多中繼路徑語(yǔ)音安全通信系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前 VoIP已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，不過(guò)與傳統(tǒng)的語(yǔ)音通信相比，其低下的QoS(Quality of Service)和數(shù)據(jù)安全一直是難以解決的問(wèn)題。在VoIP網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音通信中，傳統(tǒng)的觀念一般認(rèn)為語(yǔ)音數(shù)據(jù)是通過(guò)默認(rèn)路由通道到達(dá)對(duì)端。但是，人們?cè)谘芯炕ヂ?lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中存在著大量的反三角現(xiàn)象（Triangle Inequality Variation）。該反三角現(xiàn)象認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的默認(rèn)路由策略往往不是兩點(diǎn)之間最優(yōu)的，而是會(huì)存在著

2、中繼節(jié)點(diǎn)，使得兩點(diǎn)經(jīng)過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)后的時(shí)延低于默認(rèn)路徑的時(shí)延。由此，人們開(kāi)始研究基于P2P技術(shù)的應(yīng)用層覆蓋路由技術(shù)來(lái)改進(jìn)VoIP語(yǔ)音路由問(wèn)題。借助于應(yīng)用層覆蓋路由技術(shù)，用戶可以從應(yīng)用層覆蓋網(wǎng)絡(luò)上搜尋到合適的P2P中繼節(jié)點(diǎn)，并利用P2P中繼節(jié)點(diǎn)生成新的中繼路徑用以傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù)流。這樣便可以有效地降低VoIP語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延、丟包率，從而進(jìn)一步提高其QoS。
　　另一方面，傳統(tǒng)的單路徑VoIP通信技術(shù)存在著較大的安全隱患。網(wǎng)絡(luò)中的惡

3、意節(jié)點(diǎn)能夠利用身份欺詐等手段，截獲中繼路徑上節(jié)點(diǎn)的通信數(shù)據(jù)包，進(jìn)行語(yǔ)音的監(jiān)聽(tīng)、通信數(shù)據(jù)的篡改等攻擊，從而破壞整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。因此，本文研究并提出了一套多中繼路徑語(yǔ)音安全通信系統(tǒng)，包括多中繼路徑的生成算法與多路徑語(yǔ)音安全傳輸系統(tǒng)模型，能夠在保證語(yǔ)音通信QoS的前提下，有效地保證其安全性。
　　本文主要的工作包括以下幾個(gè)部分:
　　(1)設(shè)計(jì)了一種中繼節(jié)點(diǎn)路由算法，能夠快速、高效地生成多條中繼路徑。該算法依據(jù)AS(Auto

4、nomous System)自治域信息將所有通信節(jié)點(diǎn)劃分至不同的集群中，并為每個(gè)集群構(gòu)建一張關(guān)系網(wǎng)路由表和一張當(dāng)前中繼節(jié)點(diǎn)路由表，前者維護(hù)所屬集群曾經(jīng)探測(cè)到的高質(zhì)量的中繼節(jié)點(diǎn)信息，后者維護(hù)所屬集群當(dāng)前可使用的中繼節(jié)點(diǎn)信息。結(jié)合Kademlia算法，通信節(jié)點(diǎn)能夠從集群路由表中以較低的查找開(kāi)銷完成中繼路徑的精確搜尋，同時(shí)保證中繼節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的健壯性。OPNET Modeler下的仿真結(jié)果表明，該算法具有較低的探測(cè)開(kāi)銷與較高的負(fù)載

5、均衡。
　　(2)結(jié)合多中繼路徑生成技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套多路徑語(yǔ)音安全通信系統(tǒng)，包括中繼節(jié)點(diǎn)的信任度更新與中繼路徑的安全性評(píng)估、多條最優(yōu)中繼路徑的選取、會(huì)話數(shù)據(jù)的多路徑分流與重組、基于NLMS的自適應(yīng)語(yǔ)音緩沖接收機(jī)制等。該語(yǔ)音安全通信系統(tǒng)能夠在保證語(yǔ)音通信QoS的情況下，有效地抵御惡意節(jié)點(diǎn)的通話竊聽(tīng)、信令篡改等攻擊，進(jìn)而提高語(yǔ)音會(huì)話安全。
　　(3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了包括基于windows系統(tǒng)PC端以及Android系統(tǒng)移動(dòng)端的多路徑