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第1章 无线自组织网络概述1

1.1 研究背景1

1.1.1 无线自组织网络的概念及特点2

1.1.2 无线自组织网络的发展历程3

1.1.3 无线自组织网络的应用领域4

1.2 无线自组织网络的主要研究领域6

1.2.1 MAC层协议6

1.2.2 路由协议7

1.2.3 组播路由协议11

1.2.4 服务质量保证11

1.2.5 网络管理12

1.2.6 网络安全13

1.3 无线自组织网络的研究机构及研究方向13

参考文献14

第2章 无线自组织网络安全技术18

2.1 引言18

2.2 无线自组织网络的安全弱点和安全目标19

2.2.1 安全弱点19

2.2.2 安全目标20

2.3 密钥管理20

2.3.1 自组织的密钥管理21

2.3.2 分布式的密钥管理22

2.3.3 两种密钥管理方案的比较和分析22

2.3.4 其他密钥管理方案24

2.4 路由安全24

2.4.1 路由安全的威胁25

2.4.2 路由安全协议26

2.4.3 路由安全协议的比较与分析29

2.5 入侵检测31

2.5.1 入侵检测方案31

2.5.2 入侵检测方案比较与分析32

2.6 增强合作的机制33

2.6.1 基于激励的机制33

2.6.2 基于惩罚的机制34

2.6.3 两类算法的比较与分析35

2.7 总结与展望36

参考文献37

第3章 无线自组织网络攻防原理40

3.1 无线自组织网络的安全缺陷40

3.1.1 传输信道方面40

3.1.2 移动节点方面41

3.1.3 动态的拓扑41

3.1.4 安全机制方面41

3.1.5 路由协议方面41

3.2 两种经典路由协议41

3.2.1 DSR路由协议41

3.2.2 AODV路由协议43

3.3 无线自组织网络的路由攻击方法47

3.3.1 篡改47

3.3.2 冒充47

3.3.3 伪造47

3.3.4 拓扑结构与通信量分析47

3.3.5 资源消耗攻击47

3.3.6 虫洞攻击48

3.3.7 黑洞攻击48

3.3.8 RUSHING攻击48

3.4 泛洪攻击48

3.5 对泛洪攻击的检测及响应50

3.6 黑洞攻击50

3.6.1 被动黑洞攻击51

3.6.2 主动黑洞攻击51

3.7 对黑洞攻击检测及响应53

3.8 基于移动防火墙的无线自组织网络主动防护机制53

3.8.1 主动防护算法概述53

3.8.2 簇的形成机制54

3.8.3 信号强度检测55

3.8.4 入侵响应策略55

3.8.5 移动防火墙设计56

参考文献59

第4章 网络仿真实验60

4.1 NS2网络仿真工具概述60

4.1.1 NS2简介60

4.1.2 NS2的基本结构61

4.1.3 NS2中C＋＋和OTcl的关系61

4.1.4 使用NS2的流程62

4.1.5 模拟结果的分析63

4.1.6 NS2的下载和安装66

4.2 NS2实验数据分析处理68

4.2.1 trace文件68

4.2.2 trace文件的处理69

4.2.3 数据合成72

4.2.4 实验数据的批量绘图74

4.2.5 数据批处理75

4.3 NS2仿真基础实验77

4.3.1 使用Tcl语言配置一个简单的网络环境77

4.3.2 使用CMU工具配置一个随机场景82

4.3.3 在NS2中移植实现MFlood协议85

4.4 NS2仿真攻击与检测实验92

4.4.1 黑洞攻击实验92

4.4.2 黑洞检测实验98

4.4.3 泛洪攻击实验107

4.4.4 泛洪检测实验114

4.4.5 信道抢占攻击实验117

4.4.6 虫洞攻击实验124

4.4.7 移动防火墙实验135

4.5 NS3网络仿真工具概述143

4.5.1 NS3简介143

4.5.2 NS3的基本结构144

4.5.3 NS3的模拟流程147

4.5.4 模拟结果的分析147

4.6 NS3仿真实验152

4.6.1 实验一：两个节点间简单通信的模拟实现152

4.6.2 实验二：使用可视化组件模拟一个星型拓扑结构网络153

4.6.3 实验三：AODV协议的简单场景的模拟157

4.6.4 实验四：简单无线Mesh网络场景的模拟166

参考文献173

第5章 硬件平台实验174

5.1 实验平台简介174

5.1.1 硬件174

5.1.2 操作系统174

5.1.3 系统软件175

5.2 OpenWrt介绍175

5.2.1 什么是OpenWrt175

5.2.2 OpenWrt的历史176

5.2.3 为什么选用OpenWrt176

5.2.4 OpenWrt结构177

5.2.5 文件夹结构177

5.2.6 Package及扩展库177

5.2.7 交叉编译工具链178

5.2.8 软件栈结构178

5.3 Click原理179

5.3.1 Click路由模块简介179

5.3.2 Click设计原理179

5.3.3 Click路由模块架构180

5.3.4 Click路由器180

5.4 SrcRR路由协议183

5.4.1 SrcRR路由协议原理183

5.4.2 SrcRR路由协议特点184

5.4.3 SrcRR路由协议构造184

5.4.4 基于Click的SrcRR功能块分析186

5.4.5 路由数据选择过程186

5.4.6 泛洪metric信息187

5.4.7 ETT值计算187

5.4.8 路由数据处理188

5.4.9 网关选择189

5.4.10 路由查询应答189

5.5 实验环境搭建189

5.5.1 编译目标的硬件环境以及编译平台的环境说明189

5.5.2 Click路由软件的安装192

5.6 基本攻防实验193

5.6.1 泛洪攻击实验193

5.6.2 泛洪攻击检测实验198

5.6.3 黑洞攻击实验200

5.6.4 黑洞攻击检测实验203

5.7 攻击、检测和响应综合实验206

5.7.1 泛洪攻击、检测和响应综合实验206

5.7.2 黑洞攻击、检测和响应综合实验208

5.8 安全加密与认证实验210

5.8.1 链路层加密实验210

5.8.2 MSApp实验213

5.9 创新实验217

参考文献218

第6章 无线局域网的攻防原理与实践220

6.1 概述220

6.1.1 无线局域网协议栈220

6.1.2 无线局域网组成224

6.1.3 无线局域网的拓扑结构224

6.1.4 无线局域网的应用及发展趋势226

6.2 安全风险与安全需求227

6.2.1 无线局域网的安全风险分析227

6.2.2 无线局域网安全需求分析232

6.3 安全技术234

6.3.1 服务装置标识符235

6.3.2 物理地址过滤235

6.3.3 直接序列扩频技术235

6.3.4 扩展服务集标识符235

6.3.5 开放系统认证236

6.3.6 共享密钥认证236

6.3.7 封闭网络访问控制236

6.3.8 访问控制列表236

6.3.9 密钥管理237

6.3.10 虚拟专用网237

6.3.11 RADIUS服务238

6.3.12 入侵检测系统238

6.3.13 个人防火墙239

6.3.14 基于生物特征识别239

6.3.15 双因素认证240

6.3.16 智能卡240

6.4 安全协议240

6.4.1 WEP协议240

6.4.2 WEP的改进方案TKIP242

6.4.3 认证端口访问控制技术IEEE 802.1x243

6.4.4 802.11i244

6.4.5 WPA244

6.4.6 WAPI协议246

6.5 安全实践248

6.5.1 WEP安全风险248

6.5.2 WPA安全风险251

6.5.3 常用攻击工具254

6.5.4 攻击实验255

参考文献264

附录A Analist代码265

附录B FileMixer代码271

附录C MFlood协议的描述代码275