- Một kẻ tấn công nếu điều khiển được các node hàng xóm của node chuẩn thì nó có thể “che khuất” node chuẩn với các node khác trong mạng, hình thức tấn công như vậy được gọi là tấn công che khuất. - Có một phương pháp phòng chống tấn công che khuất hiệu quả được Atul Singh – một giảng viên của trường đại học Rice (Mỹ) cùng các đồng nghiệp đưa ra được trình bày trong bài báo [1] đó là phương pháp kiểm tra ẩn danh dựa vào việc giới hạn bậc của các node trong mạng. - Để có thể đánh giá hiệu quả của phương pháp này, tôi đã xây dựng một chương trình mô phỏng phương pháp kiểm tra ẩn danh, kết quả thử nghiệm cho thấy có tới hơn 90% các node gây hại bị phát hiện.. - 20Hình 3: Các node gây hại chia mạng xếp chồng ra làm hai mạng con.. - Muốn thực hiện tấn công che khuất, kẻ tấn công phải đưa các node gây hại vào trong tập hàng xóm của các node chuẩn, nếu tỉ lệ node gây hại trong tập hàng xóm của các node chuẩn càng cao thì hiệu quả của tấn công che khuất sẽ càng cao. - Trong các quá trình này, tập hàng xóm của các node chuẩn sẽ được bổ xung node mới và thay thế các node lỗi, đây thời cơ thích hợp để node gây hại được đưa vào trong tập hàng xóm của các node chuẩn. - Khi đã chiếm được nhiều vị trí trong tập hàng xóm của các node chuẩn, node gây hại có thể “che khuất” các node chuẩn với các node khác trong mạng, bởi khi gửi thông điệp cho các node khác đều phải qua các node gây hại trong tập hàng xóm, do đó mọi giao tiếp của node chuẩn với các node khác đều bị node gây hại khống chế và kiểm soát. - Với cách thức tấn công như vậy, các node gây hại có thể khống chế toàn bộ băng thông và dữ liệu truyền trong mạng khi đã “che khuất” được nhiều node chuẩn. - Trước các tác hại do tấn công che khuất có thể gây ra, vấn đề cấp thiết đó là cần có một cơ chế hiệu quả ngăn chặn các hành vi “che khuất” của các node gây hại trong mạng ngang hàng để đảm bảo cho mạng hoạt động bình thường và ổn định. - Trong bài báo này đã đưa ra một phương pháp phòng chống tấn công che khuất bằng cách tiến hành kiểm tra ẩn danh các node hàng xóm, kết hợp với việc giới hạn bậc của các node tham gia vào mạng để tìm ra các node gây hại và loại bỏ chúng ra khỏi tập hàng xóm. - Phương pháp này lấy ý tưởng từ thực tế đó là một node gây hại muốn thực hiện tấn công che khuất cần có bậc trong và bậc ngoài (hay số liên kết vào và liên kết ra của node) rất cao, cao hơn bậc trong và bậc ngoài của các node chuẩn khác, do đó để hạn chế tấn công cần làm giảm bậc của các node gây hại, và có thể phát hiện các node gây hại bằng việc kiểm tra ẩn danh các node có trong mạng. - Sau khi chạy chương trình mô phỏng cơ chế kiểm tra ẩn danh để phát hiện các node gây hại trong mạng, kết quả thu được là rất cao, có tới 90% các node gây hại bị phát hiện dựa vào cơ chế kiểm tra này.. - Các cơ chế phòng chống tấn công che khuất: nêu ra các biện pháp chống tấn công che khuất với biện pháp chính là kiểm tra ẩn danh dựa vào giới hạn bậc của các node trong mạng.. - Các node trong mạng xếp chồng được liên kết tới rất nhiều các node khác nhờ vào cơ chế định tuyến mềm dẻo. - Mỗi node trong mạng xếp chồng ngang hàng duy trì những con trỏ tới tập các node hàng xóm, đó là một tập chứa lượng nhỏ các node của mạng xếp chồng. - Một mạng ngang không có cấu trúc khi các liên kết giữa các node trong mạng xếp chồng được thiết lập một cách ngẫu nhiên (hay không theo một quy luật nào). - Các node có trong hệ thống là N01 có định danh là 01, N10, N21, N23, N33 và N01. - Bảng định tuyến dùng để chứa các liên kết tới các node khác trong không gian định danh. - Tập lá của một node chứa các node có định danh gần với định danh với nó. - Các node gần nhau về mặt vị trí mạng sẽ được đưa vào trong tập lân cận.. - Hình 2: Bảng định tuyến, tập lá, tập lân cận của node có định danh 10233102 Trong quá trình định tuyến, các node chỉ sử dụng thông tin liên kết từ tập lá và bảng định tuyến của mình để xác định node đích nhận dữ liệu.. - Nếu có, điều đó có nghĩa rằng khóa k được quản lý bởi node gần với các node trong tập lá. - Để tạo bảng định tuyến và tập lá, node n cần tìm kiếm thông tin về các node Pastry gần với n trong không gian định danh. - Bảng định tuyến của node n được khởi tạo từ thông tin định tuyến của các node bắt đầu từ hàng thứ 0. - Cuối cùng, node mới n gửi trạng thái của nó tới tất cả các node trong dữ liệu định tuyến của mình. - Các node đó có thể cập nhật lại bảng định tuyến của mình cho phù hợp.. - Với các node trong tập lân cận, do chúng không tham gia vào quá trình định tuyến nên cần kiểm tra chúng thường xuyên theo chu kỳ.. - Các node lỗi cần đưa ra khỏi bảng định tuyến để đảm bảo cho quá trình định tuyến diễn ra một cách chính xác. - Một đặc điểm quan trọng trong mạng xếp chồng ngang hàng đó là, một node sử dụng các node khác trong mạng như một bộ định tuyến. - Sẽ rất nguy hiểm nếu một trong các node tham gia định tuyến chuyển tiếp dữ liệu lại là một node gây hại. - Tấn công mạo nhận lợi dụng đặc tính của mạng ngay hàng, đó là mỗi node cần duy trì liên kết tới các node hàng xóm của nó, đặc tính này giúp cho mạng xếp chồng hình thành và duy trì. - Kẻ tấn công có thể biết dễ dàng định danh của một node trong mạng, từ đó nó có thể sinh ra các định danh ảo trong mạng để đưa các định danh ảo đó vào tập hàng xóm của các node. - Bởi mỗi node trong mạng muốn truyền thông điệp hay dữ liệu thì các node mà nó liên hệ để gửi dữ liệu đi đó là các node trong tập hàng xóm của nó, như vậy các node sẽ gửi dữ liệu tới node tấn công mạng. - Nếu tỉ lệ node ảo mà nó sinh là vô hạn thì nó có thể chiếm tới gần như là 100% các node trong mạng, như vậy nó có thể che khuất các node chuẩn khác trong mạng. - Trong trường hợp này, một nhóm các node gây hại liên kết với nhau để lừa các node chuẩn bằng cách đưa các node gây hại vào tập hàng xóm của các node chuẩn. - Hơn nữa, một lượng lớn các node gây hại có thể che khuất nhiều node chuẩn để điều khiển toàn bộ mạng xếp chồng. - Các node xếp chồng không thể chuyển tiếp một cách chính xác các thông điệp và mạng sẽ không được quản lý. - Hình 3: Các node gây hại chia mạng xếp chồng ra làm hai mạng con. - Tấn công che khuất lợi dụng tập hàng xóm của các node để tiến hành tấn công mạng xếp chồng. - Để có thể tấn công, kẻ tấn công nhắm tới tập hàng xóm của các node chuẩn. - Chúng tìm cách đưa các node gây hại vào tập trong các tập hàng xóm của các node chuẩn, khi thành công các node chuẩn muốn gửi dữ liệu cũng như các thông điệp đều đi qua các node gây hại trước. - Như vậy, các node gây hại có thể quyết định gửi hay không gửi các dữ liệu và thông điệp đó tới node đích. - Các node gây hại có thể đưa các node gây hại khác vào trong tập hàng xóm của các node chuẩn nhờ dựa vào quá trình xin tham gia vào mạng của các node mới. - Ngoài ra, node gây hại còn có thể xâm nhập vào tập hàng xóm của các node trong quá trình duy trì liên kết mạng được thực hiện theo chu kì. - Quá trình này sẽ tìm và loại bỏ các node lỗi ra khỏi các tập hàng xóm và thay thế vào đó là các node khác đang hoạt động. - Các node gây hại lợi dụng quá trình này để làm tăng số lượng các node gây hại trong các tập hàng xóm của các node chuẩn. - Tấn công che khuất cần một lượng nhất định các node gây hại thông đồng với nhau mới có thể thực hiện thành công. - Với chỉ một lượng nhỏ các node cũng có thể thực hiện tấn công che khuất.. - Cả hai dạng tấn công đều hướng tới mục đích kiểm soát tập hàng xóm của các node chuẩn. - Trong tấn công che khuất lại khác, nó dùng các node thực, chính là các node gây hại. - Thay vì đưa các node ảo vào trong tập hàng xóm của node chuẩn, các node gây hại trong tấn công che khuất đưa các node gây hại khác vào. - Tấn công che khuất có thể thành công với lượng nhỏ các node gây hại trong mạng cùng thông đồng với nhau. - Ta có thể nhận thấy rằng phương pháp tấn công che khuất mạng xếp chồng đều tập trung vào kiểm soát tập hàng xóm của các node. - Do đó, để có thể phòng chống tấn công hiệu quả cần tập chung quản lý tập hàng xóm, cần sinh ra một cơ chế để đảm bảo cho tập hàng xóm luôn an toàn trước các node gây hại để chống lại các cuộc tấn công. - Chỉ có một lượng nhỏ các node gây hại có thể đáp ứng được độ trễ mạng thấp, do đó các node gây hại khó có thể tăng cường tấn công che khuất hệ thống. - Bậc ở đây dùng để chỉ các liên kết tới các node trong mạng xếp chồng. - Ý tưởng cơ bản đằng sau cho cơ chế phòng chống này rất đơn giản: Trong tấn công che khuất, bậc trong của các node gây hại cao hơn giá trị bậc trong trung bình của các node chuẩn. - Bởi các node gây hại nằm trong rất nhiều tập hàng xóm của các node chuẩn trong mạng thì mới có thể tiến hành “che khuất” khống chế mạng và các node. - Do đó, nếu chúng ta giới hạn bậc trong của mỗi node, thì sẽ làm giảm số node gây hại có trong tập hàng xóm của các node chuẩn, làm cho kẻ tấn công khó có thể thực hiện ý đồ “che khuất” của mình. - Khi ta áp dụng cơ chế ép giới hạn bậc, các node chuẩn có thể chọn các hàng xóm của nó từ một tập phụ các node xếp chồng có bậc trong nhỏ hơn giới hạn cho phép. - Cơ chế đó cũng bao gồm việc giới hạn bậc ngoài của các node, nếu không các node gây hại có thể sử dụng bậc trong của các node chuẩn để chặn các node chuẩn trỏ tới các node chuẩn khác. - Vậy các node chuẩn cần chọn các hàng xóm từ một tập gồm các node xếp chồng có bậc trong và bậc ngoài nhỏ hơn giới hạn cho phép.. - Đánh giá Phương pháp giới hạn bậc rất hữu hiệu trong phòng chống tấn công che khuất, nó có thể khống chế tỉ lệ node gây hại có trong tập hàng xóm của các node chuẩn. - Gọi N là tổng số node trong hệ thống và giá trị trung bình của bậc trong và bậc ngoài của các node tương ứng là O và I. - Gọi f là tỉ lệ các node gây hại, f ’ là tỉ lệ các mục hàng xóm của node chuẩn tham chiếu tới các node gây hại. - Với f ’Ototal là tổng số các liên kết từ node chuẩn chỉ tới các node gây hại, ta có: f ’Ototal ≤ Ttotal. - Như vậy, tỉ lệ các node gây hại trong tập hàng xóm không vượt quá tỉ lệ của node gây hại so với số node chuẩn có trong mạng khi ta thiết lập số bậc trong bằng số bậc ngoài. - node gây hại có thể lợi dụng tỉ lệ lớn bậc trong của các node chuẩn và tăng hiệu quả của tấn công che khuất. - Chúng ta giả định rằng đã có một kĩ thuật để xác nhận thông điệp để ngăn các node gây hại ở giữa phản hồi giả các truy vấn, giống như chữ kí số. - Mỗi node A trong mạng xếp chồng cần duy trì một tập chứa tất cả các node mà trong tập hàng xóm của nó có chứa node A. - Nếu B không nằm trong tập hàng xóm được trả về hoặc kích thước tập hàng xóm trả về lớn hơn giới hạn bậc ngoài, B loại bỏ các node đó khỏi tập con trỏ ngược của mình. - Các node được kiểm tra cũng không được biết được B. - Với việc kiểm tra ẩn danh ta có thể phát hiện các node gây hại, từ đó loại bỏ chúng ra khỏi tập hàng xóm của node chuẩn. - Tuy nhiên, khi node gây hại lựa chọn trả lời yêu cầu kiểm tra tới nó thông qua node trung gian chuẩn, nó có thể lời bằng một tập con ngẫu nhiên với kích thước cho phép với các node lấy từ tập con trỏ ngược của nó. - Để đạt được hiệu quả cao, chúng ta cần thực hiện kiểm tra mỗi node nhiều lần, với các node trung gian ngẫu nhiên khác nhau để có thể thu thập đủ dữ liệu từ đó đưa ra quyết định node bị kiểm tra là node gây hại hay node chuẩn. - Xác suất I là node gây hại là f. - Cơ chế kiểm tra ẩn danh dựa vào việc giới hạn bậc để phát hiện ra các node gây hại trong hệ thống. - Gọi tỉ lệ node gây hại có trong mạng là f, ta sẽ chọn các node làm node gây hại là các node có số bậc trong cao nhất, tức là những node có kích thước tập con trỏ ngược lớn nhất. - Trong tấn công che khuất, các node gây hại thông đồng với nhau để thực hiện che khuất các node khác trong mạng, do đó một node gây hại biết các node gây hại khác là các node nào. - Do node gây hại cần có nhiều node chuẩn chứa nó trong tập hàng xóm để có thể thực hiện âm mưu che khuất, nên các node gây hại có kích thước tập con trỏ ngược rất lớn. - Chương trình kiểm tra ẩn danh sẽ cho tất cả các node chuẩn thực hiện kiểm tra ẩn danh đối với các node có trong tập hàng xóm của nó. - Node trung gian trong mỗi truy vấn kiểm tra sẽ được chọn ngẫu nhiên từ các node có trong hệ thống và khác với node kiểm tra và bị kiểm tra. - Mảng lưu trữ con trỏ ngược của tất cả các node trong mạng:. - Mảng chứa tất cả các node trong mạng:. - Mảng chứa các node gây hại trong mạng. - Tỉ lệ node gây hại trong mạng:. - Giới hạn bậc trong của các node: public static int bound Một số phương thức chính của lớp Test:. - Giá trị bound được xác định sao cho tất cả các node gây hại có bậc trong cao hơn giá trị này, và các node chuẩn có bậc trong nhỏ hơn hoặc bằng giá trị bound.. - Các node chuẩn được dùng để gửi các thông điệp truy vấn kiểm tra ẩn danh, đích của thông điệp chính là các node trong tập hàng xóm của nó.. - phương thức khởi tạo tập hàng xóm getNeighbor(Pastry.NodeIdAddressBind NodeBind) và tập con trỏ ngược createBackPointerSet() của các node trong mạng. - Nếu trả lời, nó sẽ sinh một tập con từ tập con trỏ ngược của nó với các node trong tập con được lấy ngẫu nhiên, kích thước tập con này có thể bằng giới hạn bậc trong.. - Trong thí nghiệm 1 này, ta giả định kích thước tập con trỏ ngược của node gây hại trong mạng lớn hơn 1.2 lần kích thước tập con trỏ ngược của các node chuẩn, tức xác suất để node gây hại chọn được tập con trỏ ngược để phản hồi kiểm tra có chứa node kiểm tra là xấp xỉ 1/1.2 hay 83%, điều này có nghĩa rằng khả năng node phá hoại vượt qua cuộc kiểm tra là rất cao. - Trong thí nghiệm này, ta thiết lập tỉ lệ node gây hại trong mạng là 0.2, các node gây hại được chọn là các node có kích thước tập con trỏ ngược lớn nhất bởi tập con trỏ ngược lớn chính là đặc điểm nổi bật của một node gây hại. - Các node gây hại này có tổng kích thước tập con trỏ ngược là 107258, chiếm tới 42% tổng kích thước tập con trỏ ngược của tất cả các node trong mạng. - Tức tất cả các node gây hại có bậc trong lớn hơn 62 và các node chuẩn có bậc trong nhỏ hơn hoặc bằng 62. - Chứng tỏ phương pháp kiểm tra ẩn danh rất hiệu quả trong phát hiện các node gây hại. - Điều này hoàn toàn chấp nhận được vì gần như là tất cả các node gây hại đều bị loại bỏ và ta chỉ phải bổ xung lại một lượng nhỏ các node chuẩn bị loại bỏ nhầm.. - Phương pháp kiểm tra ẩn danh để phát hiện các node gây hại cần dựa vào cơ chế giới hạn bậc trong và bậc ngoài của các node trong mạng xếp chồng. - Phương pháp kiểm tra ẩn danh tỏ ra hữu hiệu trong phát hiện các node gây hại khi các node này có tập con trỏ ngược lớn hơn giới hạn cho phép. - Tuy nhiên, nếu các node gây hại có tập con trỏ ngược không quá giới hạn bậc thì sẽ không thể phát hiện được chúng