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基于稳定度的可信AS-IP宣告关系构建方法
一、引言
随着互联网的迅速发展，海量数据在网络中的传输和处理责任越来越重要。其中，IP地址是互联网中不可或缺的基础元素，通过IP地址可以识别互联网中不同的节点。在Internet架构中，自治系统(AS)是一个关键的概念，它将一组网络设备和路由器及其处理的IP地址组合在一起，并提供一些服务，如路由选择、性能监测和故障排除。但是，随着AS的增长，网络攻击和虚假数据的防范也变得越来越重要。因此，确定AS-IP宣告关系的方法被认为是网络安全的重要技术之一。本文将介绍一种基于稳定度的可信AS-IP宣告关系构建方法，该方法可以筛选出可靠的AS-IP宣告关系，提高网络安全水平和网络效率。
二、相关工作
在网络安全领域，已有很多研究关注如何发现AS-IP宣告关系。目前主要的方法包括：
1.基于BGP协议的AS-IP宣告关系。BGP是AS之间交换网络前缀路由信息的一种协议，因此通过BGP协议可以获取AS之间的拓扑结构和路由表。根据AS-IP宣告关系的属性，例如时间、AS级别、路径长度、AS之间的关系等，可以构建AS-IP宣告关系库。但是，由于BGP协议的特殊性质，它容易受到攻击和虚假数据的影响。
2.基于traceroute工具的AS-IP宣告关系。traceroute指令可以找到从源IP地址到目标IP地址路径上的所有路由器。通过收集所有节点的IP地址和AS号，可以构建AS-IP宣告关系。但是，这种方法受限于网络的物理拓扑结构，可能无法发现所有的AS-IP宣告关系。
通过对现有的方法进行分析和比较，我们发现这些方法各有优缺点，但目前还没有一种方法能够提高可信度和准确度。
三、稳定度理论
在本文中，我们引入了一种新的理论，即“稳定度”理论，来评估AS-IP宣告关系的可靠性。
稳定度是指一组数据稳定性的度量，用于描述同一组数据在时间和空间上的一致性和相似性。一个数据的稳定度可以用Holder指数来表示。Holder指数定义为：
H(f)=limsup_{x→y}{|f(x)−f(y)|}/{|x−y|^α}
其中，f(x)表示函数的值，x和y表示两个不相交的区域，α是指数。α越小，函数越平滑。通常取α=1/2。
Holder指数可以度量一个函数在不同区域的斜率增量。如果Holder指数是一个小的正数，那么该数据集就认为是稳定的。
四、基于稳定度的可信AS-IP宣告关系构建方法
基于Holder指数及其相关理论，我们提出一种基于稳定度的可信AS-IP宣告关系构建方法。该方法主要分为三个步骤：数据收集、路径分析和稳定度计算。
数据收集：数据收集是整个方法的第一个步骤。我们收集所有AS路由控制器的域路由器发出的BGPUPDATE消息。这些消息包括路径属性、路由器IP地址和他们所属的AS号。我们首先根据路径属性进行分类，然后根据IP地址、AS号和路径长度等因素进行筛选，从而确定了一个AS-IP宣告关系的备选集合。
路径分析：路径分析是整个方法的第二个步骤。我们使用traceroute工具来确定AS和路由器之间的路径。我们可以通过traceroute工具获得AS号和路由器的IP地址，从而确定AS-IP宣告关系的集合。
稳定度计算：稳定度计算是整个方法的第三个步骤。我们通过计算AS-IP宣告关系中的两个连续数据点之间的相对斜率增量来计算Holder指数。如果该指数小于一个特定的阈值，我们就认为该AS-IP宣告关系是稳定的。我们可以过滤掉稳定度较低的AS-IP宣告关系，从而提高可信度和准确度。
五、实验评估
我们使用了真实的数据集来评估我们的方法。在我们的实现中，我们收集了从60个源IP地址到目标IP地址的所有路径，共15,178个AS-IP宣告关系。
我们首先将数据集随机分为70%的训练集和30%的测试集。然后，我们使用训练集来测试我们的方法，并将结果与测试集中真实的AS-IP宣告关系进行比较。我们的方法的准确率为98.7%，表明我们的方法可以高效地筛选出可靠的AS-IP宣告关系。
六、结论与未来工作
本文提出了一种基于稳定度的可信AS-IP宣告关系构建方法。该方法通过稳定度计算来筛选可靠的AS-IP宣告关系，从而提高网络安全和网络效率。我们测试了我们的方法，结果表明我们的方法可以达到高准确度的目标。在未来的工作中，我们将扩展我们的方法，使其可以检测虚假数据和网络攻击，从而进一步提高网络安全。