基于FPGA的多路安全連接抗重放攻擊設計實現(xiàn)
網絡安全與數(shù)據(jù)治理 2022年 第1期
陳 明，張宏亮，鄧 軍，唐 文，龔 萍
(中國電子科技集團公司第三十研究所，四川 成都610041)
摘要： 重放攻擊是一種常見的網絡攻擊手段，為了提高網絡設備的安全性，提出一種基于FPGA實現(xiàn)抗重放攻擊的設計方案。結合工程實踐，首先介紹了安全連接通信原理，并詳細討論了抗重放實現(xiàn)機制，在此基礎上創(chuàng)造性提出多路安全連接并發(fā)抗重放設計方案。測試結果表明，該技術能夠滿足多路安全連接通信的同時實現(xiàn)抗重放的應用需求，而且實現(xiàn)協(xié)議簡單，數(shù)據(jù)吞吐率高，對工程實現(xiàn)有一定的借鑒意義。
中圖分類號： TN919.4
文獻標識碼： A
DOI： 10.20044/j.csdg.2097-1788.2022.01.013
引用格式： 陳明，張宏亮，鄧軍，等. 基于FPGA的多路安全連接抗重放攻擊設計實現(xiàn)[J].網絡安全與數(shù)據(jù)治理，2022，41(1)：83-87，100.
文獻標識碼： A
DOI： 10.20044/j.csdg.2097-1788.2022.01.013
引用格式： 陳明，張宏亮，鄧軍，等. 基于FPGA的多路安全連接抗重放攻擊設計實現(xiàn)[J].網絡安全與數(shù)據(jù)治理，2022，41(1)：83-87，100.
Design and implementation of multipath security connection anti-replay attack based on FPGA
Chen Ming，Zhang Hongliang，Deng Jun，Tang Wen，Gong Ping
(No.30 Institute of CETC，Chengdu 610041，China)
Abstract： Replay attack is a common network attack method. To improve the security of network devices, a design scheme of anti-replay attack based on FPGA is proposed. Combined with engineering practice, firstly the communication principle of security connection is introduced, then the implementation mechanism of anti-replay attack is discussed in detail. On this basis, an anti-replay design scheme for multipath security connection is proposed. The research results show that the technology can meet the requirements of multipath security connection communication and anti-replay attack. The implementation protocol of the method is simple and the data throughput rate is high, which can be used for reference in engineering implementation.
Key words : anti-replay；security connection；multipath parallelism；FPGA
0 引言
隨著計算機網絡的不斷深入發(fā)展，信息安全問題日益受到人們廣泛關注和重視。在影響網絡安全的因素中，重放攻擊是一種常見的、危害巨大的網絡主動攻擊手段。重放攻擊是指將通過竊聽等手段獲取的信息再次發(fā)出以產生非授權的效果[1-2]，針對重放攻擊原理與防范手段的研究也日益出現(xiàn)。文獻[3]對常用的抗重放方案進行了總結概述，但沒有給出詳細實施方案和平臺。文獻[4]提出基于時間戳/消息ID方式實現(xiàn)應用層抗重放攻擊的方法，但該方法不適用于高速IP數(shù)據(jù)傳輸網絡。文獻[5]提出了一種針對可信平臺模塊的抗重放攻擊方案。文獻[6]設計了一種適用于車載CAN總線網絡協(xié)議的抗重放實現(xiàn)方案，適用于低速現(xiàn)場總線網絡。文獻[7]提出了一種在VPN隔離網關使用軟件實現(xiàn)抗重放技術，但沒有深入分析高速多路通信的抗重放并行處理機制。
為了解決上述問題，同時結合工程應用中網絡設備多個物理子網之間的互通需求，本文創(chuàng)造性提出一種基于FPGA硬件平臺實現(xiàn)多路安全連接抗重放技術的機制，該方案充分利用FPGA支持高速、并行處理的特點，滿足快速檢測網絡中多路重放攻擊，并迅速做出報警響應的需求，同時不影響設備正常工作，最終達到既實現(xiàn)安全通信，又滿足網絡高速互通的目的。
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作者信息：
陳 明，張宏亮，鄧 軍，唐 文，龔 萍
(中國電子科技集團公司第三十研究所，四川 成都610041)
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