匿名通信系統(tǒng)中激勵(lì)機(jī)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(lái)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(guò)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(duì)手通過(guò)流量分析推測(cè)出一些有價(jià)值的信息。為了在網(wǎng)絡(luò)通信中保護(hù)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(píng)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(diǎn)、分析了匿名通信技術(shù)有關(guān)研究動(dòng)態(tài)和進(jìn)一步的研究方向。 針對(duì)匿名通信系統(tǒng)中容易出現(xiàn)Free-Riding問(wèn)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(qián)幣分割和支付方案，基于交易思想提出了一種促進(jìn)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(shí)現(xiàn)probable innocence應(yīng)準(zhǔn)備的錢(qián)

3、幣數(shù)量，通過(guò)這種有償服務(wù)機(jī)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(lì)類(lèi)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(shí)避免了下一跳路由中路徑長(zhǎng)度趨于無(wú)限長(zhǎng)的可能性。 然后，借鑒差分服務(wù)思想，本文進(jìn)一步提出了一種適合P2P匿名通信系統(tǒng)的聲譽(yù)機(jī)制，該機(jī)制通過(guò)系統(tǒng)成員互相監(jiān)督、統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包數(shù)目來(lái)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(yù)機(jī)制的重路由算法，使得聲譽(yù)值高的成員

4、獲得更好的匿名服務(wù)，有效激勵(lì)系統(tǒng)成員積極參與匿名服務(wù)，對(duì)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(jìn)作用。計(jì)算數(shù)據(jù)表明，聲譽(yù)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(yù)越低的發(fā)送者被泄密成員猜中的概率越高，對(duì)應(yīng)的工作效率越低。 針對(duì)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(jī)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(zhǎng)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(jì)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(zhǎng)度的期望值顯著降低，因而能保證良好的通信延時(shí)。然后研究了聲譽(yù)機(jī)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(yù)機(jī)制的匿名通信策略，證明了在某種轉(zhuǎn)發(fā)概率下，聲譽(yù)值較高的發(fā)起者具有較強(qiáng)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(duì)重路由匿名通信過(guò)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(guò)程中可能遭遇中間攻擊而信息提交雙方卻無(wú)法檢測(cè)的情況，提出了一種結(jié)合了偽隨機(jī)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(dòng)探測(cè)機(jī)制。相關(guān)分析表明，引入認(rèn)證機(jī)制使改進(jìn)后的比特承諾方案提高了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性，并能廣泛應(yīng)用于各種對(duì)信息安全提交要求嚴(yán)格的其他電子商務(wù)領(lǐng)域；基于比特承諾的主動(dòng)探測(cè)機(jī)制能在保障主動(dòng)探測(cè)者的身份匿名的前提下，能高效地驗(yàn)證被探測(cè)者是否可靠成員或是否假冒成員。 本文從匿名通信激