專利名稱：一種基于自動交換光網(wǎng)絡(luò)的安全光路建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明屬于自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON中信令和路由技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ASON網(wǎng)絡(luò)中光通 路的安全建立。通過該方法可保證光通路的安全建立，同時具有較低的連接阻塞概率、較短 的光通路建立時間、較低的消息負(fù)載。
背景技術(shù)：
自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON (Automatically Switching Optical Networks)是下一代光網(wǎng)絡(luò)的主流 技術(shù)，它在傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)上引入了控制平面的概念，使光網(wǎng)絡(luò)在選路和信令的控制下能夠?qū)?現(xiàn)自動交換的功能，同時也使得ASON在多廠商設(shè)備異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的環(huán)境下能夠提供傳統(tǒng)光 網(wǎng)絡(luò)所不具備的許多功能，例如端到端連接、自動流量工程、網(wǎng)狀網(wǎng)的自動保護(hù)與恢復(fù)以及 光虛擬專用網(wǎng)(OVPN)等。因此，對于ASON控制平面技術(shù)的研究成為光傳輸領(lǐng)域的新方向。
ASON網(wǎng)絡(luò)控制平面的基本功能是呼叫和連接控制，同時它采用了正TF提出的GMPLS作 為其核心協(xié)議，如信令協(xié)議、路由協(xié)議和鏈路管理協(xié)議等。其中，信令協(xié)議采用RSVP-TE和 CR-LDP，主要用于分布式連接的建立、維護(hù)和拆除；路由協(xié)議采用OSPF-TE和IS-IS-TE，它 們主要為連接的建立提供路由服務(wù)；鏈路資源管理協(xié)議采用LMP,對控制信道和傳送鏈路進(jìn) 行驗證和維護(hù)。在ASON中，由于各平面的功能和特點不同，它們面臨的安全問題也不一樣。 在基于GMPLS的自動交換光網(wǎng)絡(luò)中，信令機(jī)制的引入在增加網(wǎng)絡(luò)智能性的同時，也帶來了新 的安全隱患，包括主動攻擊和被動攻擊兩大類，下面結(jié)合GMPLSRSVP-TE信令協(xié)議，對光路 建立過程中面臨的安全問題進(jìn)行分析。
(1)主動攻擊
① 未授權(quán)光標(biāo)記交換路徑的建立
在ASON中， 一個未授權(quán)的客戶網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)元將產(chǎn)生大量的光連接請求消息，引起RSVP-TE 協(xié)議對光標(biāo)記交換路徑的建立過程，最后導(dǎo)致不必要的資源預(yù)留和正常光連接阻塞率的提高。
② 信令消息篡改
在RSVP-TE協(xié)議中，外部或內(nèi)部攻擊者將截獲到的RSVP-TE信息(如PATH或RESV消息) 進(jìn)行修改之后再將信息傳給原定的接收者，修改的內(nèi)容可以是固定不變對象，如PATH消息中 的通用標(biāo)簽請求對象和RESV消息中的通用標(biāo)簽對象等。也可以是需更新變化對象，如PATH 消息中的QoS參數(shù)對象等，從而破壞光路建立過程，阻塞相應(yīng)地光連接請求或者降低相應(yīng)的 服務(wù)質(zhì)量。
③ 重放攻擊重放攻擊是指攻擊者將截獲到的RSVP-TE消息經(jīng)過一段時間后再傳給信息的接收者，達(dá) 到破壞或欺騙的目的。 ④偽造攻擊
偽造攻擊是指發(fā)送方并沒有發(fā)送RSVP-TE信息給接收方，而接收方收到的信息是第三方 即攻擊者偽造的，如果接收方不能通過有效辦法發(fā)現(xiàn)這一情況，那就有可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的后 果。例如攻擊者可以偽造合法PathTear、 ResvErr消息，使相應(yīng)交換網(wǎng)元釋放波長等資源的預(yù) 留，影響光通路的建立和維護(hù)。
拒絕服務(wù)攻擊
拒絕服務(wù)(DoS)攻擊是指攻擊者使用某些策略或手段使傳送網(wǎng)元不能使用或不可利用。 例如，攻擊者通過不正常手段或濫發(fā)PATH或RESV消息使光鏈路上的波長等資源耗盡，以達(dá) 到降低通信性能或破壞通信的目的。并且，這種攻擊經(jīng)過多個交換網(wǎng)元后攻擊效果很可能被 放大，以致使單個自治域或整個光傳送網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量大大降低。
(2)被動攻擊
① 竊聽攻擊
因為傳送控制信息的網(wǎng)絡(luò)(控制網(wǎng)絡(luò)) 一般是和數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)物理上分離的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)然 也可以是同一個網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)信令信息在控制網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，攻擊者可能通過相關(guān)設(shè)施截獲這 些信號，分析出消息的內(nèi)容，從而達(dá)到竊聽的目的，這也是發(fā)動其它相關(guān)攻擊的第一步。因 為這種攻擊并不會導(dǎo)致通信有任何改變，所以它們非常難以檢測。
② 通信量分析
通信量分析是指攻擊者截獲信令消息后，即使無法從消息中提取出信息，但仍然有可能 觀察出這些信令消息的模式，測定出光通信終端的位置和標(biāo)識，觀察出被交換消息的頻率和 長度。這些消息對猜測正在發(fā)生的通信的性質(zhì)是有用的。對付通信量分析攻擊應(yīng)該重在防范 而不是檢測。
目前，關(guān)于ASON安全問題的研究剛剛起步，2008年IETF公布了GMPLS網(wǎng)絡(luò)安全草案， 該草案從用戶和服務(wù)提供商的角度描述了包括信令技術(shù)在內(nèi)的光網(wǎng)絡(luò)控制平面的安全威脅和 整體防范對策。文獻(xiàn)(吳啟武，周賢偉,尹志忠.基于GMPLS的智能光網(wǎng)絡(luò)安全問題研究.光通 信技術(shù)[J],2008,23(6):10-14)描述了智能光網(wǎng)絡(luò)中的安全問題，建立了相應(yīng)的安全威脅模型和 提出了相應(yīng)的安全防范策略。另外，目前針對RSVP信令協(xié)議安全機(jī)制的研究已經(jīng)取得了一定 的進(jìn)展。例如，在RFC 2747中提出了一種依賴于RSVP內(nèi)在完整性對象支持的Hop-by-Hop保 護(hù)機(jī)制，可提供完整性檢測和重放保護(hù)，但它不能解決內(nèi)部攻擊問題且性能開銷較大。文獻(xiàn) (Wu T L, Wu S F' and Gong F M. Securing QoS: Threats to RSVP Messages and Their[C]. in: Proc. Of IWQoS， IEEE， 1999, 62-64)提出了一種SDS/CD (Selective Digital Signature w他Conflict Detection)攻擊防范對策，即通過使用數(shù)字簽名和完整性檢測， 實現(xiàn)對RSVP消息的端到端保護(hù)，它解決了Hop-by-Hop保護(hù)機(jī)制中不能防范的內(nèi)部攻擊問題。 但是SDS/CD沒有解決重放攻擊和RESV中Rspec對象的實時性反饋問題，并且缺少相應(yīng)的密鑰 管理機(jī)制。文獻(xiàn)(Talwar V, Nahrstedt K， and Gong F. RSVP-SQOS: a secure RSVP protocol [C]. In: Proc. of正EE International Conference on Multimedia and Expo (ICME2001), Tokyo, 2001, 579-582)提出了一種RSVP-SQoS安全協(xié)議，使RSVP消息在子網(wǎng)內(nèi)和子網(wǎng)間經(jīng)歷不同的安全 保護(hù)。與Hop-by-Hop保護(hù)機(jī)制和SDS/CD方法相比，它是在性能上介于這兩者之間的一個折衷 安全解決方案，其擴(kuò)展性較強(qiáng)但開銷較大。另外，在國內(nèi)外專利中暫時還沒有涉及光網(wǎng)絡(luò)控 制平面安全技術(shù)的發(fā)明專利。綜上所述， 一方面目前針對信令協(xié)議RSVP的安全機(jī)制還很不完善，且難以在安全性和性 能之間取得一種可接受的平衡。因此，隨著DWDM技術(shù)的發(fā)展，光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒘渴志?大，如何以較小的代價來安全準(zhǔn)確地建立一條從源端到目的端之間的光通路，成了構(gòu)建下一 代光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵因素，也正是本發(fā)明要解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于自動交換光網(wǎng)絡(luò)的安全光路建立方法，以較小的代價保證源端到目的端之間光通路建立的安全。為了達(dá)到這一目標(biāo)，本發(fā)明針對ASON光路建立過 程中面臨的安全威脅，利用攻擊預(yù)防和入侵檢測的原理，克服現(xiàn)有解決方案的不足，提出了 一種高效的安全光路建立方法(SLEM， Secure Lightpath Establishment Method)。該方法在保 證光通路安全建立的同時，具有光通路建立快、攻擊檢測時間短、消息負(fù)載較低的特點。下 面分別對SLEM中的波長預(yù)留策略、密鑰管理過程、安全光路建立過程進(jìn)行描述。一、 波長預(yù)留策略波長預(yù)留策略基本可分為前向波長預(yù)留和后向波長預(yù)留兩大類。針對這兩類預(yù)留策略的 不足，目前有人提出了綜合的波長預(yù)留策略，這種策略充分利用了前向預(yù)留和后向預(yù)留的優(yōu) 點，性能較為理想。SLEM通過改進(jìn)現(xiàn)有的綜合波長預(yù)留策略，入口節(jié)點開始嘗試預(yù)留空閑 波長集合中的某個波長，如果到下游節(jié)點發(fā)現(xiàn)此波長仍然可用，繼續(xù)保持預(yù)留。 一旦發(fā)現(xiàn)此 波長被占用，中間節(jié)點則向各上游節(jié)點發(fā)送信令消息來取消相應(yīng)波長的預(yù)留，為其它的連接 請求提供更多的波長資源預(yù)留機(jī)會，然后重新按照后向波長預(yù)留過程處理，且在此過程中不 再做其他波長的預(yù)留。二、 安全光路建立過程安全光路建立方法SLEM利用攻擊預(yù)防和入侵檢測的原理，對RSVP-TE消息中的不變對象進(jìn)行數(shù)字簽名及驗證，使用消息反饋機(jī)制對Adspec和Rspec等重要可變QoS對象實施 對節(jié)點的惡意或自私行為檢測，下面對SLEM過程進(jìn)行描述。(1) 波長交換網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(IngressNode)接收到來自客戶網(wǎng)絡(luò)的連接請求以后，計 算顯示路由和確定空閑波長，并用本節(jié)點的私鑰對PATH消息中的恒定不變對象如序列號 Number、業(yè)務(wù)流特征參數(shù)Tspec等進(jìn)行數(shù)字簽名，并將與描述QoS相關(guān)的Adspec、空閑波長 集合、顯示路由等可變對象封裝在PATH中。在將PATH消息發(fā)往下一個節(jié)點的同時，從空 閑波長集合中選出一空閑波長V進(jìn)行預(yù)留，并對己經(jīng)預(yù)留的波長V作特定標(biāo)記。(2) 當(dāng)中間節(jié)點收到PATH消息后，執(zhí)行下面的攻擊檢測與波長預(yù)留過程。其中，對 PATH—ERR消息也實施同樣的數(shù)字簽名保護(hù)。其中，F(xiàn)ind-PublicKey()表示在本地數(shù)據(jù)庫中査 找公鑰，Verify-Signature()表示數(shù)字簽名驗證。其步驟如圖3所示。/*攻擊檢測與波長預(yù)留過程*/STEP 1: IF (Find國PublicKey (NodeID) =TRUE) THENPK= Find-PublicKey (NodeID); ELSEGOTO STEP 4; END IFSTEP 2: IF Message sequence is not new THEN GOTO STEP 4; END IFSTEP 3:IF (Verify-Signature (PATH, PK) = TRUE) THEN /*波長預(yù)留策略開始*/ L_S= Receive—Label—Set (1 Node— Label_Set; IF X* is free in L—S THENReservation 、 Successfully; ELSESend PATH—ERR to up node for wavelength release; END IF/*波長預(yù)留策略結(jié)束*/ Update PATH QoS Object like Adspec; Forward PATH Message to down node; ELSEGOTO STEP 4; END IFSTEP 4: Send security warning to local PDP;Decide whether send PATH_ERR and terminate the LightPath Setup or not; /*過程結(jié)束*/(3) 當(dāng)出口節(jié)點(Egress Node)收到PATH消息后，執(zhí)行(2)中的攻擊檢測過程。若檢 測通過，出口節(jié)點繼續(xù)判斷特定波長V是否空閑，若V空閑，則選擇此波長進(jìn)行交叉連接操 作，否則出口節(jié)點選擇一個空閑波長開始交叉連接操作。最后，出口節(jié)點使用自己的私鑰對 Adspec(PATH)、空閑波長、Rspec等不變對象進(jìn)行數(shù)字簽名，然后封裝在RESV消息中，向 出口節(jié)點方向發(fā)送。(4) 當(dāng)中間節(jié)點收到此RESV消息后，除了先執(zhí)行(2)中攻擊檢測之外，同時檢測收到 的Adspec(PATH)對象值是否等于或小于自己轉(zhuǎn)發(fā)給下游的封裝在PATH消息中的 Adspec(PATH)對象值，因為過大的Adspec很可能是攻擊節(jié)點的引誘行為。若檢測通過且RESV 指示的波長空閑，中間節(jié)點將使用已經(jīng)預(yù)留的波長或攜帶的空閑波長進(jìn)行交叉連接操作。若 指示的波長已占用或交叉連接失敗，中間節(jié)點則向出口節(jié)點方向發(fā)送RESV—ERR消息，通知 出口節(jié)點此波長的連接建立失敗，同時告知返回路徑上的其它節(jié)點進(jìn)行相關(guān)資源的釋放。其 流程如圖4所示。(5) 在中間節(jié)點處，若當(dāng)一個流有多個接收者且多個接收者到發(fā)送者的路徑匯集在一起 時，可以把這些接收者的所要求的預(yù)留參數(shù)合并起來，即合并多個RESV消息，那么這個中 間節(jié)點應(yīng)將挑選出一個Rspec(RESV)值最大的RESV消息，并轉(zhuǎn)發(fā)給上游節(jié)點，并進(jìn)行合并 標(biāo)識。(6) 當(dāng)RESV消息到達(dá)入口節(jié)點后，先執(zhí)行與(4)中的類似攻擊檢測過程。若攻擊檢測 通過且不存在預(yù)留合并的情況，那么此次光通路已經(jīng)安全的成功建立。若驗證通過且存在預(yù) 留合并的情況，入口節(jié)點先利用建立好的光通路進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，然后利用本節(jié)點的私鑰對 收到的Rspec(RESV)和其它不變對象進(jìn)行數(shù)字簽名，封裝在RESV一CONFIRM消息中，并賦 予此類RESV—CONFIRM消息以較高的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先權(quán)。中間節(jié)點收到此類消息后，對 RESV—CONFIRM消息進(jìn)行(2)中的攻擊檢測，并比較收到的Rspec(RESV)對象值是否大于 或等于自己轉(zhuǎn)發(fā)給上游的封裝在RESV消息中的Rspec(RESV)對象值。若檢測未通過，則發(fā) 送警告消息給本地的策略決定中心，由其來確定是否丟棄此RESV—CONFIRM消息或發(fā)送連接拆卸的Tear消息。若檢測通過，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，直至出口節(jié)點。三、 密鑰管理過程密鑰管理作為一種技術(shù)和過程，它能夠在光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間提供密鑰關(guān)系的建立和維護(hù)。 SLEM協(xié)議使用基于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI， Public Key Infrastructure)的密鑰管理方案，其中 主要的密鑰管理過程描述如下.-(1) 密鑰產(chǎn)生階段。在本協(xié)議中，每個光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點按照數(shù)字簽名算法產(chǎn)生自己所需的公 鑰和私鑰。并向證書機(jī)構(gòu)(CA， Certificate Authority)申請CA簽名的公鑰證書，以保證公鑰 的真實性。(2) 密鑰分發(fā)階段?？紤]到ASON中路由模塊和信令模塊強(qiáng)耦合的特點，所述方法利用 OSPF-TE路由協(xié)議的特點，采用PKLSA (Public Key Link State Advertisement)類型的報文來 分發(fā)每個節(jié)點的公鑰證書，公鑰證書到達(dá)每個節(jié)點后，如果對CA的簽名驗證通過，節(jié)點將 此證書保存至該節(jié)點的公鑰數(shù)據(jù)庫中。PKLSA報文的格式如圖2所示。(3) 密鑰更新階段。在密鑰更新中，本方法采用定時更新和事件激活相結(jié)合的方式來引 發(fā)密鑰更新操作。(4) 密鑰存儲階段。設(shè)計了一種類似數(shù)據(jù)庫的PublicCertMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲收到的每 個節(jié)點的公鑰證書，利用它可以靈活地刪除、插入、查找、更新證書。對私鑰采取加密和保 護(hù)存儲。四、 安全光路建立方法分析下面將對SLEM的安全性、時間復(fù)雜度和消息復(fù)雜度進(jìn)行分析。1) 安全性分析① 完整性保護(hù)。SLEM通過對消息中不變對象的消息摘要進(jìn)行數(shù)字簽名及驗證，來檢測 來自外部和內(nèi)部的消息篡改攻擊，進(jìn)行消息完整性保護(hù)。② 防止內(nèi)部節(jié)點的惡意行為。SLEM使用了對重要可變對象實施反饋比較的機(jī)制，保證 客戶網(wǎng)絡(luò)獲得的真實的QoS，防止內(nèi)部節(jié)點對重要QoS參數(shù)的惡意篡改。③ 重放保護(hù)。通過遞增消息序列號的使用，可防止RSVP-TE消息的重放攻擊。④ 防止偽造消息。協(xié)議使用了基于數(shù)字簽名的消息源認(rèn)證機(jī)制，可確認(rèn)消息來自正確的 發(fā)送方。2) 復(fù)雜度分析 (1)時間復(fù)雜度設(shè)N為ASON中的節(jié)點個數(shù)，n為內(nèi)部惡意節(jié)點(修改可變對象)距離入口節(jié)點的跳數(shù)， L為PATH消息中空閑波長的個數(shù)，T,為網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)歷一跳所需的平均時間，Tp為節(jié)點內(nèi)部前均處理時間，包括數(shù)字簽名、波長預(yù)留、光交叉連接建立或配置 等。為了簡單起見，這里假設(shè)節(jié)點的數(shù)字簽名過程及簽名驗證過程的所需時間相同。這樣， 一個光通路建立所需時間T為消息傳輸時間和消息處理時間之和。①光通路建立時間。SLEM的光通路最短建立時間T=(2XN-2)XTt+(2XN-l)XTp，即一 次信令發(fā)起和響應(yīng)過程可成功完成光路的建立。光通路最長建立時間T=(2XN-2)XTt+(2X N-l) X Tp +(N-2) X 2 X (L-2) X Tt+(N-2) X 2 X (L-2) X Tp =(4 X N X L-2 X N-4 X L+6) X Tt+(4 X N X L-2XN-4XL+7)XTP。②攻擊檢測時間。設(shè)n為篡改可變對象的惡意節(jié)點距離入口節(jié)點的跳數(shù)。若惡意節(jié)點篡改 可變對象的內(nèi)容，則攻擊檢測時間T=(2XN-n-l)XTt+(2XN-n)XTp,即當(dāng)反饋消息到達(dá)惡意 節(jié)點的前一個節(jié)點后，便可以檢測出惡意節(jié)點的非法篡改行為。若惡意節(jié)點篡改不變對象的 內(nèi)容，則攻擊檢測時間T《Tt+Tp,即在下一個節(jié)點的攻擊檢測過程中便可檢測出此攻擊。因為Tt和Tp均為統(tǒng)計后的平均時間，即為常量，所以SLEM光通路建立的時間復(fù)雜度和 攻擊檢測的時間復(fù)雜度均為O(N)，其中N為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點個數(shù)。 (2)消息復(fù)雜度由于SLEM充分利用了原有RSVP-TE信令協(xié)議的消息及過程，沒有增加額外的信令消 息，只是對信令消息進(jìn)行了擴(kuò)展，所以在信令基本協(xié)議部分，與原來的RSVP-TE相比，其消 息復(fù)雜度保持不變。但在所需的相關(guān)密鑰管理中，本協(xié)議使用了 OSPF-TE路由協(xié)議的PKLSA 報文，由于PKLSA利用了 OSPF-TE消息泛洪的特點，這樣網(wǎng)絡(luò)中PKLSA消息交換的復(fù)雜 度至多為0(NfN)，其中N為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的個數(shù)。綜上所述，該方法在保證光通路安全建立的同時，具有光通路建立快、攻擊檢測時間短、 消息負(fù)載較低的特點。


圖1擴(kuò)展的ASON控制平面功能模塊之間的關(guān)系圖。圖2設(shè)計的PKLSA消息的格式。圖3前向過程的攻擊檢測流程。圖4后向過程的攻擊檢測流程。圖5波長前向成功預(yù)留的情形。圖6波長后向成功預(yù)留的情形。
具體實施例方式目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點在初始化時通過運行OSPF-TE協(xié)議已經(jīng)得到了其它節(jié)點的公鑰信 息。在光路建立過程中，圖5描述的是一種理想的情況，該情形中所有節(jié)點都合法，不存在 對QoS相關(guān)的Adspec和Rspec等可變對象的惡意篡改行為，并且前向波長成功。在光路建立過程中，圖6描述的是由于在節(jié)點C處檢測到前向波長預(yù)留失敗或檢測到不 變對象的完整性遭到破壞，而發(fā)送PATI^ERR消息。在后繼過程，由于在節(jié)點B處利用攜帶 的波長建立交叉連接失敗或檢測到不變對象的完整性遭到破壞，而發(fā)送RESV一ERR消息。在 圖5和圖6中，若遇到預(yù)留合并的情況，還必須通過RESV一CONFIRM消息來檢測合并節(jié)點 是否選擇了 Rspec值最大的RESV消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在具體實施中，各消息報文的內(nèi)容如下PATH::=((Seri, other constant object)privA, Adspec， Lable_set(i))。PATH—ERR::=(Seri, other constant object)privCRESV::= ((Seri,入*, Adspec， Rspec, other constant object) privD)RESV—ERR::=(Seri, other constant object)privBRESV—CONF::- ((Num, Rspec, other constant object) privA)另外，ASON中的節(jié)點個數(shù)N為4，設(shè)C節(jié)點為內(nèi)部惡意節(jié)點，即距離入口節(jié)點的跳數(shù) n為2， PATH消息中空閑波長的個數(shù)L為5，為網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)歷一跳所需的平均時間Tt為0.1秒， 節(jié)點內(nèi)部前向處理和后向處理過程的平均處理時間Tp為0.2秒。① 光通路建立時間。SLEM的最小光通路建立時間T=(2xN-2)xTt+(2xN-l)xTp = (2x4-2)x0.1+(2x4-l)x0.2=2.0秒，最大建立時間T=(4xNxL-2xN-4xL+2)xTt+(4xN><L-2xN-4xL+3)xTp二58xTt+59xTp-17.6秒。② 攻擊檢測時間。因為修改可變對象的惡意節(jié)點距離入口節(jié)點的跳數(shù)n為2，則攻擊檢測 時間T=(2xN-n-l)xTt+(2xN-n)xTp=1.7秒。若惡意節(jié)點修改不變對象的內(nèi)容，則攻擊檢測時間 T￡Tt+Tp=0.3?？梢奡LEM的時間復(fù)雜度為線性階0(0.3)，復(fù)雜度較低。(2)消息復(fù)雜度由于SLEM充分利用了原有RSVP-TE信令協(xié)議的消息，沒有增加額外的信令消息，只是 對信令消息進(jìn)行了擴(kuò)展。在密鑰管理中，使用了 OSPF-TE路由協(xié)議的PKLSA報文，這樣波 長交換網(wǎng)絡(luò)將至少需要額外產(chǎn)生4個PKLSA報文和7個相應(yīng)的ACK報文。
權(quán)利要求
1、一種基于自動交換光網(wǎng)絡(luò)的安全光路建立方法，其特征在于方法包括以下步驟步驟一、通過密鑰管理，將節(jié)點波長交換網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點接收到來自客戶網(wǎng)絡(luò)的連接請求以后，計算顯示路由和確定空閑波長，并用本節(jié)點的私鑰對PATH消息中的恒定不變對象進(jìn)行數(shù)字簽名，并將與描述QoS的可變對象封裝在PATH中，在將PATH消息發(fā)往下一個節(jié)點的同時，從空閑波長集合中選出一空閑波長λ*進(jìn)行預(yù)留，并對已經(jīng)預(yù)留的波長λ*作特定標(biāo)記；步驟二、當(dāng)中間節(jié)點收到PATH消息后，執(zhí)行攻擊檢測與波長預(yù)留過程，其中，對PATH_ERR消息實施數(shù)字簽名保護(hù)；步驟三、當(dāng)出口節(jié)點收到PATH消息后，執(zhí)行攻擊檢測過程，若檢測通過，出口節(jié)點繼續(xù)判斷特定波長λ*是否空閑，若λ*空閑，則選擇此波長進(jìn)行交叉連接操作；若λ*沒有空閑，則出口節(jié)點選擇一個空閑波長開始交叉連接操作；出口節(jié)點使用自己的私鑰對不變對象進(jìn)行數(shù)字簽名，然后封裝在RESV消息中，向出口節(jié)點方向發(fā)送；步驟四、當(dāng)中間節(jié)點收到此RESV消息后，執(zhí)行攻擊檢測過程，同時檢測收到的Adspec(PATH)對象值是否等于或小于自己轉(zhuǎn)發(fā)給下游的封裝在PATH消息中的Adspec(PATH)對象值；若檢測通過且RESV指示的波長空閑，中間節(jié)點將使用已經(jīng)預(yù)留的波長或攜帶的空閑波長進(jìn)行交叉連接操作；若指示的波長已占用或交叉連接失敗，中間節(jié)點則向出口節(jié)點方向發(fā)送RESV_ERR消息，通知出口節(jié)點此波長的連接建立失敗，同時告知返回路徑上的其它節(jié)點進(jìn)行相關(guān)資源的釋放；步驟五、在中間節(jié)點處，若當(dāng)一個流有多個接收者且多個接收者到發(fā)送者的路徑匯集在一起時，把這些接收者的所要求的預(yù)留參數(shù)合并起來，合并多個RESV消息，那么這個中間節(jié)點將挑選出一個Rspec(RESV)值最大的RESV消息，并轉(zhuǎn)發(fā)給上游節(jié)點，并進(jìn)行合并標(biāo)識；步驟六、當(dāng)RESV消息到達(dá)入口節(jié)點后，執(zhí)行攻擊檢測過程，若攻擊檢測通過且不存在預(yù)留合并的情況，那么此次光通路已經(jīng)安全的成功建立，若驗證通過且存在預(yù)留合并的情況，入口節(jié)點先利用建立好的光通路進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，然后利用本節(jié)點的私鑰對收到的Rspec(RESV)和其它不變對象進(jìn)行數(shù)字簽名，封裝在RESV_CONFIRM消息中，并賦予此類RESV_CONFIRM消息以較高的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先權(quán)；中間節(jié)點收到此類消息后，對RESV_CONFIRM消息執(zhí)行攻擊檢測過程，并比較收到的Rspec(RESV)對象值是否大于或等于自己轉(zhuǎn)發(fā)給上游的封裝在RESV消息中的Rspec(RESV)對象值；若檢測未通過，則發(fā)送警告消息給本地的策略決定中心，由其來確定是否丟棄此RESV_CONFIRM消息或發(fā)送連接拆卸的Tear消息；若檢測通過，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，直至出口節(jié)點。
2、 如權(quán)利要求l所述方法，其特征在于所述步驟一、中，除對不變對象進(jìn)行了數(shù)字簽名外，同時使用了綜合的波長預(yù)留策略。
3、如權(quán)利要求l所述方法，其特征在于所述步驟二中，攻擊檢測所需的節(jié)點公鑰，根據(jù)自動交換光網(wǎng)絡(luò)中路由模塊和信令模塊強(qiáng)耦合的特點，這些公鑰通過OSPF-TE的PKLSA 報文來進(jìn)行傳遞。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于自動交換光網(wǎng)絡(luò)的安全光路建立方法，涉及自動交換光網(wǎng)絡(luò)控制平面中光通路或光連接的建立。本發(fā)明使用綜合的波長預(yù)留策略，通過數(shù)字簽名和消息反饋等安全機(jī)制，對GMPLS RSVP-TE消息中的重要對象進(jìn)行完整性保護(hù)，能防止內(nèi)部節(jié)點的惡意或自私行為。另外，根據(jù)自動交換光網(wǎng)絡(luò)中路由模塊和信令模塊強(qiáng)耦合的特點，本發(fā)明設(shè)計了相應(yīng)的密鑰管理機(jī)制，采用OSPF-TE的PKLSA消息分發(fā)光路建立過程中所需的節(jié)點公鑰證書。該方法在保證光通路安全建立的同時，具有光通路建立快、攻擊檢測時間短、消息負(fù)載較低的特點，特別適用于自動交換光網(wǎng)絡(luò)中控制平面中光連接的安全建立。
文檔編號H04Q11/00GK101616340SQ20091008914
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者濤 劉, 吳啟武, 周賢偉, 安建偉, 王建萍 申請人:北京科技大學(xué)