Để có thể chống tấn công che khuất, có một phương pháp đã được đưa đó là cơ chế giới hạn bậc [1]. Cơ chế giới hạn bậc có thể áp dụng cho cả mạng ngang hàng có cấu trúc và mạng ngang hàng không có cấu trúc. Đây là một cơ chế khá hữu hiệu để chống tấn công che khuất. Bậc ở đây dùng để chỉ các liên kết tới các node trong mạng xếp chồng. Bậc trong của một node là số các liên kết trỏ tới node đó, bậc ngoài là số liên xuất phát từ nó đi
tới các node khác. Một node A có chứa node B trong tập hàng xóm của nó, như vậy có nghĩa là node A trỏ tới node B, ta gọi liên kết từ A tới node B là một liên kết ngoài của node A. Số liên kết ngoài của A được gọi là bậc ngoài của A, bậc ngoài của một node bằng số node có trong tập hàng xóm của node đó. Node A trỏ tớ node B, liên kết đó được coi là liên kết trong của node B, số liên kết trong đó là bậc trong của B.
Ý tưởng cơ bản đằng sau cho cơ chế phòng chống này rất đơn giản: Trong tấn công che khuất, bậc trong của các node gây hại cao hơn giá trị bậc trong trung bình của các node chuẩn. Bởi các node gây hại nằm trong rất nhiều tập hàng xóm của các node chuẩn trong mạng thì mới có thể tiến hành “che khuất” khống chế mạng và các node. Do đó, nếu chúng ta giới hạn bậc trong của mỗi node, thì sẽ làm giảm số node gây hại có trong tập hàng xóm của các node chuẩn, làm cho kẻ tấn công khó có thể thực hiện ý đồ “che khuất” của mình. Khi ta áp dụng cơ chế ép giới hạn bậc, các node chuẩn có thể chọn các hàng xóm của nó từ một tập phụ các node xếp chồng có bậc trong nhỏ hơn giới hạn cho phép. Cơ chế đó cũng bao gồm việc giới hạn bậc ngoài của các node, nếu không các node gây hại có thể sử dụng bậc trong của các node chuẩn để chặn các node chuẩn trỏ tới các node chuẩn khác. Vậy các node chuẩn cần chọn các hàng xóm từ một tập gồm các node xếp chồng có bậc trong và bậc ngoài nhỏ hơn giới hạn cho phép.
Phương pháp giới hạn bậc đòi hỏi mỗi node cần có một chứng nhận xác thực, mỗi định danh của node được gắn kèm với một khóa công khai. Ngoài ra, mạng xếp chồng còn phải hỗ trợ việc định tuyến an toàn nguyên thủy sử dụng CRT.
Đánh giá
Phương pháp giới hạn bậc rất hữu hiệu trong phòng chống tấn công che khuất, nó có thể khống chế tỉ lệ node gây hại có trong tập hàng xóm của các node chuẩn. Có thể chứng minh điều này bằng toán học một cách dễ dàng.
Gọi N là tổng số node trong hệ thống và giá trị trung bình của bậc trong và bậc ngoài của các node tương ứng là O và I. Gọi f là tỉ lệ các node gây hại, f ’ là tỉ lệ các mục hàng xóm của node chuẩn tham chiếu tới các node gây hại. Ta dễ dàng đưa ra nhận xét rằng tổng các liên kết chỉ tới tới node gây hại là:
Ttotal=NfI Tổng các liên kết đi ra từ node chuẩn là :
Ototal=N( 1-f )O
Với f ’Ototal là tổng số các liên kết từ node chuẩn chỉ tới các node gây hại, ta có: f ’Ototal ≤ Ttotal
Sau khi giản ước bất đảng thức trên ta có f ’≤(1−fIf)O . Làm cho I=O chúng ta có:
f ’≤(1−f f)
Như vậy, tỉ lệ các node gây hại trong tập hàng xóm không vượt quá tỉ lệ của node gây hại so với số node chuẩn có trong mạng khi ta thiết lập số bậc trong bằng số bậc ngoài. Khi tăng giá trị trung bình bậc trong I làm tăng f ’, node gây hại có thể lợi dụng tỉ lệ lớn bậc trong của các node chuẩn và tăng hiệu quả của tấn công che khuất.
Cơ chế phân phối để giới hạn bậc
Để thực thi kĩ thuật này, cần giới hạn bậc trong và bậc ngoài đối với mỗi node. Chúng ta tóm tắt cơ chế phân tán dựa trên truy vấn để đảm bảo việc giới hạn bậc.
Chúng ta giả định rằng đã có một kĩ thuật để xác nhận thông điệp để ngăn các node gây hại ở giữa phản hồi giả các truy vấn, giống như chữ kí số. Mỗi thông điệp truy vấn bao gồm thời gian lúc truy vấn được xác thực trong trong phản hồi để đảm bảo tính chuẩn xác. Chúng ta cũng giả định trong mạng tồn tại một cơ chế đảm bảo rằng việc phân phối định danh node một cách chính xác, để chắc chắn rằng các node gây hại không thể sở hữu nhiều định danh và không thể chọn định danh mà chúng muốn.
Mỗi node A trong mạng xếp chồng cần duy trì một tập chứa tất cả các node mà trong tập hàng xóm của nó có chứa node A. Chúng ta gọi đó là tập Con trỏ ngược (Back pointer set) của A. Theo định kì, A kiểm tra từng thành viên trong tập hàng xóm của nó thông qua việc hỏi tập con trỏ ngược của node đó. Nếu số mục trong tập con trỏ ngược trả về lớn hơn giới hạn bậc trong hoặc A không nằm trong tập con trỏ ngược thì A loại bỏ
thành viên đó khỏi tập hàng xóm của nó. Trong quá trình kiểm tra, chúng ta cần đảm bảo rằng node đang được kiểm tra không biết được node A. Nếu không, node được kiểm tra có thể tạo dễ dàng một tập con trỏ ngược với kích thước phù hợp và có A.
Hình 4: Tập Con trỏ ngược - Back pointer set
Để ngăn chặn kẻ tấn công chi phối bậc trong của node chuẩn, mỗi node B kiểm tra thường xuyên các thành viên trong tập con trỏ ngược của nó bằng việc hỏi chúng tập hàng xóm mà nó sở hữu. Nếu B không nằm trong tập hàng xóm được trả về hoặc kích thước tập hàng xóm trả về lớn hơn giới hạn bậc ngoài, B loại bỏ các node đó khỏi tập con trỏ ngược của mình. Các node được kiểm tra cũng không được biết được B.
Kĩ thuật này có thể dùng để đảm bảo rằng giá trị trung bình của bậc trong và bậc ngoài được giới hạn. Khi giới hạn được thiết lập tới giá trị trung bình của đồ thị xếp chồng, tỉ lệ tập hàng xóm của node chuẩn bị điều khiển bởi node gây hại chỉ là f/(1-f) với f là tỉ lệ node gây hại trong mạng xếp chồng.