發(fā)布時間：2020-07-03 19:55

【摘要】：軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-Defined Networking,簡稱SDN)是一種區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),它打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的限制,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可編程性。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將管理層和數(shù)據(jù)層緊密聯(lián)系在一起,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的部署及應(yīng)用變得十分復(fù)雜且難以管理,長期局限并妨礙了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新和發(fā)展。SDN突破性地將網(wǎng)絡(luò)中的控制邏輯和底層轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備分離,將網(wǎng)絡(luò)管理集中化。OpenFlow協(xié)議是SDN的核心技術(shù)之一,也是SDN底層實現(xiàn)的最理想方式之一。OpenFlow協(xié)議簡化了對網(wǎng)絡(luò)的管理,并且增強了網(wǎng)絡(luò)配置的一致性和準(zhǔn)確性,在全球范圍內(nèi)取得了重要影響,具有廣闊的應(yīng)用前景,但同時也給網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性帶來新的挑戰(zhàn)。本文的研究對象OpenFlow包消息機制(OpenFlow Bundle Mechanism)是OpenFlow協(xié)議針對網(wǎng)絡(luò)安全性提出的一種消息通信方式,其目的是通過保障消息的一致性和完整性來提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。本文基于形式化方法的高可信特性和OpenFlow協(xié)議安全性和可靠性的需求,利用形式化方法中的通信順序進程(Communicating Sequential Processes,簡稱CSP)理論對OpenFlow包消息機制進行形式化分析和驗證。通過對系統(tǒng)內(nèi)組件的抽象和建模,將系統(tǒng)抽象為控制器組件、交換機組件以及包組件三個模塊,并分別完成三個模塊的CSP建模,構(gòu)建各模塊之間的聯(lián)系,完成對整個通信系統(tǒng)的CSP建模。然后,我們使用模型檢測工具PAT(Process Analysis Toolkit,簡稱PAT)對構(gòu)建的CSP模型進行編碼和模擬驗證,從驗證結(jié)果得出OpenFlow包消息機制滿足無死鎖性、原子性、順序性、并發(fā)性以及可調(diào)度性這五項性質(zhì),通過嚴(yán)密完整的形式化驗證方法證明了OpenFlow包消息機制能夠保障消息的一致性和完整性。最后,我們在原模型的基礎(chǔ)上引入現(xiàn)實世界中入侵者的攻擊行為案例,對入侵者的行為進行建模后與原系統(tǒng)進行并發(fā),對攻擊行為進行分析和驗證,發(fā)現(xiàn)了機制中存在的不安全性,并提出了符合實際的優(yōu)化方案,從而提高了OpenFlow協(xié)議的安全性和可靠性。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.02
【圖文】：

OpenFlow包消息機制五項性質(zhì)驗證結(jié)果

#define FakeSuccess(aplNum[0][0]==4 && isFaked==1);#assert IntruderSystem() reaches FakeSuccess;驗證結(jié)果如圖5.2所示，系統(tǒng)可以達到 的狀態(tài)，說明 OpenFlow 包消息機制不能抵御偽裝攻擊。根據(jù)實驗結(jié)果給出的攻擊成功軌跡分析，入侵者通過通道 向編號為 0 的交換機內(nèi)編號為 0 的包發(fā)送添加包消息后，進程進行了內(nèi)部操作 之后，返回的結(jié)果是 ，表示偽裝的消息通過了交換機的預(yù)驗證步驟被成功添加到包內(nèi)。根據(jù) OpenFlow 包消息機制，交換機在執(zhí)行包內(nèi)消息時會首先驗證該消息是否合法。但是入侵者通過竊聽學(xué)習(xí)

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本文編號：2740103