2014 年 10 月 Journal on Communications October 2014
第 35 卷第 10 期
通 信 学 报
Vol.35
No. 10
穿越自治系统联盟的域间路由安全机制
孔令晶，曾华燊，窦军，李耀
(西南交通大学 信息科学与技术学院，四川 成都 610031)
摘 要：通过对 SE-BGP (security enhanced BGP)的研究与分析，发现此方案不仅无法认证动态变化的跨联盟
AS (autonomous system)，也无法抵御其自身所发起的主动攻击。为了解决 SE-BGP 存在的安全问题，设计了二
层跨联盟等级结构 CAHS (cross-alliance hierarchical structure)，基于 CAHS 结构，借鉴护照签证思想，利用递增
散列——AdHASH (additive hash)的特性提出了一种跨联盟安全机制 SCA-BGP(secure crossing alliance for BGP)。
该机制具有更高的安全性，可以有效地认证跨联盟 AS 的身份及行为授权，还可对其所携带的信息进行安全验
证。实验分析表明，
SCA-BGP 可以有效地减少所需证书的规模和额外的时间开销，具有更好的可扩展性和网
络收敛性能。
关键词：SE-BGP；SCA-BGP；跨联盟 AS；递增散列
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1000-436X(2014)10-0155-10
Inter-domain routing security mechanism for
crossing autonomous system alliance
KONG Ling-jing, ZENG Hua-xin, DOU Jun, LI Yao
(School of Information Science and Technology, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
Abstract: Through studying and analyzing SE-BGP (security enhanced BGP), it was found that it couldn’t validate the
cross-alliance AS (autonomous system) and defense the self-launched active attack. To solve the security problems,
two-layer cross-alliance hierarchical structure CAHS (cross-alliance hierarchical structure) was designed. Based on
CAHS, using the idea of passport visa and the features of AdHASH (additive hash), a cross-alliance BGP security
mechanism SCA-BGP (secure crossing alliance for BGP) was proposed. The mechanism has higher security, which is
able to effectively validate the identities and behavior authorization of the cross-alliance AS as well as the message car-
ried by them. The experiment results show that SCA-BGP can effectively reduce the certificate scale and extra time over-
head to get better scalability and convergence performance.
Key words: SE-BGP; SCA-BGP; cross-alliance AS; AdHASH
1 引言
边界网关协议 BGP(border gateway protocol)
[1]
实现了自治系统 AS(autonomous system)之间路由
信息的转发和交换，在整个网络中承担了重要的角
色。然而，在 BGP 设计之初，并没有考虑其安全
因素，所以 BGP 机制本身的漏洞和弱点很容易被
攻击者利用进而实施攻击，导致局部网络或整个网
络陷入瘫痪。一个典型案例是 2008 年巴基斯坦发
生的 YouTube 错误路由事件。此次事件致使该网站
在全球完全瘫痪了一个小时，直到 2 小时后才得以
恢复通信。类似的事件表明，BGP 存在的安全问题
给网络带来的危机绝对不可小视。
BGP 存在的安全问题主要集中在 2 个方面。
1）会话的安全性：BGP 是一种基于 TCP 的协议，
由于因特网中缺少独立的会话层，因此 BGP 对等
收稿日期：2013-07-17；修回日期：2013-09-10
基金项目：国家自然科学基金资助项目(60773102)；国家自然科学基金与中国工程院联合基金资助项目（U0970122）
Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China (60773102); Chinese Academy of Engineering and the N
a-
tional Natural Science Foundation of China (U0970122)
doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.10.018
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