匿名通信系統(tǒng)中激勵機制及相關(guān)理論研究.pdf

1、隨著Internet應(yīng)用的迅速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)作為信息發(fā)布和通信工具的廣泛使用，網(wǎng)絡(luò)安全和通信隱私越來越受到人們關(guān)注和重視。雖然目前比較成熟的密碼技術(shù)通過加密信息方式隱藏網(wǎng)絡(luò)通信中信息的內(nèi)容，可以較好地保證網(wǎng)絡(luò)上傳輸信息內(nèi)容的安全性，卻不能隱藏有關(guān)通信中發(fā)送信息或接收信息的位置信息和通信模式，即它不能阻止對手通過流量分析推測出一些有價值的信息。為了在網(wǎng)絡(luò)通信中保護用戶的網(wǎng)絡(luò)地址信息等隱私信息不被泄漏，興起了匿名通信系統(tǒng)的研究。 本文

2、首先概括了匿名通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀，評析了匿名通信的基本技術(shù)，總結(jié)了匿名通信系統(tǒng)中的攻擊方式及其特點、分析了匿名通信技術(shù)有關(guān)研究動態(tài)和進一步的研究方向。 針對匿名通信系統(tǒng)中容易出現(xiàn)Free-Riding問題，首先，本文提出了一種適于下一跳路由匿名通信系統(tǒng)的電子錢幣分割和支付方案，基于交易思想提出了一種促進匿名系統(tǒng)成員共同參與轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)的匿名通信策略，量化地分析了匿名通信系統(tǒng)中發(fā)送者為實現(xiàn)probable innocence應(yīng)準備的錢

3、幣數(shù)量，通過這種有償服務(wù)機制，提高了系統(tǒng)成員獲取匿名服務(wù)的公平性，可以更好地激勵類似Crowds的下一跳路由匿名系統(tǒng)成員共同參與匿名通信行為，有效抑制成員串通獲利現(xiàn)象，同時避免了下一跳路由中路徑長度趨于無限長的可能性。 然后，借鑒差分服務(wù)思想，本文進一步提出了一種適合P2P匿名通信系統(tǒng)的聲譽機制，該機制通過系統(tǒng)成員互相監(jiān)督、統(tǒng)計轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包數(shù)目來描述成員在線的活躍程度；在此基礎(chǔ)上，提出了結(jié)合聲譽機制的重路由算法，使得聲譽值高的成員

4、獲得更好的匿名服務(wù)，有效激勵系統(tǒng)成員積極參與匿名服務(wù)，對提高系統(tǒng)整體性能和避免系統(tǒng)中出現(xiàn)Free-riding成員起一定的促進作用。計算數(shù)據(jù)表明，聲譽越高的發(fā)送者被泄密成員猜中的概率越低，相應(yīng)的工作效率越高；聲譽越低的發(fā)送者被泄密成員猜中的概率越高，對應(yīng)的工作效率越低。 針對已有的結(jié)構(gòu)化P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，借助于結(jié)構(gòu)化覆蓋網(wǎng)絡(luò)的自組織和結(jié)構(gòu)化特性，給出了建立在結(jié)構(gòu)化P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)上的基于重路由機制的匿名通信模型，分析了這種匿名通

5、信模型中重路由路徑長度與轉(zhuǎn)發(fā)概率、覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的惡意成員的關(guān)系變化情況。計算數(shù)據(jù)表明，采用遞減轉(zhuǎn)發(fā)概率將使得重路由路徑長度的期望值顯著降低，因而能保證良好的通信延時。然后研究了聲譽機制在結(jié)構(gòu)化P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，建立一種覆蓋網(wǎng)絡(luò)中結(jié)合聲譽機制的匿名通信策略，證明了在某種轉(zhuǎn)發(fā)概率下，聲譽值較高的發(fā)起者具有較強的抵抗惡意成員泄漏發(fā)起者身份的能力，激發(fā)系統(tǒng)成員積極參與匿名通信。 針對重路由匿名通信過程中可能出現(xiàn)的不可靠或假冒成員現(xiàn)象

6、，分析了匿名信息在轉(zhuǎn)發(fā)過程中可能遭遇中間攻擊而信息提交雙方卻無法檢測的情況，提出了一種結(jié)合了偽隨機數(shù)和哈希變換的基于比特承諾的信息安全提交方法和一種主動探測機制。相關(guān)分析表明，引入認證機制使改進后的比特承諾方案提高了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，并能廣泛應(yīng)用于各種對信息安全提交要求嚴格的其他電子商務(wù)領(lǐng)域；基于比特承諾的主動探測機制能在保障主動探測者的身份匿名的前提下，能高效地驗證被探測者是否可靠成員或是否假冒成員。 本文從匿名通信激