طراحي كانال پوششي زمانبندي دار تركيبي و ارزيابي آن با استفاده از شبكه پتري رنگي

Modeling and Evaluation of Hybrid Covert Timing Channel on Internet Using Coloured Petri net

كانال پوششي زمانبندي دار براي پنهان‌سازي و انتقال اطلاعات در پوشش شبكه هاي رايانه اي به كار مي‌رود. براي كدبندي اطلاعات در اين كانال ها از فنون «فاصله بين بستك‌ها» و «ترتيب بستك‌ها» به طور جداگانه استفاده شده است. براي ارزيابي ظرفيت و استحكام كانال‌هاي پوششي نيز چندين كار تحقيقي انجام‌گرفته كه به روش اندازه گيري در محيط واقعي يا روش محاسباتي بوده‌اند. روش اندازه‌گيري در محيط واقعي، فاقد قابليت تكرارپذيري آزمايش است و روش محاسباتي معمولاً آن‌قدر ساده است كه امكان ارزيابي كانال در شرايط مطلوب را به محقق نمي‌دهد. در اين مقاله روش كدبندي تركيبي، با تركيب روش‌هاي «فاصله بين بستك‌ها» و «بازترتيب بستك‌ها» ارايه شده و براي ارزيابي آن نيز مدلي براي كانال ارتباطي انتها تا انتها با استفاده از شبكه پتري رنگي ارايه شده است. مدل پيشنهادي قادر است انواع مختلف نويز همانند مفقود شدن، بازترتيب و لغزش زمان بين بستك‌ها را به ترافيك مورد نظر تزريق نمايد. اين مدل براي پياده‌سازي كانال پوششي زمانبندي‌دار تركيبي كنترل شده تحت سطوح نويز مطلوب استفاده شده است. سپس معيارهاي ظرفيت و استحكام كانال پوششي پيشنهادي با استفاده از سناريوهاي نويز متفاوت مورد ارزيابي قرار گرفته و نتايج تحقيق با كارهاي قبلي كه به روش محاسباتي انجام گرفته، مقايسه شده است. نتايج تحقيق، ارتقاي نسبي ظرفيت و استحكام كانال پيشنهادي را نشان مي‌دهد. علاوه بر آن، موثر بودن مدل پيشنهادي براي ارزيابي كانال پوششي در شرايط مورد نظر نيز اثبات شده است.

Covert timing channels are used to transmit information through computer networks in a seamless or secret way. Inter-packet gap and packet reordering are among techniques of encoding information in covert channels. Several reports on evaluating the capacity and the robustness of covert channels are published in which the channel is evaluated using real environment field tests or by means of computational methods. Real environment field experiment lacks the repeatability property of the test and computational method is normally too simple to enable one to evaluate the channel under desired circumstances. In this paper, a hybrid coding schema is proposed compounding inter-packet gap and packet reordering techniques, and also a model for an end to end communication channel in the Internet is proposed using Coloured Petri net. The model is able to inject different types of noises such as packet loss, packet reordering, and jitter to a given traffic. The model was used to implement a controlled hybrid covert timing channel under desired noise levels. Then, the capacity and robustness of the proposed covert channel was measured using different noise scenarios. The evaluation results demonstrate that capacity and robustness of the proposed covert channel is improved compared with the previous reports. Also it is proved that the proposed model is effective for further covert channel evaluation in given circumstances.