[论文解读] Performance Analysis of AODV under Black Hole Attack through Use of OPNET Simulator

Hojatollah Esmaili, Mohammad Reza Khalili Shoja+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 23, 2011

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 18被引用 25

一句话总结

本文使用OPNET仿真评估了在移动自组织网络（MANETs）中，黑洞攻击对AODV路由协议的影响。结果表明，恶意节点会显著降低分组交付比率，并提出了增强的安全机制以缓解此类攻击，仿真结果表明在攻击条件下网络性能明显下降。

ABSTRACT

Mobile ad hoc networks (MANETs) are dynamic wireless networks without any infrastructure. These networks are weak against many types of attacks. One of these attacks is the black hole. In this attack, a malicious node advertises itself as having freshest or shortest path to specific node to absorb packets to itself. The effect of black hole attack on ad hoc network using AODV as a routing protocol will be examined in this research. Furthermore, we investigate solution for increasing security in these networks. Simulation results using OPNET simulator depict that packet delivery ratio in the presence of malicious nodes, reduces notably.

研究动机与目标

• 分析在存在黑洞攻击的情况下，AODV在MANET中的性能退化情况。
• 评估现有安全机制在缓解黑洞攻击方面的有效性。
• 通过仿真量化恶意节点对关键路由度量（如分组交付比率）的影响。
• 提出并评估潜在的安全解决方案，以提高AODV在对抗性环境中的鲁棒性。

提出的方法

• 本研究采用OPNET Modeler仿真环境，构建以AODV作为路由协议的MANET模型。
• 通过引入虚假宣称自身为通往目标节点最短路径的恶意节点，模拟黑洞攻击。
• 仿真测量了在不同数量恶意节点情况下的关键性能指标，特别是分组交付比率。
• 攻击模型中，恶意节点会丢弃其接收到的所有分组，导致路由完全中断。
• 通过多次仿真运行，逐步增加攻击强度，以评估系统的可扩展性和鲁棒性。

实验结果

研究问题

• RQ1 黑洞攻击的存在如何影响基于AODV的MANET中的分组交付比率？
• RQ2 当恶意节点虚假广播路由信息时，AODV的性能退化程度如何？
• RQ3 不同数量的恶意节点如何影响网络整体的可靠性与路由效率？
• RQ4 哪些安全机制能有效对抗AODV管理的MANET中的黑洞攻击？

主要发现

• 当存在黑洞攻击时，AODV网络的分组交付比率显著下降。
• 随着恶意节点数量的增加，性能退化更加严重，表明其高度易受攻击。
• 仿真结果证实，由于AODV依赖于对路由发现消息的信任，因此极易受到黑洞攻击。
• 本研究强调了迫切需要增强安全机制，以验证MANET中的路由信息。