【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用,人們?cè)絹?lái)越關(guān)注網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護(hù),身份隱私是隱私保護(hù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。國(guó)家情報(bào)機(jī)構(gòu)以及軍方機(jī)構(gòu)等一些部門機(jī)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高的要求,要求必須要確保機(jī)構(gòu)通信者的身份信息不能夠被攻擊者獲取到。匿名通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通信系統(tǒng)中用戶身份的保護(hù),有重要的研究?jī)r(jià)值,相關(guān)研究人員致力于研究該技術(shù),匿名通信技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究方向。目前,研究人員對(duì)于能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送者匿名的匿名通信研究較多,相比之下,對(duì)于實(shí)現(xiàn)發(fā)送者匿名與接收者匿名的雙向匿名通信的研究較少。本文對(duì)洋蔥路由協(xié)議進(jìn)行重大的修改,并在此基礎(chǔ)上提出了一種新的雙向匿名通信協(xié)議,叫做基于洋蔥路由的雙向匿名秘密通信協(xié)議,并且對(duì)協(xié)議進(jìn)行詳細(xì)的敘述與討論。本文首先對(duì)匿名通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述,介紹了匿名通信中的基本概念、匿名類型以及匿名通信系統(tǒng)中存在的攻擊種類,分類介紹了匿名技術(shù)以及匿名通信系統(tǒng)。其次,本文提出了一種新的雙向匿名秘密通信協(xié)議--基于洋蔥路由的雙向匿名秘密通信協(xié)議,該協(xié)議基于洋蔥路由機(jī)制,并且對(duì)其進(jìn)行了重要的修改。洋蔥路由協(xié)議采取源路由思想,消息按照構(gòu)造的洋蔥路徑被轉(zhuǎn)發(fā),協(xié)議具有發(fā)送者匿名性。本文協(xié)議以隨機(jī)的順序構(gòu)造包含系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)的路由路徑,消息按照路由路徑被轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到轉(zhuǎn)發(fā)的消息時(shí),節(jié)點(diǎn)首先要判斷其上的用戶是不是接收者用戶。若是接受者用戶,則節(jié)點(diǎn)將消息轉(zhuǎn)交給其上的接收者用戶,與此同時(shí)節(jié)點(diǎn)終止轉(zhuǎn)發(fā)消息;若不是,則節(jié)點(diǎn)按照路由路徑繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)消息。通信對(duì)方或者系統(tǒng)中的其它用戶不可能知道通信者的身份信息;另一方面,只有通信雙方知道消息,其它所有的節(jié)點(diǎn)、用戶以及攻擊者都獲取不到消息;第三,消息最終一定可以被接收者用戶收到。綜上所述,本協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)雙向匿名秘密通信。最后,對(duì)協(xié)議進(jìn)行了分析與對(duì)比,證明了協(xié)議的雙向匿名性以及消息保密性,對(duì)協(xié)議進(jìn)行了安全性分析與匿名度分析,并且對(duì)比了本協(xié)議與其它匿名通信協(xié)議。本文的雙向匿名協(xié)議只基于洋蔥路由機(jī)制,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,相對(duì)于用組播實(shí)現(xiàn)雙向匿名來(lái)說(shuō),產(chǎn)生較少的流量,系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)較小。對(duì)協(xié)議進(jìn)行系統(tǒng)仿真,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案對(duì)協(xié)議進(jìn)行測(cè)評(píng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加近似線性增長(zhǎng),這說(shuō)明系統(tǒng)具有較好的健壯性,伴隨著系統(tǒng)中用戶數(shù)目的變化,系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定。
【圖文】：

密通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送者匿名、接收者匿名和通信關(guān)系匿名，保證消息的機(jī)密性，具有很好的應(yīng)用價(jià)值和意義。3.2 洋蔥路由機(jī)制洋蔥路由機(jī)制是一種匿名通信技術(shù)，應(yīng)用層協(xié)議可以使用洋蔥路由機(jī)制這種通信基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)匿名通信。洋蔥路由定義了消息的路由路徑，消息經(jīng)過(guò)多級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)，混淆攻擊者，使系統(tǒng)具有發(fā)送者匿名性。網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用通過(guò)代理可以直接使用洋蔥路由。洋蔥路由通過(guò)匿名鏈接機(jī)制能夠防止流量分析。洋蔥路由系統(tǒng)構(gòu)造消息的洋蔥路由包，，洋蔥路由包包含消息的路由節(jié)點(diǎn)信息。洋蔥路由包的每一層包括消息的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的地址信息，并且用上一跳節(jié)點(diǎn)的公鑰進(jìn)行加密，洋蔥路由包的最內(nèi)層為消息內(nèi)容，這就是洋蔥路由包的結(jié)構(gòu)。當(dāng)路由節(jié)點(diǎn)得到轉(zhuǎn)發(fā)的消息后，通過(guò)解密可以獲取到消息的轉(zhuǎn)發(fā)地址并且轉(zhuǎn)發(fā)消息。洋蔥路由就是按照洋蔥路徑轉(zhuǎn)發(fā)消息的過(guò)程。發(fā)送的消息通過(guò)洋蔥路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，形成了路徑的多級(jí)混淆，有效的保護(hù)了消息的真實(shí)源地址和目的地址。洋蔥路由的通信過(guò)程如下圖 3.1 所示。

3.3.2 協(xié)議的系統(tǒng)架構(gòu)本文所提出的基于洋蔥路由的雙向匿名秘密通信協(xié)議的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖3.2 所示，從圖中可知，系統(tǒng)架構(gòu)包括如下幾個(gè)部分：（1）節(jié)點(diǎn)目錄服務(wù)器：節(jié)點(diǎn)目錄服務(wù)器用來(lái)保存系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)信息，包括節(jié)點(diǎn)的 IP 地址、節(jié)點(diǎn)公鑰。當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入或者退出系統(tǒng)時(shí)，需要向節(jié)點(diǎn)目錄服務(wù)器
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP393.08;TN915.04

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本文編號(hào)：2703930