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计算机科学 2008年第08期杂志 文档列表

计算机科学杂志计算机网络与信息技术

Ad Hoc网络的数据安全传输方案研究21-25

摘要：由于AdHoc网络结构的特点，使其更容易遭到攻击，安全的路由和安全数据传输已成为AdHoc网络研究的热点。对于网络的外部攻击，在不同的假设条件下，已经提出了一些有效的抵制方案。但对于内部攻击，还没有一种快速、准确、可行的对恶意行为进行预防和检测的方法，一般采用信誉机制加以解决，但存在较多缺点。本文基于Reed-Solomon编码的纠错技术，提出了一种在存在Byzantine攻击节点的网络环境下的安全数据传输协议（Secure Data Transmission Protocol，SDTP）。该协议不仅能实现数据的安全传输，而且能准确判定恶意攻击的发生和攻击节点的位置，为在AdHOC网络中检测内部攻击节点提供了一种更准确、具体且实际可行的算法，该算法也可被用于安全路由协议中。

一个P2P网络仿真模型26-28

摘要：现有的P2P网络仿真器都有其各自的弊端，不能够对现实中的P2P的一些实际应用进行仿真。把P2P网络中的各个元素按实际情况模型化，设计一个能够用于对现有P2P应用进行仿真测试的P2P仿真器是十分必要的。本文设计了一个尽可能真实反映P2P实际运行环境的仿真模型，该仿真模型用于仿真现有的很多P2P应用。该模型根据现实P2P资源共享系统中用户的行为的基本特点设计了Peer的各种属性，包容了现有常见的P2P资源共享应用中peers选择和pieces选择策略，并为进一步设计P2P底层覆盖网络拓扑结构提供了接口。该仿真器初步运行结果表明，它能够反映现实P2P应用中的真实情况．

一种无线传感器网络定位问题中的分簇算法29-31

摘要：本文提出一种用于平面无线传感器网络定位的分簇算法。首先，锚节点根据地理位置划分感知区域；然后，通过拓扑发现过程和锚节点间的信息交换，实现锚节点对周围网络拓扑的感知；最后，根据就近原则将所有未知节点分配到以锚节点为边缘的各个子区域中，而分配到各个子区域中的未知节点和边缘的锚节点，则构成网络中的各个簇，并由每个簇的主节点保存本簇内全部拓扑信息。该算法可以实现多跳节点的分簇，并且具有较小的通信量，可用于多种基于分簇的分布式定位算法中，有助于解决大规模无线传感器网络的定位问题。仿真实验结果显示，在锚节点按网格分布和随机分布两种情况下，该算法都可以得到良好的分簇结果。

基于混合分簇的无线传感器网络路由协议32-34

摘要：提出一种基于混合分簇的无线传感器网络路由协议（EEHCRP）。该协议综合了集中式和分布式分簇的优点，使得簇头分布更加均匀并减少了簇重构的开销。在此分簇的基础上，使用改进的多路径路由树建立簇间路由，使其不但可以减少重传次数，提高数据传输的稳定性，还缓解了簇头的能耗。然后使用CMMBCR算法建立一条能量高效的簇内路由。仿真结果表明：该协议较之经典的分簇路由协议不仅有效地均衡了网络能量消耗、显著地延长了网络生命周期，而且具有较强的鲁棒性。

无线传感器网络数据收集研究进展35-41

摘要：在无线传感器网络中，数据收集技术至关重要。在归纳无线传感器网络数据收集技术研究进展的基础上，分析了近年来该领域具有代表性的数据收集算法，以网络结构、流量优化和移动性为依据分为三大类，并分别指出了这些算法的特点和适用情况，最后总结了数据收集算法未来的研究策略和发展趋势。

一种实用的Ad hoc网络鉴别路由协议AARP42-45

摘要：针对Adhoc网络的鉴别路由协议ARAN存在路由查找过程复杂、计算复杂度高、缺乏会话密钥协商等缺点，本文提出了一种简单实用的鉴别路由协议AARP。该协议避免采用公钥加密算法，简化了路由查找过程，降低了计算复杂度，利用节点对路由消息的签名，有效抵制了各种恶意攻击，同时利用DH交换，完成会话密钥协商。本文还通过CK模型分析了AARP协议的安全性，结果表明：若DDH假设成立、数字签名算法可抵抗选择消息攻击，则AARP协议在UM下是SK—secure的，且具有完善的前向保密性PFS、已知密钥安全KKS等属性。相比ARAN协议，AARP对于通常节点资源受限的Adhoc网络而言，更为实用。

虚拟分布式IPv6路由器级拓扑探测模型46-47

摘要：提出了一种虚拟分布式IPv6路由器级拓扑探测模型——VDPM（Virtual Distributed Probing Model）。VDPM探测方式既达到了分布式拓扑探测效果，又避免了高昂的部署费用和繁琐的通讯维护工作。本文详细论述了VDPM实现的两个关键问题：虚拟探测源的选取和探测目标点集合的构建。通过对比VDPM方式和纯IPv6单源探测方式以Cernet2为目标网络进行拓扑发现的结果，体现了VDPM作为大规模IPv6路由器级拓扑发现原型系统设计依据的合理性。

MIPv6协议的切换算法的发展及其安全性研究48-53

摘要：移动节点切换安全是移动IPv6网络今后研究中最基本的问题之一。切换安全对于保障移动IPv6网络的完整性、可用性，推动其实际应用具有重要意义。本文在全面地阐述了切换算法的发展历程的基础上，对切换过程的网络威胁、安全性需求及现状进行了总结，然后分别对当前的代表性切换算法提供的保护机制进行安全性分析，指出了这些算法相对于安全性需求存在的不足，最后进一步分析和总结了研究现状中存在的问题、需要研究的内容和切换安全性研究的发展趋势。

公用IPv6网络承载服务SLA监测研究54-59

摘要：分析了NGI中网络承载服务SLA（NSIA）的应用需求，针对NSLA可能的应用场合及IPv6特点定义了适用于NSLA的QoS参数：IP分组传送延迟（IPTD）、IP分组延迟变化（IPDV）、IP分组传送失败率（IPFR）和IP分组吞吐能力（IPTC），其中IPTC能有效刻画公用IP网段集维持业务流量模式的能力。分组识别和时钟同步是IPv6网络NSLA监测的两个关键问题。文中给出了分组识别的解决思路；为降低对同步的要求、支持较低成本的NSLA监测，除IPTD外其余参数均可容忍出入测量点之间存在有限的时钟不同步。此外，综合应用特点、用户感知、IPv6协议等因素，讨论了面向应用NSLA的QoS参数设定。最后设计了一个包括采集器、前端机、分析机、原始数据库和结果库等部件的NSLA监测系统，采用ON-OFF系统抽样方式被动监听自然流量，在各部件的协作下可实现各QoS参数的测量。

面向存储安全系统的新型人工免疫算法60-64

摘要：提出了新型人工免疫算法，用于研究高效的存储安全系统。首先给出了基于免疫存储安全系统的结构和相关定义。在分析人工免疫算法中已有匹配规则的基础上，为提高安全系统的效率，提出了任意r连续位匹配规则，提高检测器识别非自体的能力，减少存储安全系统识别非自体所需的成熟检测器数量；为了使存储安全系统能适应不同的自体集，自动优化检测效率和准确性，避免检测存储安全系统的失效，本文提出了自适应匹配阈值机制。分析了使用不同匹配规则时检测器能识别的最大非法访问请求数量，以及对不同自体集采用静态匹配阈值和自适应匹配阈值机制时存储安全系统的检测效率和准确性。使用新型人工免疫算法实现安全原型系统，验证了算法的性能。最后通过修改开源存储区域网系统Lustre中智能磁盘部分的源代码，实现了基于免疫安全磁盘的原型系统，测试增加存储安全系统前后Lustre系统的I／O性能，结果表明新型人工免疫算法能高效地保护存储系统的安全。

RBAC模型的非法信息流控制65-68

摘要：由于缺乏信息流控制机制，RBAC模型的授权访问可能导致不安全的信息流．为了保护RBAC模型系统中信息的机密性，定义了RBAC模型的非法信息流概念，给出了非法信息流的检测、更新以及控制算法。将这些算法用于RBAC模型的授权管理可有效防止信息的非授权泄漏，实现安全的访问。

基于异质多传感器融合的网络安全态势感知模型69-73

摘要：网络安全态势感知NSSA（Network Security Situation Awareness）是目前网络安全领域的热点研究内容，开展NSSA的研究，对提高我国的网络安全水平有着重要的意义。本文提出了一个NSSA模型，利用多层前馈神经网络，对采集的多个异质的传感器数据进行了融合。为提高融合的实时性，本文还设计了简单易行的特征约简方法，大大降低了融合引擎的输入维数。最后，本文利用安全态势生成算法，对网络安全事件进行了加权量化。实验表明，本文所提出的模型和方法是可行的和有效的。

基于FPGA的TOE系统设计与实现74-76

摘要：随着网络带宽的迅速增长，主机协议处理开销已经成为系统整体性能的瓶颈。为了有效增加系统吞吐率，进一步减轻CPU的负担，本文详细描述了一种基于FPGA（Field Programmable Gate Array）的TOE（TCP Offload Engine）系统的设计与实现。实验结果表明，系统在吞吐率等方面明显优于非TOE系统。

传感器网络关联区域游走查询机制77-83

摘要：在多数应用中，传感器网络被视为分布式数据库，解析查询是其主要功能之一。提出了关联区域游走查询机制，其设计目标是实现对大规模、节点位置信息无关的传感器网络高效节能的资源查询处理。该机制借鉴小世界网络的研究成果，以关联节点作为长程连接，降低了网络平均路径长度，缩短了查询源和目标间的距离；各节点的邻居与其关联节，量的邻居组成关联区域。该机制通过查询消息在关联区域间游走来完成查询，避免了全网泛洪。数学建模分析和实验仿真结果显示：与现有的几个重要相关机制相比，关联区域游走机制具有显著的低能耗特性；此外，关联区域游走机制还具有良好的可扩展性和相比CAPTURE更加广泛的适用范围。

BitTorrent协议Choking／Unchoking机制的度量和分析84-89

摘要：BitTorrent是一个用于内容分发的P2P协议，现在已经发展成为互联网的一项重要的应用。本文从性能的角度，度量BitTorrent的行为，解释BitTorrent协议的关键元素，分析BitTorrent是否是高效的。本文有以下贡献：①提出一种有效度量BitTorrent式的内容分发协议的方法。②确认BitTorrent的Choking／Unchoking机制存在缺陷，不是高效的。③设计ShareStorm协议，证明BitTorrent的缺陷可以避免。经初步验证，在下载完成时间这个最主要的性能指标上，ShareStorm比BitTorrent至少减少50＋％。

异构环境下独立任务调度算法的研究90-92

摘要：本文基于Min-min算法和Sufferage算法提出了基于任务调度损失的最小最早完成时间算法（Sufferage Min-min，SMM）。该算法将任务调度损失引入Min-min算法，选取最早完成时间较小的志个任务，再优先对其中任务调度损失最大的一个进行调度。SMM算法克服了Min-min算法单纯追求局部最优而缺少全局意识的缺点。测试表明，SMM算法可以做到调度跨度低与平均等待时间小的统一，在综合性能上较Min-min算法有所提高。

基于排队论的数据链系统信息传输时间延迟分析93-94

摘要：针对数据链系统信息传输时间延迟问题，分析了数据链系统中两点之间直接信息传输、通过中继站信息传输、跨数据链系统信息传输的一般过程；给出了利用排队论分析数据链系统信息传输时间延迟的一般流程；最后以美军JTIDS为例，分析了预警机在一定的时隙分配方案下的信息传输时间延迟。

基于GridSim模拟器的网格资源调度算法研究95-97

摘要：网格资源调度策略是网格计算领域中的关键研究方向之一，网格模拟器是资源调度策略优化和改进研究的重要平台。本文研究了GridSim模拟器，对此模拟器的整个框架结构和运行机制作了阐述；对基础的Minmin算法和QoSGuidedMin-min算法进行研究和改进，并通过基于GridSim包设计了应用程序，对改进后的算法进行了相应的模拟。模拟研究结果表明，改进后的算法在任务平均完成时间上优于以前的算法。