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BitTorrent文件污染模型化研究

作　者: 徐磊
导　师: 张宏莉
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: BitTorrent 污染模型污染代价污染效果
分类号: TP393.093
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 19次
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内容摘要

BitTorrent(简称BT)是当今互联网上最为流行的P2P文件共享系统之一,其匿名性、开放性以及高效性赢得了越来越多用户的青睐,BT客户端也得到了日益广泛的应用,仅在2004年,BT流量就已经占据了整个P2P流量的53%,近年来研究表明,P2P流量已经占据了整个Internet流量的70%。然而正是这些特性和大规模的流行使BT系统面临着严峻的安全风险,出现了一系列安全问题,其中文件污染问题因其难以防御和严重的危害性越来越受到重视,成为亟待解决的重要问题之一。BT文件污染主要分为种子文件污染、索引污染和数据污染。其中种子文件污染比较简单,本文不做研究。索引污染和数据污染可以相互影响,形成更复杂的复合型污染方式,他们通过提高虚假节点和文件内容被其他节点请求的几率来达到占用其连接数和下载带宽,降低其下载速度的目的,从而使网络中的资源可用性大大降低。由于索引污染技术和数据污染技术的复杂性和多样化,同时也缺乏系统的研究方法及理论,所以本文着重对索引污染和数据污染进行深入的建模研究分析,为BT网络文件污染评价方法和指标体系提供科学的参考依据。本文首先介绍了BitTorrent的相关背景知识,并对现有的文件污染技术进行了深入的剖析,概括总结了几种常见的污染模型和污染对抗模型;其次,通过分析这些模型的优缺点以及适用范围,指出了现阶段有效的污染模型需要考虑的因素;然后提出了一个索引污染和数据污染相结合的混合污染模型,该模型结合了黑名单机制、节点优先选择策略等影响污染效果的关键因素,并引入了块内并行度的概念,对污染效果和污染代价进行了建模。最后,设计和实现了高性能分布式污染平台,通过对BT系统进行测量和对实验结果的观察、分析,验证了混合污染模型能够在污染建模方面反映BT系统索引污染和数据污染的攻击效果,是真实情况的一种模型抽象,并通过该模型计算出污染效果和污染代价这两个指标值,为BT网络文件污染攻击的评价提供了依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 研究背景及研究意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-11
    1.2.1 种子文件污染  9-10
    1.2.2 索引污染  10
    1.2.3 数据污染  10-11
    1.2.4 人工过滤  11
    1.2.5 种子文件信息验证  11
    1.2.6 信誉机制  11
  1.3 本文的主要工作  11-12
  1.4 本文的组织结构  12-13
第2章 BT 文件污染相关工作  13-21
  2.1 BitTorrent 系统工作原理  13-14
  2.2 BitTorrent 协议介绍  14-18
    2.2.1 种子文件  14
    2.2.2 节点与Tracker 交互协议分析  14-15
    2.2.3 节点间交互协议分析  15-16
    2.2.4 DHT 协议分析  16-17
    2.2.5 PEX 协议分析  17-18
  2.3 关键技术与难点问题  18-20
    2.3.1 数据污染技术  18-19
    2.3.2 污染研究方法分析  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 BitTorrent 文件污染及对抗策略分析  21-33
  3.1 BitTorrent 文件污染模型分析  21-28
    3.1.1 传染病模型  21-24
    3.1.2 流模型（Fluid Modeling）  24-28
  3.2 数据污染对抗模型分析  28-32
    3.2.1 信誉机制分析  28-30
    3.2.2 黑名单机制分析  30-31
    3.2.3 节点优先选择机制分析  31-32
  3.3 本章小结  32-33
第4章 BitTorrent 混合污染模型  33-46
  4.1 混合污染模型要点分析  33-36
    4.1.1 基本概念  33
    4.1.2 模型需考虑的因素  33-35
    4.1.3 模型所依赖的假设  35
    4.1.4 模型间的比较  35-36
  4.2 混合污染模型  36-41
    4.2.1 节点数建模  36-39
    4.2.2 黑名单机制建模  39
    4.2.3 节点优先选择策略建模  39-40
    4.2.4 污染代价建模  40-41
  4.3 污染代价的衡量指标  41
  4.4 污染效果的衡量指标  41-42
  4.5 污染效果模型实例化分析  42-45
    4.5.1 污染节点选择概率和污染效果之间的关系  42-43
    4.5.2 实例综合分析  43-45
  4.6 本章小结  45-46
第5章实验结果及分析  46-57
  5.1 实验说明  46
    5.1.1 实验目标  46
  5.2 实验平台  46-47
    5.2.1 实验环境  47
  5.3 模型参数及条件  47-49
  5.4 模型评估及分析  49-56
    5.4.1 模型评估  49-51
    5.4.2 污染代价分析  51-52
    5.4.3 污染效果分析  52-56
  5.5 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-61
攻读学位期间发表的学术论文  61-63
致谢  63

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