证

第六章总结与展望

6．1论文总结

6．1论文展望

参考文献

致谢