基于P2P的安全音視頻通信技術(shù)研究.pdf

1、隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的不斷發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行開發(fā)的音視頻通信技術(shù)因其具有更廉價更高效的特點而擁有了廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的音視頻通信技術(shù)主要采用C/S(Client/Server)模式，系統(tǒng)運(yùn)行不僅需要開發(fā)相應(yīng)的客戶端程序，更需要維護(hù)大量的服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)有服務(wù)器處理瓶頸和安全問題已無法滿足日益增長的用戶數(shù)量需求，“單點失效”和“性能瓶頸”等問題的出現(xiàn)阻礙了其進(jìn)一步的發(fā)展。
　　 與此同時，P2P(PeertoPeer)技

2、術(shù)作為當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一項熱門技術(shù)，在文件共享、流媒體視頻和即時通信等方面已取得廣泛應(yīng)用。P2P網(wǎng)絡(luò)作為基于IP之上的覆蓋網(wǎng)絡(luò)，分布式協(xié)同組織了各種資源，被廣泛的應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)領(lǐng)域中，并極大地提高對因特網(wǎng)中信息、帶寬和計算資源的利用率。P2P技術(shù)具有非中心化的特點，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個節(jié)點既是客戶端也是服務(wù)器，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和魯棒性。將分布式的P2P技術(shù)引入IP音視頻網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，可以有效地解決中心服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)帶寬及處理資源有限等問題

3、，提升系統(tǒng)的靈活性及可伸縮性。
　　 基于P2P的音視頻通信系統(tǒng)在擁有廣泛應(yīng)用前景的同時，也面臨著諸多的安全隱患。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)自身開放性的特點，IP音視頻通信系統(tǒng)容易受到偽造身份攻擊、服務(wù)竊取、流媒體數(shù)據(jù)監(jiān)聽和基于開放端口的DoS攻擊等問題，而P2P網(wǎng)絡(luò)在沒有可信認(rèn)證中心的情況下，數(shù)據(jù)的安全性傳輸很難得到保證。
　　 本文針對如何將P2P技術(shù)融入音視頻通信系統(tǒng)中，并解決兩者融合所帶來的安全隱患問題，提出構(gòu)建增強(qiáng)型P2P的

4、EP2PHONE通信模型結(jié)構(gòu)。主要的研究內(nèi)容和所做工作如下:
　　 (1)通過引進(jìn)第三代P2P技術(shù)中的基于DHT算法的Kademlia協(xié)議，解決傳統(tǒng)音視頻系統(tǒng)中代理服務(wù)器的性能瓶頸問題，并針對Kademlia協(xié)議存在的缺陷以及音視頻網(wǎng)絡(luò)通信對實時性要求高的特點，對Kademlia協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，構(gòu)建出雙層增強(qiáng)型EP2P網(wǎng)絡(luò)模型，上層利用綜合性能值較高的超級節(jié)點SN(SuperNode)組成Kad網(wǎng)，下層實現(xiàn)物理網(wǎng)絡(luò)較近的節(jié)點組

5、成子網(wǎng)域，同時借助于超級節(jié)點利用STUN和TURN方案，完成NAT穿越以實現(xiàn)互連通信;
　　 (2)采用基于身份簽名的P2P節(jié)點認(rèn)證及密鑰協(xié)商方案，新節(jié)點通過向可信節(jié)點群獲取密鑰碎片后，重組成簽名密鑰對消息進(jìn)行數(shù)字簽名。利用這個簽名可以完成節(jié)點身份的雙向認(rèn)證，并基于此方案實現(xiàn)可認(rèn)證的密鑰協(xié)商過程，從而最終實現(xiàn)P2P音視頻流媒體數(shù)據(jù)的AES加密傳輸;
　　 (3)設(shè)計出基于改進(jìn)Kademlia算法的EP2PHONE音視頻通