BGP Converges to stable solution in Interdomain routing
被arXiv管理部门撤销。这篇文章直接从http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?上抄袭arnumber=5061961，出现在2009年INFOCOM会议上。
2010-02-03 cs.NI
Can SDN Accelerate BGP Convergence? A Performance Analysis of Inter-domain Routing Centralization
互联网由自治系统（AS）或域组成，即，属于不同管理实体的网络。域/AS之间的路由通过边界网关协议（BGP）以分布式方式实现。尽管BGP在全球范围内得到采用，但它仍有一些缺点，例如路由更改后收敛速度慢，这可能导致数据包丢失并中断通信，即使是几分钟。为了加速收敛，最近已经提出了基于软件定义网络（SDN）的域间路由集中化方法。初步研究表明，这些方法可以显着提高BGP的性能和路由控制。在本文中，我们补充现有的面向系统的工作，通过分析研究域间SDN的收益。我们提出了一个概率框架来分析集中化对域间路由性能的影响。我们推导出的边界路由变化后，AS之间建立数据平面连接所需的时间，以及控制平面收敛时间的预测。我们的研究结果提供了有用的见解（例如，与SDN在互联网中的渗透有关），可以促进未来的研究。我们讨论了我们的研究结果的应用，并通过模拟互联网AS拓扑结构的收益。
2017-02-01 cs.NI
Routing Centralization Across Domains via SDN: A Model and Emulation Framework for BGP Evolution
在这项工作中，我们提出了一个激进的，渐进式部署的互联网路由模式，其中多个网络的控制平面是集中的。这遵循软件定义网络（SDN）范例，尽管是在涉及多个自治系统（AS）的域间级别。多域SDN集中化可以通过将路由功能外包给外部承包商来实现，外部承包商通过多AS网络控制器提供域间路由服务。拟议的模型有望成为不断发展的BGP的工具，并使用多个网络的鸟瞰图来受益于域间路由的各个方面，例如收敛属性、策略冲突解决、域间故障排除和协作安全。除了提出的范例，我们引入了一个公开的仿真平台，建立在Mininet和Quagga路由软件之上，用于在混合BGP-SDN AS级网络中进行实验。作为概念验证，我们特别关注利用多域集中化来改善BGP的缓慢收敛。我们构建并公开了针对此用例定制的第一个多AS控制器，并通过实验证明SDN集中化有助于线性减少BGP收敛时间和随着SDN部署扩展的流失率。
2016-11-08 cs.NI
Evaluating the Effect of Centralization on Routing Convergence on a Hybrid BGP-SDN Emulation Framework
许多应用程序依赖于可靠和稳定的互联网连接。这些特性对于远程医疗应用等关键任务服务至关重要。影响连接可用性的一个重要因素是BGP的收敛时间，BGP是Internet中的事实域间路由（IDR）协议。路由更改后，可能需要几分钟时间才能使网络收敛，BGP路由再次变得稳定。Kotronis等人提出了一种基于SDN原理的新型互联网路由方法，该方法将多个自治系统（AS）组合成称为集群的组，并为集群参与者引入逻辑上集中的路由决策过程。这个概念的目标之一是稳定IDR系统并缩短其收敛时间。然而，测试这些方法是否可以改善BGP问题需要混合SDN和BGP实验工具，可以模拟多个AS。目前，缺乏一个易于使用的公共工具，用于这一目的。这项工作填补了这一空白，通过建立一个合适的仿真框架和评估的效果，一个概念验证IDR控制器的IDR收敛时间。
2016-11-09 cs.NI
Feasibility study on distributed simulations of BGP
互联网的自治系统（AS）级拓扑目前包括40k个AS，正以每年约10%的速度增长。在这些条件下，边界网关协议（BGP），互联网的域间路由协议开始显示出其局限性，尤其是在它可以动态处理和控制的路由表条目的数量方面。为了克服这种具有挑战性的情况下，设计，但也可替代的动态路由模型的评估和比较与BGP应通过模拟。为此，DRMSim，一个动态路由模型模拟器，开发了各种路由模型，包括BGP的大规模模拟提供了手段。通过这个离散事件模拟器，路径向量路由，例如BGP，和其他紧凑的路由模型的执行已成功地执行网络拓扑结构，包括超过一万个（抽象）节点。然而，为了模拟BGP等动态路由方案，DRMSim需要增强以支持当前的互联网规模（40k AS），甚至考虑到其演变（高达100k AS）。本文提出了一个可行性研究的DRMSim扩展，以支持分布式并行离散事件范式。我们首先详细介绍了可能的分布模型及其相关的通信开销。然后，我们分析了这样一个分布式模拟器的通信开销，根据不同的情况下执行BGP的分区拓扑结构。最后，我们得出结论，这样的模拟器的可行性，通过计算BGP的分布式模拟所需的预期额外时间相比，其顺序模拟。
2013-04-17 cs.NI
A Survey on BGP Issues and Solutions
BGP是用于互联网中自治系统间路由的事实上的协议。一般来说，BGP已被证明是安全，高效，可扩展和健壮的。然而，随着互联网在过去的几十年里的快速发展，人们越来越关注BGS的能力，以满足互联网路由的需求。BGP有两个主要的局限性，即它不能解决几个关键的安全问题，以及一些与操作相关的问题。BGP的设计和普遍性使过去保护域间路由的努力变得复杂。本文综述了过去的工作与BGP的安全和操作问题。我们探讨了在这两个限制提出的解决方案的局限性和优势。
2009-07-28 cs.NI
CAIR: Using Formal Languages to Study Routing, Leaking, and Interception in BGP
因特网路由协议BGP在路径向量中同时表达拓扑可达性和基于策略的决策。互联网主干路由的完整视图是通过所有有效路由的集合来给出的，但由于BGP的信息隐藏、缺乏无处不在的收集点以及数据复杂性，这是不可能获得的。通常，基于图的数据模型用于表示来自给定BGP路由表集合的因特网拓扑，但不能解释策略上下文。因此，路由异常，如路由泄漏和拦截攻击不能用图来解释。在本文中，我们使用形式语言表示的全球路由系统在一个严格的模型。我们的CAIR框架将BGP公告翻译成有限路由语言，允许最小路由自动机的增量构造。CAIR保留了路由多样性，效率高，非常适合实时监控BGP路径变化。我们正式推导出可实现的路由泄漏和拦截攻击的搜索模式。与最先进的技术相比，我们可以检测到这些事件。在实际实验中，我们分析了过去七年的公共BGP数据。
2016-05-02 cs.CR cs.FL cs.NI
Analysis of Path-vector Routing Stability
大多数路径向量路由稳定性的研究已经进行了经验性的BGP数据跟踪的ad-hoc分析。他们都没有考虑事先规范的分析方法，包括使用稳定性测量指标的BGP跟踪和相关的元处理的系统分析，以确定路由系统的本地状态。在本文中，我们定义了一组度量，表征本地稳定性的路径向量路由，如BGP（边界网关协议）。通过这些稳定性指标，我们提出了一种方法来分析BGP策略和协议引起的不稳定对本地路由器的影响。
2012-04-25 cs.NI
Stability Analysis of Path-vector Routing
大多数路径向量路由稳定性的研究已经进行了经验性的BGP数据跟踪的ad-hoc分析。他们都没有考虑事先规范的分析方法，包括使用稳定性测量指标的BGP跟踪和相关的元处理的系统分析，以确定路由系统的本地状态。在本文中，我们定义了一组度量，表征本地稳定性的路径向量路由，如BGP（边界网关协议）。通过这些稳定性指标，我们提出了一种方法来分析BGP策略和协议引起的不稳定对本地路由器的影响。
2012-04-25 cs.NI
Keep your Communities Clean: Exploring the Routing Message Impact of BGP Communities
BGP社区广泛用于标记策略、流量工程和AS间信令的前缀聚合。由于各个AS定义了自己的社区语义，因此许多AS盲目地传播它们不识别的社区。先前的研究表明，当社区不被过滤时，可能存在安全漏洞。这项工作揭示了社区和许可传播的第二个意想不到的副作用：增加不必要的BGP路由消息。由于其传递属性，社区属性的变化会在整个已建立的路由中引发更新消息，只是更新社区。我们通过在受控实验室实验中对多个真实世界BGP实现进行过滤等社区更新处理来表征我们的工作。然后，我们研究了10年的BGP消息在两个路由收集器系统中观察到的野生。在2020年，大约25%的所有公告修改社区属性，但保留最近公告的AS路径;另外25%既不更新社区也不更新AS路径。使用可预测的信标前缀，我们证明了社区导致标记AS和相邻AS的更新消息增加，既不添加也不过滤社区。在路径探索期间，这种效应对于地理位置社区来说非常突出：在一天之内，63%的独特社区属性完全是由于全球撤回而被揭示的。
2020-11-02 cs.NI
Withdrawing the BGP Re-Routing Curtain: Understanding the Security Impact of BGP Poisoning via Real-World Measurements
Internet路由基础设施的安全性是过去二十年分布式系统安全研究的基础。然而，相反的情况越来越真实。路由和路径决策对于构建在Internet之上的系统的安全属性非常重要。特别地，BGP中毒利用自治系统（AS）之间的事实上的路由协议来将上游网络的返回路径操纵到先前不可用的新路径上。这些新路径可以用来避免拥塞、审查、地理政治边界或可以在AS级表示的拓扑的任何特征。鉴于BGP中毒使用作为安全原语的增加，我们开始评估中毒的可行性，在实践中超越模拟。为此，使用互联网规模的测量基础设施，我们捕获并分析了数千个AS中的1，400多个BGP中毒实例，作为操纵流量返回路径的机制。我们详细分析了性能的转向路径，可用路径的图论方面，并重新评估模拟系统与此数据。我们发现，现实世界的证据并不完全支持文献中发表的模拟系统的研究结果。我们还分析了过滤BGP中毒类型的AS和ISP工作组。我们通过重现十年前的实验来探索中毒时的连接问题，以揭示互联网规模三倍的当前状态。我们建立预测模型来了解ASes对中毒的脆弱性。最后，一个详尽的测量上界的最大路径长度的互联网，详细说明了安全研究应该如何应对AS利用中毒的长路径。总之，我们的研究结果和分析揭示了BGP中毒对过去和未来安全研究的现实影响。
2020-01-24 cs.CR cs.NI
CommunityWatch: The Swiss-Army Knife of BGP Anomaly Detection
我们提出CommunityWatch，一个开源系统，能够及时准确地检测BGP路由异常。CommunityWatch利用AS运营商通过BGP Communities属性在其通告路由上编码的元数据。BGP社区值缺乏标准化的语义，提供了附加广泛信息的灵活性，包括AS关系、位置数据和路由重分布策略。因此，解析和关联社区值及其动态使得能够检测和跟踪各种路由异常。我们通过检测三种不同类型的异常来展示CommunityWatch的功效：基础设施中断，路由泄漏和流量黑洞。
2018-06-19 cs.NI
Anatomy of Multipath BGP Deployment in a Large ISP Network
多路径路由有助于网络在多个路由路径之间实现负载分担。多路径BGP（MBGP）是一种通过使BGP路由器能够安装多个到目的前缀的同等好的路由来实现域间多路径路由的技术。以前的大多数工作没有区分域内和域间多路径路由。在本文中，我们提出了一个测量研究的部署M-BGP在一个大型的互联网服务提供商（ISP）的网络。我们的方法结合了使用Looking Glasses（LG）的控制平面BGP测量和使用RIPE Atlas的数据平面跟踪路由测量。我们专注于Hurricane Electric（AS6939），因为它是一家全球ISP，与数百个主要交换点相连，并与数千个不同的网络交换IP流量。更重要的是，我们发现该ISP在使用LG服务器的自治系统中拥有迄今为止最多的M-BGP部署。具体而言，Hurricane Electric已在全球58个PoP的512个对等AS部署了M-BGP，其中包括许多顶级AS和内容提供方。我们还观察到，它的M-BGP部署大多涉及IXP互连。我们的工作提供了洞察到最新部署的M-BGP在一个主要的ISP网络，它突出的特点和有效性的M-BGP作为一种手段来实现负载共享。
2020-12-14 cs.NI
The Surprising Effectiveness of LLMs in BGP Security: Mining An Unprecedented Amount of Incidents and Boosting Anomaly Detection
Zhongguancun Laboratory（中关村实验室）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Tsinghua University（清华大学）
该研究针对BGP安全领域公开路由异常数据集稀缺的问题，开发LLM辅助提取流水线构建了11.89倍于现有规模的基准，设计ROUTELLM检测器并实现远超基线的检测性能，相关资源已开源。
2026-08-25 cs.NI
Feasibility study on distributed simulations of BGP
互联网的自治系统（AS）拓扑（高达61k AS）正以每年约10%的速度增长。边界网关协议（BGP）开始显示出其在路由表条目数量方面的限制，它可以动态处理和控制。由于路由信息处理和存储的增加，对于诸如专门用于路由模型的大规模仿真的DRMSim的路由模型仿真器观察到相同的趋势。因此，DRMSim需要增强以支持当前规模的互联网拓扑及其演进（高达100k AS）。为此，本文提出了一个可行性研究的DRMSim扩展，以支持分布式并行离散事件范式。我们首先详细介绍了可能的分布模型及其相关的通信开销。然后，我们分析了这种开销，根据不同的情况下执行BGP的分区拓扑。最后，我们得出结论，这样的模拟器的可行性，通过计算BGP的分布式模拟所需的预期额外时间相比，其顺序模拟。
2012-09-05 cs.NI
A Fast-Convergence Routing of the Hot-Potato
域内和域间路由协议之间的相互作用很少受到关注，尽管在转发中转流量方面发挥了重要作用。更准确地说，默认情况下，BGP会考虑IGP距离来为中转流量选择最近的出口网关（热土豆路由）。在IGP更新时，新的最佳网关可能会改变，并且应该通过BGP的（完全）重新收敛来更新，这在许多情况下会导致多余的BGP处理和更新。我们提出了OPTIC（最佳保护技术的域间-域内收敛），一个有效的方法来组装这两个协议，而不会失去烫手山芋属性。OPTIC预先计算由前缀组共享的网关集（BGP下一跳）。这样的集合保证在分组前缀的任何单个IGP事件之后包含融合后网关。新的最佳出口可以通过每个集合的单个走查来找到，从而允许传输流量几乎在IGP收敛时就从最佳BGP路由中受益。与vanilla BGP相比，OPTIC的结构允许它考虑减少的条目数量：对于存根网络，这个数量可以减少99%。OPTIC结构的更新（只要边界路由器保持至少双向连接就不需要）随其组数的时间线性缩放。
2021-01-22 cs.NI
Towards Expeditious and Unswerving Routing to Corroborate Nascent Internet
由于主要的域间路由协议边界网关协议（BGP）的一些固有问题，互联网现在正经历压力，收敛所需的时间量，在故障稳定之后交换的更新消息的数量，在故障之后获得有效的备用路径所需的时间量，路由表的大小增加的方式，以及路由表的完整性和保密性以及路由器之间交换的路由更新等安全问题是我们的主要关注点。在我们提出的研究工作中，我们计划解决上述问题有关的互联网路由，特别是在边界网关协议，使BGP提供快速的路由，以证实新生的互联网。我们计划在边界网关协议的设计中做一些改变，并可能在BGP中引入额外的功能来帮助支持上述目标。
2009-12-20 cs.NI
Network-Destabilizing Attacks
边界网关协议（BGP）在组成Internet的较小网络之间建立路由。尽管BGP扮演着重要角色，但它也容易受到严重问题的影响，包括（1）由于攻击或错误配置而传播虚假路由信息，以及（2）持续路由振荡形式的网络不稳定性。避免BGP不稳定性所需的条件相当微妙。那么，面对常见的配置错误和攻击，我们如何解释当今互联网的稳定性？这项工作解释了这一现象，首先注意到，几乎每一个观察到的攻击和错误配置的日期共享一个共同的特点：即使当路由器宣布异常虚假的信息，它将继续宣布相同的虚假信息的攻击/错误配置的持续时间。我们称之为“固定路由攻击”，并表明，即使是简单的固定路由攻击可以破坏网络的稳定，在今天的互联网中使用的商业路由策略，防止这种攻击，从创建不稳定。
2012-08-30 cs.DC cs.NI
BGP Route Analysis and Management Systems
边界网关协议（BGP）是当今IP网络基础设施的重要组成部分。作为互联网的主要路由协议，清楚地了解其动态是至关重要的配置，诊断和调试互联网路由问题。尽管BGP提供的服务（如MPLS VPN）有所增加，但在自动化BGP管理任务方面没有取得太大进展。在本文中，我们讨论了网络工程师在管理BGP网络时遇到的一些问题。我们还描述了一些开源工具和方法，试图解决这些问题。然后，我们提出了一些功能，如果实施，将减轻BGP管理相关的任务。
2009-08-03 cs.IT cs.NI math.IT
Isolario: a Do-ut-des Approach to Improve the Appeal of BGP Route Collecting
从BGP路由收集项目中收集的数据的不完整性是一个众所周知的问题，它潜在地影响了对Internet域间路由分析进行的每一项研究活动。最近的工作解释说，可能的解决方案之一是增加从互联网外围为这些项目提供服务的AS的数量，以揭示其上游提供商的对等连接的隐藏部分。主要问题是这些项目目前对这些AS的网络管理员没有足够的吸引力，这些AS通常不知道它们的存在或者没有足够的兴趣来共享它们的数据。我们的贡献是Isolario，一个基于do-ut-des原则的项目，旨在说服网络管理员通过提供服务来共享他们的路由信息，从传入BGP会话的实时分析到路由可达性的历史分析。据我们所知，Isolario是唯一一个公开的路由收集项目，它为用户提供了一系列服务，以鼓励他们参与，旨在增加用于研究目的的BGP数据量。
2016-11-21 cs.NI
Creating a Secure Underlay for the Internet
攻击者可以利用域间路由漏洞来拦截通信并危及关键Internet应用程序的安全。与此同时，安全路由解决方案的部署，如边界网关协议安全（BGPsec）和下一代网络的可扩展性，控制和隔离（SCION）仍然有限。我们如何利用新兴的安全路由骨干网并将其安全属性扩展到更广泛的互联网？我们设计并部署了一个架构来引导安全路由。我们的关键见解是抽象的安全路由骨干作为一个虚拟的自治系统（AS），称为安全骨干AS（SBAS）。虽然SBAS作为一个AS出现在Internet上，但它是一个联合网络，其中使用安全主干在参与者之间交换路由。SBAS在多个位置（称为接入点或PoP）为其客户的IP前缀发布BGP公告，允许来自非参与主机的流量路由到附近的SBAS PoP（然后通过安全骨干网路由到真正的前缀所有者）。通过这种方式，我们是第一个将联合安全非BGP路由骨干与BGP互联网集成在一起的公司。我们提出了一个现实世界的部署，我们的架构，使用SCIONLab模拟安全骨干网和PETRONIC框架，使BGP公告到互联网上。结合现实世界的攻击和互联网规模的模拟表明，SBAS大大降低了路由攻击的威胁。最后，我们调查网络运营商，以更好地了解最优治理和激励模式。
2022-06-15 cs.NI
Seagull: Privacy preserving network verification system
本文提出基于多方计算的隐私保护 BGP 配置验证框架，在不泄露敏感路由数据的前提下同时解决隐私与可扩展性问题，为互联网骨干网路由验证提供安全高效的基础。
2025-11-08 cs.CR cs.NI
BIGP- a new single protocol that can work as an igp (interior gateway protocol) as well as egp (exterior gateway protocol)
EGP和IGP是目前互联网基础设施的关键组成部分。域中的路由器在域内和域之间转发IP数据包。每个域使用称为内部网关协议（IGP）的域内路由协议（如IS-IS、OSPF、RIP等）来填充其路由器的路由表。还必须在域之间交换路由信息，以确保一个域中的主机可以到达远程域中的另一个主机。此角色由称为外部网关协议（EGP）的域间路由协议执行。目前使用的EGP基本上是边界网关协议（BGP）。两者之间的基本区别是BGP与IGP相比具有较小的收敛性。另一方面，与BGP相比，IGP的可扩展性较低。因此，本文提出了一个建议，建立一个新的协议，它可以作为一个IGP时，我们考虑域间传输的流量，并作为BGP时，我们考虑域内传输的流量。
2012-07-12 cs.NI
Using Bursty Announcements for Detecting BGP Routing Anomalies
尽管互联网的结构很强大，但它仍然容易受到破坏性路由更新的影响，从而阻止网络流量到达其目的地。我们的研究表明，与破坏性更新相关的BGP公告往往发生在频率相对较高的组中，然后是不频繁的活动期。我们假设，我们可以使用这些突发特性来检测异常路由事件。在这项工作中，我们使用手动验证的地面实况元数据和数量的公告作为基线措施，并提出了一个突发性措施，检测以前的异常事件具有较高的召回率和更好的精度比卷基线。我们量化了四个大规模事件的日期和时间的到达间隔时间的突发性：2014年4月的Indosat劫持事件，2015年6月的马来西亚电信泄漏事件，2015年11月的Bharti Airtel Ltd.劫持事件，以及2018年11月的MainOne泄漏事件;以及三个导致流量拦截的较小规模事件：2013年2月的白俄罗斯交通方向，2013年7月的冰岛交通方向，以及2017年4月劫持金融服务的俄罗斯电信。我们的方法利用破坏性更新消息的突发性来检测这些事件。我们描述的局限性，开放的挑战，以及如何使用这种方法进行路由异常检测。
2021-01-29 cs.NI stat.AP stat.ML
Nation-State Routing: Censorship, Wiretapping, and BGP
互联网流量的处理越来越受到国家政策的影响，这些政策要求一国的互联网服务提供商采用共同的协议或做法。例子包括政府强制审查、窃听以及IPv6和DNSSEC的协议部署授权。如果整个国家的ISP都对互联网流量采用共同的政策，那么全球的影响可能是巨大的。例如，有多少国家依赖中国或英国（众所周知的流量审查）来转运他们的流量？这类问题令人惊讶地难以回答，因为它们需要结合在前缀、自治系统和国家级别收集的信息，并努力解决有关AS级拓扑和路由策略的不完整知识。在本文中，我们开发的第一个框架，国家一级的路由分析，这使我们能够回答有关每个国家的影响，国际交通流量的问题。我们的研究结果表明，一些国家知道他们的国家政策，如伊朗和中国，有相对较小的影响域间路由，而三个国家（美国，英国和德国）是中央的国际可达性，因此，他们的政策有巨大的潜在影响。
2009-03-18 cs.CR cs.CY cs.NI
RAPTOR: Routing Attacks on Privacy in Tor
Tor网络是一种广泛使用的匿名通信系统。然而，众所周知，Tor容易受到攻击者的攻击，他们可以观察通信路径两端的流量。在本文中，我们表明，之前的攻击只是冰山一角。我们提出了一套新的攻击，称为猛禽，可以由自治系统（AS）发起，以损害用户的匿名性。首先，AS级别的对手可以利用互联网路由的非对称性，以增加在通信两端观察至少一个方向的用户流量的机会。其次，AS级的对手可以利用互联网路由中的自然流失，随着时间的推移，更多的用户可以在BGP路径上。第三，战略对手可以通过BGP劫持（发现使用特定Tor保护节点的用户）和拦截（执行流量分析）来操纵互联网路由。我们通过分析历史BGP数据和Traceroute数据以及对实时Tor网络进行真实攻击来证明Raptor攻击的可行性，同时确保我们不会伤害真实用户。此外，我们概述了两个监测框架的设计，以应对这些攻击：BGP监测检测控制平面的攻击，和Traceroute监测检测数据平面的异常。总体而言，我们的工作激励匿名系统的设计，知道互联网路由的动态。
2015-03-13 cs.CR cs.NI
Routing over QUIC: Bringing transport innovations to routing protocols
针对当前互联网路由协议使用不安全传输协议的问题，设计并实现了一个库，允许用 QUIC 替换 BGP 和 OSPF 的底层传输协议，并将其应用于 BIRD 路由守护进程，展示了 QUIC 在路由协议中的安全与可靠性优势及初步实验结果。
2023-04-06 cs.NI
Validating IP Prefixes and AS-Paths with Blockchains
网络（自治系统-AS）在官方互联网资源编号机构的干预下分配或撤销IP前缀，并使用域间路由系统及其主要使能器边界网关协议（BGP）选择和通告朝向这些前缀的符合策略的路径。在过去的几十年中，保护BGP一直是几项研究和工业努力的长期目标，最终产生了用于前缀到AS分配的密码验证的资源公钥基础设施（RPKI）。然而，仍然没有广泛采用的解决方案来保护IP前缀和通往它们的（AS-）路径; BGPsec等方法的部署非常少。在这项工作中，我们设计并实现了一个基于区块链的系统，该系统（i）可用于验证这两种资源类型，（ii）可以被动工作，不需要对域间路由系统（BGP，RPKI）进行任何更改，（iii）可以与当前可用的系统相结合，用于检测和缓解路由攻击。我们提供了早期结果和见解可伸缩性
2019-06-07 cs.NI
Towards Characterizing International Routing Detours
目前没有要求（技术或其他）BGP路径必须包含在国家边界内。事实上，有些道路会在国际上绕道而行，来自一个国家，跨越国际边界并返回同一个国家。在大多数情况下，这些是服务于多个国家的ISP的明智的流量工程或对等决策。在某些情况下，这种迂回可能是可疑的。描述国际迂回路线的特征对一些参与者很有用：（a）试图诊断持续存在的问题的网络工程师，（b）旨在遵守某些国家通信政策的政策制定者，（c）寻找机会部署新网络的企业家，或（d）试图尽量减少穿越不同管辖区的内部通信量的注重隐私的国家。在本文中，我们描述了2016年1月期间互联网上的国际弯路。为了检测迂回，我们每8小时从跨越30个国家的461个RouteViews和RIPE RIS对等体中采样一次BGP RIB。然后通过地理定位每个AS宣布的每个BGP前缀，映射其在IXP和地理定位基础设施IP上的存在，来地理定位可见AS。最后，分析每个全局BGP RIB条目，寻找迂回路线。我们的分析显示，超过5K的唯一BGP前缀经历了绕道。少数AS会导致大多数弯路，一小部分前缀受到的影响最大。我们观察到大约544K的绕行。绕道要么持续几天，要么持续整个月。在所有的绕道中，超过90%是持续72小时或更短的短暂绕道。我们还展示了不同国家经历的绕道的不同特点。
2016-06-16 cs.NI
Learning with Semantics: Towards a Semantics-Aware Routing Anomaly Detection System
本文提出语义感知的 BGP 路由异常检测系统，核心是学习 AS 路由角色的表示学习模型 BEAM，通过发现路由角色异常变化实现检测，在真实数据上以极低误报率检测出全部已知异常。
2024-02-25 cs.NI
A Secure Wireless Routing Protocol Using Enhanced Chain Signatures
我们提出了一个无线网络的路由协议。无线路由协议允许网络中的主机对拓扑结构有一定的了解，以便知道何时转发数据包（通过广播）以及何时丢弃数据包。由于路由协议构成了网络的主干，因此它是许多攻击的有利可图的目标，所有这些攻击都试图通过使用虚假更新破坏相邻路由器的路由表来中断网络流量。为有线网络设计的安全路由协议（例如S-BGP）在ad-hoc无线环境中不可扩展，这是因为有两个主要缺点：（1）需要维护关于所有直接邻居的知识（这需要发现协议），以及（2）需要多次传输相同的更新，每个邻居一次。尽管在相当静态的有线网络中容易获得关于邻居的信息，但是在具有移动设备的自组织无线网络中，这样的信息通常不被更新或不可用。我们的协议是一个变种的S-BGP称为SS-BGP，并允许一个单一的广播路由更新，而不需要知道每个邻居路由器。该协议是基于一种新的认证原语称为增强链签名（ECS）。
2009-07-23 cs.CR cs.NI
Route Distribution Incentives
我们提出了一个激励模型的路径矢量路由协议的上下文中的路由分配，我们专注于边界网关协议（BGP）。BGP是Internet上域间路由的事实协议。我们使用一个游戏来模拟BGP路由分配和计算，在这个游戏中，BGP发言人将其前缀转发给其直接邻居，承诺他们将进一步将路由分发到网络更深处的奖励，邻居对他们的邻居做同样的事情，等等。我们首先研究了BGP协议动态收敛到一个唯一的结果树中定义的游戏。然后，我们继续研究在考虑竞争动态的完全信息博弈中均衡的存在性。我们把我们的工作集中在最简单的两类图上：1）不涉及竞争的线图（和树图），2）涉及竞争的环图。
2009-09-19 cs.GT cs.NI
Routing Proposals for Multipath Interdomain Routing
互联网是由许多独立的自治系统组成的。BGP用于在自治系统之间分发可达性信息和建立路径。每个自治系统都可以选择一条通往目的地的路线，然后将所选路线导出到其邻居。单一最佳路由的选择对域间链路故障期间替代路径的使用施加了限制，从而导致数据包丢失。即使在源和目的地之间存在多条路径但这些路径未被利用时，仍会发生分组丢失。为了最小化分组丢失，当存在多条路径时，引入多路径路由技术。多路径路由技术确保在链路故障时使用替代路径。它计算一组路径，当主路径不可用时可以使用，它还提供了一种方法来传输域以控制流量。这可以通过对当前BGP的微小修改来实现。本文重点介绍了不同的多路径路由技术，并讨论了由他们每一个所产生的开销。
2013-07-15 cs.NI
Counter-RAPTOR: Safeguarding Tor Against Active Routing Attacks
Tor容易受到网络级攻击者的攻击，他们可以观察通信的两端，从而对用户进行去匿名化。最近的研究表明，Tor容易受到以前未知的主动BGP路由攻击，称为RAPTOR攻击，这会将Tor用户暴露给更多的网络级对手。在本文中，我们的目标是减轻和检测针对Tor的主动路由攻击。首先，我们提出了一个新的测量研究的Tor网络的弹性主动BGP前缀攻击。我们表明，AS与高Tor带宽可以比其他AS攻击的弹性较低。其次，我们提出了一种新的Tor保护中继选择算法，该算法将中继的弹性考虑在内，以主动减轻此类攻击。我们表明，该算法成功地提高了Tor客户端的安全性，平均高达36%（某些客户端高达166%）。最后，我们建立了一个现场BGP监测系统，可以检测路由异常Tor网络上的实时的通过执行AS起源检查和新的检测分析。我们的监控系统成功地检测到模拟攻击，这些攻击是根据多种已知的攻击类型以及真实世界的劫持攻击（由我们执行）建模的，同时具有较低的误报率。
2017-04-06 cs.CR cs.NI
HEAP: Reliable Assessment of BGP Hijacking Attacks
BGP前缀劫持攻击的检测一直是十多年来的研究热点。然而，最先进的技术无法检测到更复杂的攻击类型。为了研究这种攻击，我们设计了一种新的形式化的互联网路由，并将此模型应用到路由异常，以建立一个全面的攻击者模型。我们使用这个模型来精确地分类攻击，并评估其影响和可检测性。我们分析了适合攻击者目标的攻击策略的资格，并证明了相关工作主要集中在影响力较小的攻击类型上。我们进一步提出，实施和测试劫持事件分析程序（HEAP），一种新的方法来调查劫持警报。我们的方法旨在与以前的工作无缝集成，以减少这些技术固有的高误报率。我们利用几个独特的数据源，可以可靠地反驳恶意意图。首先，我们利用互联网路由注册表来获取事件中所涉及的各方之间的业务或组织关系。其次，我们使用一个基于拓扑的推理算法，以排除事件所造成的合法操作实践。最后，我们使用Internet范围的网络扫描来识别启用SSL/TLS的主机，这有助于通过在事件之前和事件期间比较公钥来识别非恶意事件。在我们的评估中，我们证明了我们的方法的有效性，并表明日常路由异常是无害的大部分。更重要的是，我们使用HEAP来评估公开报告的警报的有效性。我们邀请研究人员与HEAP进行交互，以交叉检查并缩小劫持警报的范围。
2016-07-01 cs.CR cs.NI
Network-level Censorship Attacks in the InterPlanetary File System
本研究首次分析IPFS网络中的BGP路由攻击，证明单一恶意AS可审查75%内容，并提出基于全球协作复制与加固备份节点的对策。
2025-09-08 cs.CR cs.NI
A Multi-View Framework for BGP Anomaly Detection via Graph Attention Network
Institute of Cyberspace Security, Zhejiang University of Technology（浙江工业大学网络空间安全研究院）；City University of Hong Kong（香港城市大学）；University of Nottingham Ningbo China（宁波诺丁汉大学）
边界网关协议（BGP）作为Internet上交换路由可达性信息的默认协议，其流量异常行为与Internet异常事件密切相关。BGP异常检测模型通过其实时监测和报警功能，保证了Internet上稳定的路由服务。以往的研究要么关注特征选择问题，要么关注数据的记忆特性，而忽略了特征之间的关系以及特征中精确的时间相关性（无论是长期相关还是短期相关）。本文提出了一种多视图BGP更新流量异常行为捕获模型，该模型采用Seasonal and Trend decomposition using Loess（STL）方法去除原始时间序列数据中的噪声，并利用图注意力网络（GAT）分别发现特征间的特征关系和特征间的时间相关性。我们的结果在异常检测任务上优于最先进的方法，在平衡和不平衡数据集上的平均F1得分分别高达96.3%和93.2%。同时，我们的模型可以扩展到多个异常分类和检测未知事件。
2021-12-23 cs.AI cs.LG cs.NI
Hijacking Bitcoin: Routing Attacks on Cryptocurrencies
作为迄今为止最成功的加密货币，比特币成为攻击者的首选目标。虽然已经发现了许多攻击媒介，但有一个重要的媒介被遗漏了：通过互联网路由基础设施本身攻击货币。事实上，通过操纵路由广告（BGP劫持）或自然拦截流量，自治系统（AS）可以拦截和操纵大部分比特币流量。本文介绍了路由攻击的第一种分类及其对比特币的影响，考虑了针对单个节点的小规模攻击和针对整个网络的大规模攻击。虽然具有挑战性，但我们证明了两个关键属性使路由攻击变得实用：（i）路由操纵的效率;（ii）比特币在采矿和路由方面的显著集中化。具体来说，我们发现任何网络攻击者都可以劫持几个（<100个）BGP前缀来隔离约50%的挖矿能力-即使考虑到矿池是严重多宿主的。我们还表明，路径上的网络攻击者可以通过干扰一些关键的比特币消息来大大减缓块传播。我们证明了对部署的比特币软件的每个攻击的可行性。我们还使用从比特币超级节点收集的数据结合BGP路由数据来量化它们对当前比特币拓扑的有效性。比特币的潜在危害令人担忧。通过隔离网络的部分或延迟块传播，攻击者可以导致大量的挖掘能力被浪费，导致收入损失，并实现广泛的漏洞利用，如双重支出。为了在实践中防止这种影响，我们提供了短期和长期的对策，其中一些可以立即部署。
2017-03-24 cs.CR cs.NI
Global BGP Attacks that Evade Route Monitoring
该研究发现一种借助NO_EXPORT团体属性的子前缀劫持BGP攻击可躲过主流监测系统，经4个一级网络验证均存在漏洞，并提出了增强监测生态鲁棒性的缓解方案。
2024-08-19 cs.CR cs.NI
On the classification and false alarm of invalid prefixes in RPKI based BGP route origin validation
BGP协议是目前互联网上默认的域间路由协议，但存在严重的安全漏洞\cite{murphy2005bgp}。其中之一就是前缀劫持。IETF通过RPKI来验证AS的起源，但RPKI存在很多问题，\cite{heilman2014consent} \cite{cooper2013risk} \cite{gilad2017we} \cite{gilad2017maxlength}就是其中之一，可能会出现虚警。虽然以前的一些工作\cite{gilad2017we} \cite{heilman2014consent}明确或隐含地指出了这一点，但进一步的测量和分析仍有待完成。本文对无效前缀进行了系统的测量和分析。我们首先将无效前缀分为六种不同的类型，然后分析它们的稳定性。我们发现，很大一部分的无效前缀很可能是由于流量工程，IP地址转移和未能聚合，而不是真正的劫持。
2019-03-16 cs.NI
Measuring Internet Routing from the Most Valuable Points
本文提出 MVP 系统，通过量化 BGP 观测点间的冗余来指导采样，并在四类经典路由分析中以相同数据量提升准确性与覆盖率。
2024-05-21 cs.NI
Finding Alternate Paths in the Internet:A Survey of Techniques for End-to-End Path Discovery
互联网在大量主机之间提供物理路径多样性，使网络能够在一条路径无法提供所需的服务质量时使用替代路径。然而，由于各种原因，许多已建立的协议（例如，事实上的因特网域间路由协议，边界网关协议- BGP）没有完全利用这样的备选路径。本文调查研究发现端到端的替代路径，包括那些基于监测路径性能，选择路径，最大程度地不相交，并在多个路径的路由技术。它调查的建议，使BGP能够更好地利用多个路径，以及如何多宿主可以创建备用路径。它还描述了如何通过迂回路由（应用层机制）和路由偏转（网络层机制）实现备用路径。讨论了快速重路由技术在备份路由中的应用。它的结论是调查开放的研究问题，发现和使用互联网中的替代路径。
2013-08-23 cs.NI
Flexsealing BGP Against Route Leaks: Peerlock Active Measurement and Analysis
BGP路由泄漏经常导致域间路由的严重中断。这些事件已经困扰了互联网几十年，而部署和可用性问题削弱了缓解问题的努力。Peerlock于2016年推出，采用新方法解决了路由泄漏问题。Peerlock使运输提供商之间的过滤协议能够保护自己的网络，而无需广泛的合作或信任基础设施。我们概述了Peerlock系统和一个变种，Peerlock-lite，并进行现场互联网实验，以测量其部署在控制平面上。我们的测量发现了对等集团中第1层网络之间的重要Peerlock保护的证据，其中部署了48%的潜在Peerlock过滤器，并揭示了许多其他网络也部署了针对第1层泄漏的过滤器。为了指导进一步的部署，我们还量化Peerlock的影响，路由泄漏在目前观察到的水平和假设的未来部署方案下，通过BGP模拟。这些实验表明，目前的Peerlock部署限制了Tier 1泄漏出口到10%或更少的网络，模拟泄漏的40%。在所有大型ISP（不到所有网络的1%）中进行战略性的额外Peerlock-lite部署，与部署的对等团体中的Peerlock一起，完全减轻了80%的模拟Tier 1路由泄漏。
2020-11-17 cs.NI
Is Crunching Public Data the Right Approach to Detect BGP Hijacks?
本文针对 DFOH 与 BEAM 等基于公共 BGP 数据和机器学习的劫持检测系统，通过大规模仿真证明少量伪造通告即可实施数据投毒并规避检测。
2025-07-27 cs.CR cs.NI
The (thin) Bridges of AS Connectivity: Measuring Dependency using AS Hegemony
域间路由是互联网的一个重要组成部分，它是为任意策略、经济模型和拓扑而设计的。这种多功能性转化为一个非常复杂的系统，很难理解。然而，监测域间路由基础设施是了解互联网的当前状态，并改善it.In本文中，我们设计了一种方法来回答两个简单的问题是必不可少的：这是常见的中转网络用于达到一定的AS？这个AS在多大程度上依赖于这些传输网络？为了回答这些问题，我们消化AS路径广告与边界网关协议（BGP）到AS图和测量节点的中心性，这是一个AS躺在两个其他AS之间的路径的可能性。我们的建议完全依赖于AS霸权指标，一种新的方式来量化节点的中心性，同时考虑到偏向BGP提供的部分视图。我们的分析使用14年的BGP数据完善了我们对互联网扁平化的知识，但也展示了一级网络在当今IPv4和IPv6互联网中的巩固地位。我们还研究了与两个内容提供方（Google和Akamai）的连接，并研究了托管DNS根服务器的网络的AS依赖性。这些案例研究强调了所提出的方法在帮助ISP规划和评估基础设施部署方面的好处。
2017-11-08 cs.NI
Understanding the Stealthy BGP Hijacking Risk in the ROV Era
Tsinghua University（清华大学）；Zhongguancun Laboratory（中关村实验室）
研究形式化隐蔽BGP劫持，提出基于路由表差异的检测启发式，通过实证和理论分析揭示14.1%的整体成功概率，并开发高效路由推断框架SHAMAN。
2026-06-23 cs.CR cs.NI
Cutting Through the Noise to Infer Autonomous System Topology
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Vermont（佛蒙特大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；The Santa Fe Institute（圣塔菲研究所）
提出一种基于贝叶斯统计推断的方法，从多视角BGP路由表中可靠地推断AS级连接，并评估现有重建方法的准确性。
2022-01-18 cs.NI cs.SI physics.data-an
Hyper-Specific Prefixes: Gotta Enjoy the Little Things in Interdomain Routing
自治系统（AS）使用BGP（AS间路由协议的事实标准）在彼此之间交换可达性信息。虽然比/24（/48）更具体的IPv4（IPv6）路由通常会被过滤（因此不会传播），但路由收集器仍然会观察到其中的许多路由。在这项工作中，我们仔细研究了这些“超特异性”前缀（HSP）。特别是，我们分析了它们的流行程度，用例以及运营商是否有意或无意地使用它们。虽然它们的总数会随着时间的推移而增加，但大多数HSP只能被路由收集器对等体看到。尽管如此，一些热休克蛋白可以在一整年中不断出现，并广泛传播。我们发现，大多数HSP代表（内部）路由对等基础设施或地址块重新定位或黑洞。虽然有数百家运营商有意将HSP添加到知名的路由数据库中，但我们观察到许多HSP可能是意外泄漏的路由。
2022-06-28 cs.NI
Analysis of Average Travel Time for Stateless Opportunistic Routing Techniques
无线网络中的搜索、路由、自稳定和查询处理等应用都可以用图上的随机游动来描述。无状态启发式路由技术是一种基于随机游走方法的鲁棒分布式路由技术，节点将数据包均匀地转发到其直接邻居节点，直到数据包到达目的节点。该算法具有执行简单、容错、开销小和对拓扑变化的鲁棒性等优点，更适合于无线传感器网络应用。但无状态机会路由的主要缺点是需要估计和研究网络参数对分组延迟的影响。在这项工作中，我们推导出的平均延迟或平均数据包旅行时间的解析表达式的r-最近邻圈，r-最近邻环网络。进一步，我们推导了m维r-最近邻环面网络的平均延迟的一般表达式，并研究了节点数、最近邻和网络维数对平均包传输时间的影响。
2014-12-09 cs.NI
Performance-Driven Internet Path Selection
Internet路由通常是次优的，所选路由的性能比其他可用的策略兼容路由差。这是因为在网络层缺乏对路由性能的可见性。虽然这是一个老问题，但我们认为，可编程硬件的最新进展最终打开了性能感知路由的可能性，在一个可部署的，BGP兼容的方式。我们介绍ROUTESCOUT，一个混合的硬件/软件系统，支持基于性能的路由在ISP规模。在数据平面中，ROUTESCOUT利用支持P4的硬件，以线速和小内存占用来监控每个目的地的策略兼容路由选择的性能。然后，ROUTESCOUT的控制平面异步地拉取聚合的性能度量以合成性能感知的转发策略。我们表明，ROUTESCOUT可以监控性能在大多数ISP的流量，仅使用4 MB的内存。此外，它的控制可以灵活地满足各种操作员的目标，具有亚秒级的操作时间。
2020-11-18 cs.NI cs.PF
A Channel-Aware Routing Protocol With Nearest Neighbor Regression For Underwater Sensor Networks
水声信道是最具挑战性的通信信道之一。由于潮汐和气候的周期性变化，水下噪声具有周期性波动，导致声信道质量长期周期性变化。此外，时变信道质量导致路由失败。近年来，人们提出了基于声信道估计的路由协议，即水下信道感知路由协议。然而，这些路由协议的信道估计算法大多是线性的，很少考虑声学信道的周期性。介绍了一种基于最近邻回归的水声信道估计方法。我们扩展了最近邻回归SNR（信噪比）时间序列预测，提供了一个出色的预测精度复杂的周期性和波动的接收SNR时间序列。提出了一种快速搜索算法，并利用统计存储压缩来优化算法的时间复杂度和空间复杂度。与线性方法相比，该算法在仿真和海试数据集上的信道预测精度都有显著提高（最高可达3倍以上）。基于这种信道估计方法，我们提出了一种基于深度的路由协议（DBCAR）。通过大量的仿真实验，验证了DBCAR在数据包投递率、平均能耗和平均传输时延等方面具有优异的网络性能。
2021-08-14 cs.NI
Trust-Based Winnow Linear Multiplicative Classification For Secure Multipath Routing In Manet
移动自组网中的多路径路由问题是保证数据安全传输的重要问题。为了克服这些限制，Winnow信任为基础的多路径路由发现（WT-MRD）机制的建议。它构造了从源到目的地的多条路径，具有更高的安全性和更短的时间。首先，通过基于邻居节点的信任计算模型（NN-TC），根据节点的合作次数、数据包转发率和丢包率计算每个节点的信任值。在计算出节点的信任值后，利用Winnow线性乘法分类算法（WLMC）将节点分为正常节点和恶意节点。在普通节点的帮助下，WT-MRD机制通过发送两个控制消息RREP和RREQ来发现从源到目的地的多径。源节点向邻居节点发送用于构建多条路由路径的路由请求Rcid。在接收到Rendering消息之后，相邻节点维护其中存在源信息和下一跳信息的路由表。然后从相邻节点向源节点发送路由应答（RREP）消息。通过这种方式，从源到目的地的多个路由路径被构造为具有更高的安全级别。保留字：合作计数，数据包丢失率，数据包转发率，多路径路由，安全性，信任值，Winnow线性乘法分类
2020-06-02 cs.NI
Improving Energy Efficiency in MANETs by Multi-Path Routing
移动自组网中的一些多路径路由算法，通过多个方向同时向目的地发送信息，以减少端到端的时延。在所有这些算法中，通过一条路径发送的流量会影响相邻路径，并且由于使用相邻路径而无意中增加了延迟。因为，相邻节点之间存在重复竞争，以获得相邻路径中的联合信道。在这项研究中的代表算法试图发现源和目的节点之间的不同路径，使用全向天线，通过这些同时发送信息。为此，使用策略在每个方向上对活动邻居的数量进行计数。这些标准被有效地用于选择路线。该算法基于AODV路由算法，并与AOMDV、AODVM、IZM DSR等基于AODV和DSR的多径路由算法进行了比较。仿真结果表明，使用该算法创建了一个显着的提高能源效率和减少端到端的延迟。
2013-03-07 cs.NI
Subsiding routing misbehavior in MANET using "Mirror Model"
不合作或无法协同工作是一个很大的挑战，这必然会降低移动自组织网络的性能和可靠性。在移动自组网中，节点具有转发和路由的双重职责，这就是为什么它需要与节点协调一致。为了解决不合作问题，应该实施一个真实的生活行为，这样不当行为就无效了。在本文中，我们提出了“镜像模型”，严格执行合作，由于其惩罚策略。在PON模式下，节点的行为由其邻居监视，以在阈值时间内更新NPF、NPRF值。在阈值时间到期后，每个节点计算PFR并广播其邻居。类似地，所有邻居广播的PFR由节点接收和处理以定义“G”和“BP”值。G值用于将自私节点与路由路径隔离，BP表示诚实节点针对自私节点丢弃的分组的量，尽管自私节点的行为不当/分组丢弃。邻居节点之间的协作，必然导致自私节点的不良行为的消退，从而增强整个移动自组网的协作。该模型保证了移动自组网中的诚实性和可靠性，因为它不消除一个节点，但它的行为与节点的行为相同。因此，它证明了它的名字，毕竟所有的镜子都反映了同样的东西。我们已经实现了该模型在“GloMoSim”的DSR协议的顶部，导致其有效性，相比DSR协议，当网络是出于自私的需要而进行不当行为。
2013-11-14 cs.NI
