>[0051] 三、AODV路由協(xié)議漏洞檢測
[0052]下面以偽造源地址攻擊和偽造轉發(fā)節(jié)點攻擊為例，使用流程圖的形式將漏洞檢測 過程直觀地反映出來，如圖8、圖9所示。
[0053] 如圖8所示，檢測偽造源地址攻擊（惡意節(jié)點A將接收到的數(shù)據(jù)包中源地址替換 成自己的地址，并發(fā)送給目的節(jié)點，使得目的節(jié)點誤認為是A在和它通信）漏洞的流程包括 以下步驟：通過所讀取到的協(xié)議包數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)指的是節(jié)點組網(wǎng)時相互傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包（包括 請求包、響應包以及Error包），判斷其中一條收到的消息是否消息類型為10 (即繼續(xù)廣播 相同序列號的請求包）且為請求包；若是，則記錄請求包的源地址sourcel，記錄請求包序 列號seql ;如否，進一步判斷該條收到的消息是否消息類型為1〇(即繼續(xù)廣播相同序列號 的請求包）且為發(fā)送包（發(fā)送包指的是中間節(jié)點轉發(fā)的請求包）數(shù)據(jù)；若是，記錄發(fā)送包的 源地址source2 ;然后將相同序列號的請求包在發(fā)送時的源地址sourcel與source2進行 對比；如果二者相等，則證明不存在偽造源地址攻擊；如果不相等，該發(fā)送包的節(jié)點ID號， 將序列號作為惡意節(jié)點返回值；如果相等，證明不存在偽造源地址攻擊，返回該程序開始。
[0054] 如圖9所示，檢測偽造轉發(fā)節(jié)點攻擊（惡意節(jié)點A在沒有收到請求包的情況下， 直接廣播一個捏造的請求包，冒充轉發(fā)節(jié)點）漏洞的流程包括以下步驟：通過所讀取到的 協(xié)議包數(shù)據(jù)，判斷其中一條收到的消息是否消息類型為10 :該消息為請求包，在數(shù)據(jù)包中 體現(xiàn)）且為接收包；若是，則記錄接收包消息序列號seql ;如否，進一步判斷該條收到的消 息是否發(fā)送包；若是，記錄發(fā)送包消息序列號seq2 ;然后將接收包消息序列號seql與發(fā)送 包消息序列號seq2進行對比；如果二者相等，則需進一步判斷消息類型；若該節(jié)點消息類 型為11 :該消息為響應包，即直接發(fā)送響應包），則檢測出攻擊，用badnote記錄惡意節(jié)點 的ID號，將此ID號作為惡意節(jié)點返回值；若消息類型為10 (即繼續(xù)廣播相同序列號的請求 包），證明不存在偽造轉發(fā)節(jié)點攻擊，返回該程序開始。
[0055] 如圖10所示，檢測發(fā)送Error包攻擊漏洞的流程包括以下步驟：如果節(jié)點收到消 息類型為13 (消息類型為13 :是節(jié)點在組網(wǎng)后，正常通信時發(fā)送的消息）的消息后，若直接 回復Error包，就證明存在攻擊；若依舊正常發(fā)送類型為13的消息，則不存在這種攻擊。
[0056] 如圖11所示，檢測篡改路由跳數(shù)攻擊漏洞的流程包括以下步驟：當節(jié)點收到響應 包時，用seq2記錄消息的序列號，hop2記錄路由跳數(shù)。在發(fā)送相同序列號的響應包時，提取 該消息中的路由跳數(shù)hopl，將hop2與hopl進行比較，判斷等式hopl = hop2+l是否成立。 如果不成立，則證明這個節(jié)點是惡意節(jié)點，存在篡改路由跳數(shù)攻擊，并將節(jié)點序號返回。
[0057] 通過實驗模擬攻擊節(jié)點，從實驗結果上來看，本發(fā)明的協(xié)議分析和漏洞檢測具有 可行性和有效性。
[0058] 本發(fā)明在分析完AODV協(xié)議后，根據(jù)不同的漏洞點，找到針對AODV協(xié)議的攻擊主要 有偽造源地址攻擊、偽造轉發(fā)節(jié)點攻擊、發(fā)送Error包攻擊（在正常情況下，惡意節(jié)點發(fā)送 Error包，使得其他節(jié)點誤認為路徑不可達）和篡改路由跳數(shù)攻擊（在轉發(fā)數(shù)據(jù)包的時候， 隨意修改路由跳數(shù)）。這些攻擊可能造成無線傳感網(wǎng)中節(jié)點通信的混亂、無效，大大影響到 了 WSN的運行，因此，將這些攻擊及時有效的檢測出來十分必要。
[0059] 現(xiàn)以AODV篡改源地址為例：
[0060] 1、模擬惡意節(jié)點
[0061] 在TinyOS平臺下，使用nesC語言，修改節(jié)點的AODV和TreeCollection路由協(xié) 議的程序，使之變成惡意節(jié)點，便于模擬攻擊。A0DVRoutingM_nc文件中，ReceiveRREQ. receive函數(shù)是當節(jié)點收到請求包后所作的一系列操作。通過對比自己的ID與目標地址 后，若相同，則發(fā)送響應包；若不同且在路由表中找不到該路由的路徑，就繼續(xù)廣播該序列 號的請求包。在轉發(fā)包時，要用接收到的請求包中源地址、目的地址、序列號、跳數(shù)、路由表 記錄個數(shù)以及cache記錄個數(shù)的值構造一個新的請求包。在此過程中，將源地址字段的值 換成自己的ID，就完成了偽造源地址攻擊。
[0062] 2、截獲數(shù)據(jù)包，如圖12所示為截獲的偽造源地址攻擊數(shù)據(jù)。
[0063] 3、數(shù)據(jù)包分析
[0064] 模擬AODV路由協(xié)議偽造源地址攻擊，圖12中40號節(jié)點是惡意節(jié)點。由于偽造了 源地址，真正的源節(jié)點收不到響應包，與目標節(jié)點不能通信。因此，在超時計時器超時時，源 節(jié)點就會繼續(xù)發(fā)送請求包。圖12是40號節(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，圖中劃線的地方就是40號節(jié)點 在修改源地址，即將63改為40。
[0065] 4、編寫程序，進行測試
[0066] 依據(jù)協(xié)議分析，編寫程序進行測試，依圖13所示，有效的檢測出攻擊類型和攻擊 節(jié)點的序號，因此驗證了本發(fā)明的有效性和合理性。
【主權項】
1. 一種基于漏洞攻擊的自組織網(wǎng)絡協(xié)議安全分析方法，其特征在于，該方法包括以下 步驟： 通過分析路由協(xié)議，針對節(jié)點在該路由協(xié)議下組網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換時的行為和狀態(tài)，尋找 漏洞和攻擊點；同時進行數(shù)據(jù)包檢測，最終分析出是否存在的攻擊類型，其中包括偽造源地 址攻擊、偽造轉發(fā)節(jié)點攻擊、發(fā)送Error包攻擊和篡改路由跳數(shù)攻擊，共四種攻擊類型。2. 如權利要求1所述的基于漏洞攻擊的自組織網(wǎng)絡協(xié)議安全分析方法，其特征在于， 所述偽造源地址攻擊的分析，具體包括以下步驟： 通過所讀取到的協(xié)議包數(shù)據(jù)，判斷其中一條收到的消息是否繼續(xù)廣播相同序列號的請 求包的消息類型且為請求包；若是，則記錄請求包的源地址sourcel，記錄請求包序列號； 如否，進一步判斷該條收到的消息是否繼續(xù)廣播相同序列號的請求包的消息類型且為發(fā)送 包數(shù)據(jù)；若是，記錄發(fā)送包的源地址source〗；然后將相同序列號的請求包在發(fā)送時的源地 址sourcel與source2進行對比；如果二者相等，則證明不存在偽造源地址攻擊；如果不相 等，該發(fā)送包的節(jié)點ID號，將序列號作為惡意節(jié)點返回值；如果相等，證明不存在偽造源地 址攻擊。3. 如權利要求1所述的基于漏洞攻擊的自組織網(wǎng)絡協(xié)議安全分析方法，其特征在于， 所述偽造轉發(fā)節(jié)點攻擊的分析，具體包括以下步驟： 通過所讀取到的協(xié)議包數(shù)據(jù)，判斷其中一條收到的消息是否繼續(xù)廣播相同序列號的 請求包的消息類型且為接收包；若是，則記錄接收包消息序列號seql ;如否，進一步判斷該 條收到的消息是否發(fā)送包；若是，記錄發(fā)送包消息序列號seq2 ;然后將接收包消息序列號 seql與發(fā)送包消息序列號seq2進行對比；如果二者相等，則需進一步判斷消息類型；若該 節(jié)點為直接發(fā)送響應包的消息類型11，則檢測出攻擊，用badnote記錄惡意節(jié)點的ID號，將 此ID號作為惡意節(jié)點返回值；若為繼續(xù)廣播相同序列號的請求包的消息類型，證明不存在 偽造轉發(fā)節(jié)點攻擊。4. 如權利要求1所述的基于漏洞攻擊的自組織網(wǎng)絡協(xié)議安全分析方法，其特征在于， 所述發(fā)送Error包攻擊的分析的，具體為：在正常情況下，惡意節(jié)點發(fā)送Error包，使得其他 節(jié)點誤認為路徑不可達；如果節(jié)點收到消息類型為13的消息后，若直接回復Error包，就證 明存在攻擊；若依舊正常發(fā)送類型為13的消息，則不存在這種攻擊。5. 如權利要求1所述的基于漏洞攻擊的自組織網(wǎng)絡協(xié)議安全分析方法，其特征在于， 所述篡改路由跳數(shù)攻擊的分析，具體為：在轉發(fā)數(shù)據(jù)包的時候，隨意修改路由跳數(shù)；當節(jié)點 收到響應包時，用seq2記錄消息的序列號，hop2記錄路由跳數(shù)。在發(fā)送相同序列號的響應 包時，提取該消息中的路由跳數(shù)hopl，將hop2與hopl進行比較，判斷等式hopl = hop2+l 是否成立；如果不成立，則證明這個節(jié)點是惡意節(jié)點，存在篡改路由跳數(shù)攻擊，并將節(jié)點序 號返回。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于漏洞攻擊的自組織網(wǎng)絡協(xié)議安全分析方法，通過分析AODV路由協(xié)議，針對節(jié)點在該路由協(xié)議下組網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換時的行為和狀態(tài)，尋找漏洞和攻擊點；同時進行數(shù)據(jù)包檢測，最終分析出是否存在的攻擊類型，其中包括偽造源地址攻擊、偽造轉發(fā)節(jié)點攻擊、發(fā)送Error包攻擊和篡改路由跳數(shù)攻擊，共四種攻擊類型。本發(fā)明能夠分析出一般路由協(xié)議可能存在的漏洞；針對這些漏洞，確定檢測方法，以便可以將存在的惡意節(jié)點的序號獲取到；繼而針對漏洞可能的攻擊進行檢測，在一次檢測中，可針對不同的檢測點進行排查；檢測該自組織網(wǎng)絡中是否存在惡意節(jié)點，并準確的找到惡意節(jié)點的序號。
【IPC分類】H04L29/06
【公開號】CN104994109
【申請?zhí)枴緾N201510413920
【發(fā)明人】李曉紅, 張欣, 許光全, 郭奇, 宋姣嬌
【申請人】天津大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月14日