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WLAN安全协议与仿真方法研究

作　者: 朱振芳
导　师: 马建峰
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 无线局域网安全协议快速切换 OPNET 仿真
分类号: TN925.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

无线局域网(WLAN)主要利用射频技术在空中传送和接收数据,尽可能减少有线连接的需要,并将数据的连通性和用户的移动性结合起来。然而,无线网络的灵活性是以增加安全性考虑为代价的。对无线网络的安全访问已经成为WLAN技术未来发展的瓶颈。本文研究了当前WLAN网络的安全目标及主流的WLAN安全协议,在分析了协议交互及密钥管理的基础上,指出了现有协议在效率和安全性方面的不足。然后针对该问题,本文借助IEEE 802. 1x+EAP框架,采用认证交互和密钥协商同时进行的机制,提出了一个新的WLAN安全协议——EAHKMP,该协议涉及到站点初始接入和移动切换两方面的安全管理。理论分析表明,EAHKMP协议相比于现有WLAN安全协议,接入认证阶段减少了交互轮数,完成了快速切换主密钥的协商,使得无线站点认证过程更简单高效、切换更快速。同时,本文基于网络仿真软件OPNET,结合WLAN安全协议的特点,在OPNET原有无线站点模型和接入点模型上做了二次建模开发,将IEEE802.1x状态机、EAP认证协议及上层具体认证方法加以建模设计、编码实现,保证站点之间不仅可以正常通信,而且实现了安全管理；最后搭建了WLAN安全协议性能测试平台,并对EAHKMP协议进行了仿真测试,与EAP-TLS和WAPI协议进行了性能比对,收集了各种统计量结果。实验结果表明设计的无线局域网安全协议仿真平台具有可扩展性,EAHKMP协议达到了高效的目标。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 无线局域网及安全协议概述  7-11
    1.1.1 无线局域网体系结构  7-9
    1.1.2 无线局域网相关安全技术  9-11
  1.2 论文研究目标及意义  11
  1.3 论文章节安排  11-13
第二章 WLAN安全协议及仿真方法分析  13-25
  2.1 无线局域网安全性简介  13-14
  2.2 WLAN安全协议研究  14-21
    2.2.1 IEEE 802.11i安全标准  14-17
    2.2.2 WAPI-XG1接入认证协议  17-21
  2.3 安全协议仿真技术  21-25
    2.3.1 网络仿真简介  21-22
    2.3.2 OPNET仿真平台简介  22-23
    2.3.3 OPNET建模过程  23-25
第三章 WLAN安全协议的设计  25-37
  3.1 现有WLAN安全协议的缺陷  25-27
    3.1.1 IEEE 802.11i  25-26
    3.1.2 WAPI-XG1  26-27
  3.2 一种新的WLAN安全协议  27-28
    3.2.1 协议设计思想  27
    3.2.2 协议应用场景  27-28
  3.3 新协议的具体流程  28-34
    3.3.1 EAHKMP接入协议  28-31
    3.3.2 EAHKMP快速切换协议  31-33
    3.3.4 EAHKMP密钥管理  33-34
  3.4 EAHKMP协议理论分析  34-37
第四章基于OPNET的WLAN安全协议仿真方法研究  37-65
  4.1 WLAN安全协议的仿真方法分析  37-38
    4.1.1 仿真方法的现有问题  37
    4.1.2 改进思路  37-38
  4.2 一种新的WLAN安全协议仿真平台  38-47
    4.2.1 仿真平台的总体架构  38
    4.2.2 协议交互帧的设计  38-44
    4.2.3 基于IEEE 802.1x的EAP认证模型设计  44-47
  4.3 WLAN安全协议仿真平台的实现  47-55
    4.3.1 IEEE 802.1x状态机  47-52
    4.3.2 EAP状态机  52-53
    4.3.3 OPNET各模型的修改  53-55
  4.4 安全协议模块的建模与实现  55-65
    4.4.1 EAHKMP协议的实现  55-59
    4.4.2 EAP-TLS协议的实现  59-61
    4.4.3 WAPI-XG1协议的实现  61-65
第五章协议结果分析及仿真平台验证  65-79
  5.1 协议仿真环境的搭建  65
  5.2 接入场景  65-71
    5.2.1 接入场景设计  65-67
    5.2.2 接入协议结果分析  67-71
  5.3 切换场景  71-75
    5.3.1 切换场景设计  71-72
    5.3.2 切换协议结果分析  72-75
  5.4 仿真平台验证与特性分析  75-79
第六章总结与展望  79-81
  6.1 工作总结  79
  6.2 研究展望  79-81
致谢  81-83
参考文献  83-87
硕士期间研究成果  87

WLAN安全协议与仿真方法研究

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