基于tor網(wǎng)絡匿名通信研究

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1、基于Tor網(wǎng)絡的匿名通信研究基于Tor網(wǎng)絡的匿名通信研究基于Tor網(wǎng)絡的匿名通信研究基于Tor網(wǎng)絡的匿名通信研究【摘要】：隨著信息社會的發(fā)展,Internet網(wǎng)絡已經(jīng)涉及到大多數(shù)人的生活中,人們對于Internet網(wǎng)絡的依賴程度也越來越大,基于網(wǎng)絡的電子商務應用也越來越多,已成為社會的普遍現(xiàn)象,包括網(wǎng)絡投票、網(wǎng)絡銀行、網(wǎng)上證券交易、網(wǎng)絡購物、網(wǎng)絡拍賣等。相對于普通的網(wǎng)絡通信傳輸,電子商務應用的通信傳輸具有自己特殊通信安全要求,主要表現(xiàn)為：人們在關注保護傳統(tǒng)信息安全(傳輸數(shù)據(jù)秘密性、完整性和真實性)的基礎上,越來

2、越關注如何保護通信用戶的身份信息,如何保護提供網(wǎng)絡服務的用戶身份信息,以及如何抵御對用戶通信的流量分析,即人們在關注通信傳輸信息安全傳統(tǒng)機密性、完整性和真實性三屬性的基礎上,也開始關注傳輸?shù)哪涿浴１疚尼槍W(wǎng)絡通信對于信息安全方面新的需求,深入研究分析目前最成功的匿名通信系統(tǒng)-Tor,并以此為基礎進行匿名通信領域的研究。本文首先對于匿名通信的研究背景和匿名通信的基本原理進行概要性的闡述,并對主要的匿名通信系統(tǒng)進行了介紹、歸納和整理。然后在充分分析Tor網(wǎng)絡協(xié)議、現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)的基礎上,對其中的三個重點問題：如

3、何提高Tor網(wǎng)絡通道構建的匿名水平和性能,如何建立Tor網(wǎng)絡的信任機制,如何建立Tor網(wǎng)絡的抗惡意行為機制進行了分析和研究,提出了新的協(xié)議和機制,并對新的協(xié)議和機制進行了定量的數(shù)學分析和證明。第一個重點問題,本文通過對當前Tor網(wǎng)絡的通道構建協(xié)議的分析,提出了新的基于隨機游走的Tor網(wǎng)絡通道構建協(xié)議。Tor網(wǎng)絡是基于通道交換的低延遲匿名通信服務,用戶需要構建相應的匿名傳輸通道,然后才能進行應用數(shù)據(jù)的匿名通信。因此通道構建是整個Tor網(wǎng)絡的核心內容之一。在這方面的研究中,我們首先清晰明確地分析了當前通道構建協(xié)議的

4、過程和存在的問題,然后提出了基于隨機游走的通道建立算法和用戶可選擇的中繼節(jié)點選擇算法,并以此為基礎,系統(tǒng)性地提出了新的基于隨機游走的Tor網(wǎng)絡通道構建協(xié)議。然后針對新協(xié)議給出了定性和定量的分析,得出了相應的結論：相比于當前的通道構建協(xié)議,基于隨機游走的Tor網(wǎng)絡通道構建協(xié)議為用戶提供了更好的傳輸匿名度,處于同一水平的傳輸性能和更好的用戶體驗。第二個重點問題,通過對當前Tor網(wǎng)絡目錄服務和易遭受攻擊行為的分析,針對Tor網(wǎng)絡面臨的如何評估Tor網(wǎng)絡系統(tǒng)信譽度的挑戰(zhàn),提出了新的信任評價機制。Tor網(wǎng)絡的信任機制已經(jīng)

5、成為Tor網(wǎng)絡發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)之一,因此Tor網(wǎng)絡需要一個合理、高效、安全的信任評價機制,來提高系統(tǒng)節(jié)點的可信度,降低系統(tǒng)的易攻擊程度,提高用戶的用戶體驗。因此,我們首先清晰明確地分析了當前的目錄服務和Tor網(wǎng)絡易受到的攻擊類型,引出了Tor網(wǎng)絡對于信任評價機制的需求。然后我們提出了系統(tǒng)性的信任評價機制,Tor網(wǎng)絡信任評價機制主要解決了兩個關鍵問題：如何評價中繼節(jié)點和如何返回用戶所需的中繼節(jié)點信息,最后通過定性的比較和分析得出了結論：Tor網(wǎng)絡信任評價機制為用戶提供了優(yōu)于當前系統(tǒng)的傳輸匿名度,同時在一定程度上提升

6、了Tor網(wǎng)絡的整體性能。第三個重點問題,通過對Tor網(wǎng)絡的惡意行為和當前Tor網(wǎng)絡惡意行為應對機制的分析,針對Tor網(wǎng)絡面臨的如何提高系統(tǒng)抗惡意行為能力的挑戰(zhàn),提出了新的抗惡意行為機制。如何提高Tor網(wǎng)絡的抗惡意行為能力也已經(jīng)成為Tor網(wǎng)絡發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)之一。因此Tor網(wǎng)絡需要一個合理、高效、安全的抗惡意行為機制,來提高系統(tǒng)的抗惡意行為能力,從而促進Tor網(wǎng)絡的健康發(fā)展。因此,我們首先對Tor網(wǎng)絡的惡意行為和惡意行為應對機制進行了清晰明確的分析,然后提出了包含兩組黑名單和三組協(xié)議的系統(tǒng)性的Tor網(wǎng)絡抗惡意行為機

7、制。最后,我們從多個角度,對提出的Tor網(wǎng)絡抗惡意行為機制和目前的出口策略進行了定性的比較和分析,得出了相應的結論：總體上來看,抗惡意行為機制要優(yōu)于當前的出口策略。最后,根據(jù)重路由機制特點的匿名度定量評估方法,在Tor網(wǎng)絡的威脅模型范圍內對當前Tor網(wǎng)絡和基于新協(xié)議和機制的增強Tor網(wǎng)絡的匿名度進行了定量的推演和計算,分別得到其對應的匿名度。然后對得到的匿名度值進行了比較和分析,得出最終的結論：基于新協(xié)議和機制的增強Tor網(wǎng)絡的匿名度要優(yōu)于當前Tor網(wǎng)絡的匿名度?！娟P鍵詞】：匿名匿名通信TorTor網(wǎng)絡通道構建

8、協(xié)議Tor網(wǎng)絡信任評價機制Tor網(wǎng)絡抗惡意行為機制匿名度定量評估【學位授予單位】：華東師范大學【學位級別】：博士【學位授予年份】：2011【分類號】：TP393.08【目錄】：目錄6-9圖目錄9表目錄9-10摘要10-12ABSTRACT12-15第一章引言15-271.1研究背景15-201.2匿名通信概述20-211.2.1匿名通信定義201.2.2匿名通信起源20-211.3匿名