【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和廣泛應用,人們越來越關注網(wǎng)絡安全與隱私保護,身份隱私是隱私保護的一項重要內(nèi)容。國家情報機構以及軍方機構等一些部門機構對網(wǎng)絡安全提出了更高的要求,要求必須要確保機構通信者的身份信息不能夠被攻擊者獲取到。匿名通信技術能夠實現(xiàn)對通信系統(tǒng)中用戶身份的保護,有重要的研究價值,相關研究人員致力于研究該技術,匿名通信技術已經(jīng)成為一個重要的研究方向。目前,研究人員對于能夠實現(xiàn)發(fā)送者匿名的匿名通信研究較多,相比之下,對于實現(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。本文對洋蔥路由協(xié)議進行重大的修改,并在此基礎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,并且對協(xié)議進行詳細的敘述與討論。本文首先對匿名通信技術的研究現(xiàn)狀進行了概述,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)議基于洋蔥路由機制,并且對其進行了重要的修改。洋蔥路由協(xié)議采取源路由思想,消息按照構造的洋蔥路徑被轉發(fā),協(xié)議具有發(fā)送者匿名性。本文協(xié)議以隨機的順序構造包含系統(tǒng)中所有節(jié)點的路由路徑,消息按照路由路徑被轉發(fā)。當節(jié)點收到轉發(fā)的消息時,節(jié)點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)點將消息轉交給其上的接收者用戶,與此同時節(jié)點終止轉發(fā)消息;若不是,則節(jié)點按照路由路徑繼續(xù)轉發(fā)消息。通信對方或者系統(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、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)議可以實現(xiàn)雙向匿名秘密通信。最后,對協(xié)議進行了分析與對比,證明了協(xié)議的雙向匿名性以及消息保密性,對協(xié)議進行了安全性分析與匿名度分析,并且對比了本協(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制,實現(xiàn)簡單,相對于用組播實現(xiàn)雙向匿名來說,產(chǎn)生較少的流量,系統(tǒng)的負擔較小。對協(xié)議進行系統(tǒng)仿真,并設計實驗方案對協(xié)議進行測評,實驗結果顯示,系統(tǒng)的平均響應時間隨著節(jié)點數(shù)目的增加近似線性增長,這說明系統(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)一直運行穩(wěn)定。
【圖文】：

密通信系統(tǒng)能夠實現(xiàn)發(fā)送者匿名、接收者匿名和通信關系匿名，保證消息的機密性，具有很好的應用價值和意義。3.2 洋蔥路由機制洋蔥路由機制是一種匿名通信技術，應用層協(xié)議可以使用洋蔥路由機制這種通信基礎設施來實現(xiàn)匿名通信。洋蔥路由定義了消息的路由路徑，消息經(jīng)過多級轉發(fā)，混淆攻擊者，使系統(tǒng)具有發(fā)送者匿名性。網(wǎng)絡上的各種應用通過代理可以直接使用洋蔥路由。洋蔥路由通過匿名鏈接機制能夠防止流量分析。洋蔥路由系統(tǒng)構造消息的洋蔥路由包，，洋蔥路由包包含消息的路由節(jié)點信息。洋蔥路由包的每一層包括消息的下一跳轉發(fā)節(jié)點的地址信息，并且用上一跳節(jié)點的公鑰進行加密，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構。當路由節(jié)點得到轉發(fā)的消息后，通過解密可以獲取到消息的轉發(fā)地址并且轉發(fā)消息。洋蔥路由就是按照洋蔥路徑轉發(fā)消息的過程。發(fā)送的消息通過洋蔥路徑進行轉發(fā)，形成了路徑的多級混淆，有效的保護了消息的真實源地址和目的地址。洋蔥路由的通信過程如下圖 3.1 所示。

3.3.2 協(xié)議的系統(tǒng)架構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)架構如下圖3.2 所示，從圖中可知，系統(tǒng)架構包括如下幾個部分：（1）節(jié)點目錄服務器：節(jié)點目錄服務器用來保存系統(tǒng)的節(jié)點信息，包括節(jié)點的 IP 地址、節(jié)點公鑰。當節(jié)點加入或者退出系統(tǒng)時，需要向節(jié)點目錄服務器
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.08;TN915.04

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本文編號：2703930