[發明專利]一種基于Merkle樹的校園網IPv6地址劃分方法

有效

• 申請號: 201810184616.7
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108540586B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 王海勇;彭垚;丁越;郭凱璇;潘啟青
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L29/06;H04L9/06
• 代理公司: 江蘇海越律師事務所 32402
• 代理人: 唐小紅

本發明公開了一種基于Merkle樹的校園網IPv6地址劃分方法，包括以下步驟：A、設備第一次接入校園網時進行信息認證；B、通過DHCPv6服務器動態分配一個臨時IPv6地址；C、Portal Server向用戶提供一個認證頁面，用戶填寫相關屬性；D、認證中心獲得用戶屬性后構造Merkle樹，將Merkle樹與數據庫中用戶屬性的Hash值進行匹配；E、如果匹配成功，SDN交換機根據Merkle樹來為用戶分配IPv6地址，并將其與設備的MAC地址進行綁定,如果不成功，可以定位填寫有誤的屬性并通知用戶IPv6地址分配失敗；F、此方法可以為學校每一個網絡終端分配一個唯一的IPv6地址，校園網中心可依據此方法對學校師生上網情況進行分析，此方法是在目前校園網中IPv6使用的基礎上提出的，具有一定的實用性。

技術領域

本發明涉及IPv6創新應用領域，具體為一種基于Merkle樹的校園網IPv6地址劃分方法。

背景技術

國家互聯網信息辦公室2017年8月25日公布《互聯網跟帖評論服務管理規定》，其中要求網上發貼、跟貼需進行實名制。由于IPv4資源不能保證每一個上網終端與IP地址綁定，而校園網在學校內屬于一種公共資源，在圖書館、實驗室、機房、辦公室宿舍等等地方就可以使用校園網進行上網，因此，為每一個在校師生分配唯一的IP地址，可有助于學校的數據分析和網絡資源管理。

通過對每一個IP的監管，可以分析出各種應用軟件的流量，從而提出相應的策略來進行控制，保證網絡不被不良用戶濫用，從而不影響正常的教學活動的開展。現有的IPv6使用中，主要是采用動態隨機分配地址的方法，無法保證每個終端擁有唯一的且可追溯的地址，并且關于子網的劃分也不夠清晰。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于Merkle樹的校園網IPv6地址劃分方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案，包括以下步驟：

A、學生或教職工的設備第一次接入校園網時進行信息認證；

B、首先通過DHCPv6服務器動態分配一個臨時IPv6地址；

C、Portal Server向用戶提供一個認證頁面，用戶需要填寫規定的相關屬性進行認證；

D、認證中心通過步驟C獲得用戶屬性構造Merkle樹，通過Merkle樹與數據庫中用戶的屬性的Hash值進行匹配；

E、SDN交換機根據步驟D的結果為終端設備分配IPv6地址，如果匹配成功，根據Merkle樹的樹根來為用戶分配IPv6地址，并將其與設備的MAC地址進行綁定,如果不成功，可以快速定位到哪一個屬性填寫有誤并通知用戶IPv6地址分配失敗；

F、此方法可以為學校每一個網絡終端分配一個唯一的IPv6地址，校園網中心依據此方法可對學校師生上網情況進行數據分析。

優選的，所述步驟D中Merkle樹的構造包含如下步驟：

d-a、獲取用戶屬性，計算每一個屬性的Hash值；

d-b、根據屬性的Hash值的個數劃分出幾組數據，每一組包含兩個屬性的Hash值；

d-c、每個組的數據進行哈希運算得到一個新的數據，再進行上述步驟C,如此遞歸直到最后剩下一個哈希值,即Merkle樹根。

d-d、利用Merkle樹對用戶的屬性進行正確性驗證。首先驗證Merkle樹根值是否相同，如果不相同，繼續從子節點進行驗證，從而找到填寫有誤的屬性值。如果相同，則說明用戶填寫的所有屬性均滿足要求，從而減少了逐個屬性驗證所花費的時間。由于Hash值的不可逆性，其他人無法通過IPv6地址計算出用戶的個人屬性，但學校擁有學生或教職工的個人信息值，即擁有這些屬性的Hash值，因此可以通過該方法實現IPv6地址的唯一性和可追溯性，保證用戶信息的安全性。