一種基于主機跳變的動態(tài)地址通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種基于主機跳變的動態(tài)地址通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計算機和通信技術(shù)的發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴大，各種網(wǎng)絡(luò)安全問題也 隨之出現(xiàn)了。帶有不同目的的攻擊者針對網(wǎng)絡(luò)中的漏洞實施各種不同程度的破壞性攻擊。 近些年，網(wǎng)絡(luò)攻擊事件愈演愈烈，在2010年1月，由于網(wǎng)絡(luò)攻擊，全球最大的中文搜索引擎 百度突然無法訪問達5小時，并跳轉(zhuǎn)到雅虎的異常頁面；同年7月，世界上首個直接破壞工 業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的蠕蟲病毒在全球爆發(fā)，全球共有約45000個網(wǎng)站被該病毒感染，2012年4月， 匿名者組織攻擊我國，鎖定485家網(wǎng)站，包括一些重要的政府、貿(mào)易、教育等網(wǎng)站，造成了嚴 重的損失。面對眾多的安全事件，各個國家對計算機病毒，木馬，蠕蟲等攻擊技術(shù)進行了大 量的研究，取得了明顯的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)攻擊手段日益豐富，種類繁多。
[0003] 然而在眾多的攻擊手段中，DoS(拒絕服務(wù)攻擊）是一種惡意的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段，其 目標(biāo)在于使連接上網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)電腦資源及系統(tǒng)資源耗盡，導(dǎo)致主機暫時中斷服務(wù)或停止服 務(wù)。DDoS (分布式拒絕服務(wù)攻擊）是指黑客利用網(wǎng)絡(luò)上已被攻陷的電腦作為僵尸，向每一個 特定的目標(biāo)發(fā)動密集式的"拒絕服務(wù)"式攻擊。這兩種攻擊方式對網(wǎng)絡(luò)的破壞性非常大，而 且很難預(yù)防與控制。據(jù)2014年的調(diào)查研究顯示：2014年實施DDoS攻擊的數(shù)量比2013年增 長了 22%，且攻擊手段越來越多樣化。然而，當(dāng)前傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)預(yù)防技術(shù)，如防火墻技術(shù)，入侵 檢測系統(tǒng)等，發(fā)展緩慢，且手段單一，并不能防止拒絕服務(wù)攻擊的發(fā)生，其根本原因在于這 些防御技術(shù)本質(zhì)上都是被動式的，以防守為根本目的的技術(shù)。在這樣的需求下，主動式防御 攻擊開始發(fā)展，即采取動態(tài)的通信地址，當(dāng)攻擊者通過分析獲得通信雙方或一方的通信地 址時，通信已經(jīng)進行了轉(zhuǎn)移，這樣便可以有效的抵抗拒絕服務(wù)攻擊和分布式拒絕服務(wù)攻擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種應(yīng)用在分域管理網(wǎng)絡(luò)中的一種跳主機通 信方案，以有效的抵抗拒絕服務(wù)攻擊，使網(wǎng)絡(luò)之間能夠更加安全地通信。實現(xiàn)過程為：將網(wǎng) 絡(luò)進行分域管理，分域網(wǎng)絡(luò)是由多個不同IP地址的主機組成。在通信時，分域網(wǎng)絡(luò)作為一 個整體來互相通信。在通信過程中，由分域網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)商中心按照已協(xié)商的協(xié)議選取網(wǎng)絡(luò) 中的主機來進行通信。一個通信過程會由多臺主機來完成，以此來實現(xiàn)動態(tài)地址通信，防止 拒絕服務(wù)攻擊。
[0005] 本發(fā)明提供一種基于主機跳變的動態(tài)地址通信方法，所述方法包括如下步驟：
[0006] 步驟（1)，主機的管理和域管理及設(shè)置內(nèi)部主機通信方式；
[0007] 步驟（2)，預(yù)設(shè)初始化主機Ai向預(yù)設(shè)初始化主機Bi發(fā)起多個預(yù)設(shè)協(xié)議，預(yù)設(shè)端口 的冗余信息，完成會話密鑰、會話密鑰的生存期、預(yù)設(shè)通信協(xié)議、主機跳變時間、跳變規(guī)則的 協(xié)商；
[0008] 步驟（3)，主機Ai和主機Bi將預(yù)用N個協(xié)議、跳變間隔T1、會話秘鑰生存期T2,跳 變協(xié)議，通信對方的主機信息表發(fā)送給各自的協(xié)商中心；
[0009] 步驟（4)，協(xié)商中心根據(jù)跳變規(guī)則選擇本次的通信主機和使用的通道；
[0010] 步驟（5)，雙方網(wǎng)絡(luò)的選定主機使用選定通道進行預(yù)連接；
[0011] 步驟（6)，連接成功后，約定在τ時間后進行通信轉(zhuǎn)移；
[0012] 步驟（7)，協(xié)商中心判斷會話密鑰是否過期，如果是，進行下一步，反之轉(zhuǎn)至步驟 (9)；
[0013] 步驟（8)，協(xié)商中心依據(jù)步驟（4)選擇新的主機，并根據(jù)步驟（2)協(xié)商新的會話密 鑰，協(xié)商完成后將新的會話密鑰發(fā)送給協(xié)商中心，協(xié)商中心通知正在通信的主機更新會話 密鑰；
[0014] 步驟（9)，到達跳變時間的3/4時，轉(zhuǎn)至步驟⑷；
[0015] 在通信沒有結(jié)束之前重復(fù)進行以上相應(yīng)的步驟，直到成功完成本次的通信任務(wù)。
[0016] 本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果：
[0017] 1、不依賴于嚴格的時間同步。在本發(fā)明中到達跳變間隔的3/4時就進行預(yù)連接， 連接成功后在協(xié)商的間隔后同時進行通信轉(zhuǎn)移，即使雙方的時間不同步也不會影響通信的 轉(zhuǎn)移；
[0018] 2、有更好的安全性。在本系統(tǒng)中通信雙方的地址都在進行跳變，安全性依賴于跳 變協(xié)議的保密性和網(wǎng)絡(luò)中主機地址信息表的保密性。因為在協(xié)商跳變協(xié)議時，有會話密鑰 對傳輸信息進行加密，能夠保證協(xié)議和地址信息表的秘密性。并且分域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信時是 以內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的方式進行的，所以也保證了內(nèi)部通信不受DoS攻擊；
[0019] 3、能有效的抵抗網(wǎng)段攻擊。同屬于一個域網(wǎng)絡(luò)中的主機位于不同的地點，不屬于 同一網(wǎng)段，可以有效地防止網(wǎng)段攻擊。
[0020] 4、易于實現(xiàn)。在整個通信的過程中由中心服務(wù)器充當(dāng)?shù)膮f(xié)商中心是一個內(nèi)部服務(wù) 器，只負責(zé)本域網(wǎng)絡(luò)主機之間的協(xié)調(diào)工作，不與外部網(wǎng)絡(luò)進行通信，所以降低了域內(nèi)的不安 全因素。因此只要保證域間通信的安全便可以實現(xiàn)整個過程的安全。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明基于主機跳變的動態(tài)地址通信方法的整體流程圖。
[0022] 圖2為本發(fā)明中通信地址映射的具體步驟。
[0023] 圖3為選定主機進行預(yù)連接的子流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0025] 參照圖1，本發(fā)明的實施流程如下：
[0026] 步驟1，主機的管理和域管理及內(nèi)部主機通信方式的設(shè)置
[0027] (la)各個管理域的協(xié)商中心對本域內(nèi)的主機進行編號，將主機編號和相應(yīng)的IP 地址保存在一張信息表中；
[0028] (lb)有新主機加入域時，協(xié)商中心分配一張內(nèi)部網(wǎng)卡，域內(nèi)的主機之間進行通信 時通過撥號上網(wǎng)進行；
[0029] (lc)每個域管理中心設(shè)置一個本網(wǎng)絡(luò)中的初始化主機；
[0030] 步驟2,預(yù)設(shè)初始化主機Ai向預(yù)設(shè)初始化主機Bi發(fā)起多個預(yù)設(shè)協(xié)議，預(yù)設(shè)端口的 冗余信息，完成會話密鑰、會話密鑰的生存期、預(yù)設(shè)通信協(xié)議、主機跳變時間、跳變規(guī)則的協(xié) 商；
[0031] (2a) Ai和Bi使用STS (Station to Station，站對站）密鑰交換協(xié)議產(chǎn)生臨時會 話密鑰TSK ;
[0032] (2al) Ai產(chǎn)生一個隨機數(shù)rA并計算#發(fā)送給Bi ;
[0033] (2a2)Bi接收后，產(chǎn)生一個隨機數(shù)rB計算，，并根據(jù)Ai發(fā)送的十算出& = ， 用自己的私鑰簽名并用k加密計算出
一起發(fā)送給 Ai ;其中Ek()表示用k加密括號內(nèi)的信息，SB()標(biāo)識用Bi的私鑰簽名括號內(nèi)的信息；
[0034] (2a3) Ai根據(jù)Bi發(fā)送過來的信息計算k，并用k和Bi的公鑰解密
比較解出來的#，f是否一致，如果一致則計算
> 發(fā)送給Bi;
[0035] (2a4)Bi接收后比較加密的信息是否和已知的信息相符，如果相符即完成會話秘 鑰k的協(xié)商，令TSK = k，否則返回步驟（2a)重新協(xié)商會話秘鑰；
[0036] (2b)Ai根據(jù)消息傳輸?shù)臅r間間隔計算主機的跳變間隔和會話秘鑰的生存期；
[0037] (2bl)消息傳輸?shù)臅r間間隔為τ = τ 2- τ 1 ;
[0038] (2b2)跳變間隔為ΤΙ = 2 τ，會話密鑰的生存期為Τ2 = 6 τ ;
[0039] (2c)Ai發(fā)送ETSK (預(yù)用Ν個協(xié)議，Τ1，Τ2,跳變規(guī)則，本域網(wǎng)絡(luò)中的主機信息表），即 發(fā)送使用會話秘鑰TSK加密的預(yù)用N個協(xié)議，跳變間隔T1，秘鑰生存期T2,跳變規(guī)則，本域 網(wǎng)絡(luò)中的主機信息表給Bi ;
[0040] (2d) Bi發(fā)送ETSK (本域網(wǎng)絡(luò)中的主機信息表），即發(fā)送使用會話秘鑰加密的本域網(wǎng) 絡(luò)中的主機信息表給Ai ;
[0041] 步驟3,主機Ai和主機Bi將預(yù)用N個協(xié)議、Tl、T2,跳變協(xié)議，通信對方的主機信 息表發(fā)送給各自的協(xié)商中心；
[0042] 步驟4,協(xié)商中心根據(jù)跳變規(guī)則選擇本次的通信主機和使用的通道；
[0043] (4a)判斷是否是第一次使用該會話密鑰進行映射，是進行下步，反之轉(zhuǎn)至（4c);
[0044] (4a)協(xié)商中