淺析全光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與安全防范

【摘要】隨著全光網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，全光網(wǎng)絡(luò)的透明性在改善網(wǎng)絡(luò)性能的同時，也給網(wǎng)絡(luò)的安全帶來了一定的隱患。而且，由于全光網(wǎng)絡(luò)作為新型網(wǎng)絡(luò)正在迅速發(fā)展，還沒有形成成熟的網(wǎng)絡(luò)體系。鑒于此，本文對全光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與安全防范進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】全光網(wǎng)絡(luò)；安全；信息

一、全光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

全光網(wǎng)絡(luò)是指用戶之間的信號傳輸與交換的過程全部以光信號的形式存在，以其高傳輸帶寬、高處理能力以及抗電磁干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，將逐步替代現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)和光電網(wǎng)絡(luò)，成為干線通信網(wǎng)的首選技術(shù)。（1）巨大的帶寬。全光網(wǎng)在光域?qū)π盘栠M(jìn)行交換，可最大限度地利用光纖的巨大帶寬資源，有極大的傳輸容量和傳輸質(zhì)量，能夠?qū)崿F(xiàn)超長距離、超大容量、無中繼通訊。（2）結(jié)構(gòu)簡單。全光網(wǎng)采用透明光通路連接，沿途沒有光/電轉(zhuǎn)換與存儲，網(wǎng)絡(luò)中許多器件都是無源器件，便于維護(hù)，可靠性高。（3）高處理速度。全光網(wǎng)避免了光電轉(zhuǎn)換，消除了節(jié)點(diǎn)的電子處理瓶頸。（4）低誤碼率。全光網(wǎng)避免了光電轉(zhuǎn)換中信號的衰減和誤差率的增加。（5）兼容性好。全光網(wǎng)可以與現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)以及未來的寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)相兼容，并支持未來網(wǎng)絡(luò)的升級。（6）可擴(kuò)展性。原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)設(shè)備不會受到新節(jié)點(diǎn)加入的影響。（7）可重構(gòu)性。根據(jù)通信容量的需求，可以動態(tài)地改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（8）傳輸透明性。全光網(wǎng)對傳輸碼率和數(shù)據(jù)格式以及調(diào)制方式?jīng)]有限制。

二、全光網(wǎng)絡(luò)的安全隱患

（1）全光網(wǎng)絡(luò)的管理監(jiān)控系統(tǒng)、光部件和光纜也會遭受破壞或出現(xiàn)故障，進(jìn)而可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，影響傳輸?shù)陌踩?。?）與同軸電纜等一樣，未加保護(hù)的光纖同樣會被攻擊者利用，如利用微彎產(chǎn)生的光輻射信號，雖然其功率相對很微弱，但足以為攻擊者所利用，進(jìn)行有效地攻擊。（3）由于在全光網(wǎng)絡(luò)中存在多個波長進(jìn)行傳輸，各信道間的串?dāng)_對安全問題帶來很大的影響。（4）由于全光網(wǎng)絡(luò)的高數(shù)據(jù)速率，即使攻擊很短也會導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)被破壞或解密。（5）全光網(wǎng)絡(luò)不具備重建數(shù)據(jù)流的能力，透明節(jié)點(diǎn)不能識別信號的調(diào)制和編碼格式。對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實用的分段測試方法卻難以在全光網(wǎng)絡(luò)中對攻擊和故障進(jìn)行定位;

三、全光網(wǎng)絡(luò)的安全防范措施

（1）全光網(wǎng)絡(luò)光層的安全措施。一是保護(hù)。對光纖的保護(hù)層進(jìn)行加固，防止光纖斷裂，這是光纖通信中首要考慮的網(wǎng)絡(luò)故障。設(shè)計安全性能更強(qiáng)的組件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，增強(qiáng)抵抗攻擊的能力。開發(fā)對彎曲不敏感的光纖，防止彎曲使光泄露出去。利用限幅放大器進(jìn)行放大，限定最大輸出功率，防止過強(qiáng)的功率對通信組件的破壞。采用均衡技術(shù)使各個不同波長光的功率均衡，防止大功率攻擊信號使得小功率正常通信信號越來越弱的攻擊情況。二是攻擊探測。對攻擊的探測要求應(yīng)具有三項基本功能，即對事件的確認(rèn)、對安全故障的識別和產(chǎn)生相應(yīng)的報警信號。判斷網(wǎng)絡(luò)是否被攻擊主要采用數(shù)據(jù)分析法，即為功率、頻譜等參數(shù)設(shè)定一個最低安全限度的閉值，然后通過對網(wǎng)絡(luò)中的信號或關(guān)鍵組件的輸出信號進(jìn)行實時監(jiān)控。三是對用戶身份進(jìn)行認(rèn)證。為了保證網(wǎng)絡(luò)通信的安全，可以建立一個合法用戶數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行用戶身份認(rèn)證，以確保數(shù)據(jù)來源的真實性并拒絕非法用戶。在接入網(wǎng)部分，每個ONU都必須注冊，注冊后分配一個合法的ID。發(fā)送數(shù)據(jù)時必須在信息中包含用戶的ID或先用ID申請通信，在驗證無誤后再發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣一方面可拒絕非法用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)；另一方面如果用戶進(jìn)行非法操作，則可以及時發(fā)現(xiàn)，并立即中斷本次傳輸。（2）全光網(wǎng)絡(luò)信息的安全措施。一是全光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字包封技術(shù)。由于現(xiàn)在的光信號處理技術(shù)處于初級發(fā)展時期，不能實現(xiàn)較復(fù)雜的光信號處理，因此，不同的光包信息頭處理方式對應(yīng)著不同的光分組交換網(wǎng)技術(shù)。在全光時分多址交換網(wǎng)中，對其中同步、地址識別等復(fù)雜的處理采用光子技術(shù)，目前不能普遍實現(xiàn)；在光突發(fā)交換網(wǎng)中，光包信頭中較復(fù)雜處理則是采用電子技術(shù)，其中應(yīng)用最廣泛的為光標(biāo)記交換技術(shù)。二是量子密碼。量子密碼可以在光纖線路上完成密鑰交換和信息加密，如果攻擊者企圖接收并測量信息發(fā)送方的信息（偏振），將造成量子狀態(tài)的改變，這種改變對攻擊者而言是不可恢復(fù)的，進(jìn)而通信雙方就會意識到信息被竊取而更改量子密鑰，這就保證了信息在傳輸過程中的安全性。三是量子密鑰。量子密鑰分配算法是指在量子信息中采用單個光子的量子態(tài)（如偏振態(tài)來表示比特），即每個光脈沖最多有一個光子，該光子所處的不同量子態(tài)表明它攜帶不同比特信息。由于單個光子不可分割，因此竊聽者無法通過分割方法來獲取信息。根據(jù)量子不可克隆定理，只要存在竊聽就一定可以被發(fā)現(xiàn)，正是基于這些基本原理確保了量子密鑰分配絕對安全?？傊S著全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，是否能為用戶提供一個高安全性和高可靠性的傳輸平臺，也逐步被人們所關(guān)注，這還需要我們今后不斷研究和探討。

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