SSL協(xié)議中QoS感知的優(yōu)化策略與算法研究.pdf

1、伴隨著在線交易如網(wǎng)上銀行和電子商務(wù)應(yīng)用的日益普及，因特網(wǎng)的服務(wù)模式已經(jīng)由傳統(tǒng)的信息瀏覽模式向電子交易轉(zhuǎn)變。安全套接字協(xié)議(SSL協(xié)議)是Internet上部署最為廣泛的保證安全通信的協(xié)議。SSL協(xié)議以多種公鑰密碼技術(shù)和對(duì)稱加密技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器和Web瀏覽器之間的信息交換的秘密性、完整性和認(rèn)證性的通信目標(biāo)。SSL協(xié)議對(duì)安全Web服務(wù)性能提出了越來(lái)越高的要求，如何為客戶提供滿意的QoS保證成了一個(gè)新的研究課題。在Web環(huán)境中造成

2、服務(wù)器的負(fù)載過(guò)重的一個(gè)主要因素是服務(wù)器在處理每一條SSL握手協(xié)議時(shí)，需要執(zhí)行耗費(fèi)大量計(jì)算代價(jià)的公開(kāi)密鑰操作如RSA公鑰算法中的加密和解密操作。 論文針對(duì)SSL握手協(xié)議中客戶端與服務(wù)器端計(jì)算的不平衡性提出的客戶端平衡的密鑰交換算法，使客戶端多承擔(dān)一部分任務(wù)(即作為加密操作的一部分)，而服務(wù)器則可減少響應(yīng)的工作，更有利于平衡在客戶端和服務(wù)器端之間的負(fù)載，提高了服務(wù)器端處理SSL請(qǐng)求的吞吐量。使用多種密碼技術(shù)對(duì)多個(gè)握手解密請(qǐng)求進(jìn)行一次

3、性集中解密，其解密時(shí)間比對(duì)多個(gè)握手解密請(qǐng)求使用RSA算法分別逐一進(jìn)行解密的時(shí)間要快。該算法明顯提高了SSL握手協(xié)議解密時(shí)間的性能。 論文提出了QoS感知的優(yōu)化策略和算法。這些策略結(jié)合客戶對(duì)于QoS需求，對(duì)多個(gè)客戶的請(qǐng)求進(jìn)行一次性集中解密的粒度b這一參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先提出了基于客戶系統(tǒng)穩(wěn)定性需求的約束模型優(yōu)化策略?；诳蛻羧萑添憫?yīng)時(shí)間的約束模型優(yōu)化策略中不僅考慮了服務(wù)器的性能，還考慮了客戶容忍的響應(yīng)時(shí)間。基于對(duì)平均排隊(duì)時(shí)間、平均服

4、務(wù)時(shí)間和服務(wù)器的穩(wěn)定性的分析，確定了優(yōu)化參數(shù)的初始值和取值范圍，其中半馬爾科夫過(guò)程模型用來(lái)計(jì)算平均排隊(duì)時(shí)間的近似解?；诳蛻舭踩枨蟮燃?jí)的約束模型優(yōu)化策略則主要研究在不同的公鑰密鑰長(zhǎng)度的條件下如何得到不同的優(yōu)化結(jié)果。隨后QoS感知優(yōu)化算法描述了這些優(yōu)化策略。最后論文通過(guò)分析和模擬兩種方法驗(yàn)證了所提出的方案的有效性和實(shí)用性。 隨后，論文基于對(duì)參數(shù)多個(gè)客戶的請(qǐng)求進(jìn)行集中一次性解密的粒度b的優(yōu)化解的基礎(chǔ)上，提出了QoS感知的優(yōu)化調(diào)度策

5、略，部署在兩層結(jié)構(gòu)的Web服務(wù)器端，顯著的降低了服務(wù)器端響應(yīng)延遲。為最小化往返時(shí)間延遲抖動(dòng)，提出以客戶QoS感知的容忍響應(yīng)時(shí)間作為調(diào)度算法的超時(shí)時(shí)鐘。分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該調(diào)度策略取得了較好的平均響應(yīng)時(shí)間性能。最后，論文提出了OoS感知優(yōu)化策略的密鑰分發(fā)機(jī)制。該機(jī)制是基于權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的單證書(shū)策略的密鑰分發(fā)機(jī)制。當(dāng)服務(wù)器發(fā)送不同的公鑰指數(shù)給多個(gè)客戶時(shí)，使用多份由權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的證書(shū)實(shí)現(xiàn)是不實(shí)際的。而提出的單證書(shū)策略克服了已有的密鑰分發(fā)機(jī)制的缺