一种安全的匿名通信方案的设计

论文摘要

随着全球信息化的飞速发展,网络作为一种重要的信息传递手段,对于经济的发展和人们之间的交流起着越来越重要的作用。然而,在网络建设蓬勃发展的同时,网络安全问题也到了令人堪忧的地步。为了加强网络的安全性,保障网络中的隐私权,人们已经采用了几种匿名通信技术并且收到了一定的成效,然而不幸的是这些技术都或多或少存在一定的局限性。 本文,首先分析了匿名通信的现状,讨论研究了IPSec协议,在对目前的匿名通信系统进行了研究和分析,并在此基础上提出了一种安全的匿名通信方案,它是基于改进后的IPSec协议的匿名通信技术。这种方案结合了IPSec技术和匿名通信双方的优点,提供了双向、实时的网络匿名通信。在Internet中IPSec是很好的安全通信的方法。在基于改进后的IPSec协议基础上,本文提出了在IP层上利用IP信道的匿名网络通信。它为任何支持TCP和UDP协议的应用程序提供双向的、实时的通信,包括端到端的IPSec、VPN、SSL等等。这种技术还有以下四个方面的优势:第一,不像其它的匿名通信网路,它独立于所有IP应用程序。第二,不像洋葱路由技术和混淆-网络（MIX-Network）,既然网络中结点间的会话是通过TCP协议,那么包的丢失会引起网络不断地申请和不断地重发。而点对点的TCP协议在上面两种技术中并不存在。第三,不像自由网络（Freedom Network）,在我们的匿名网络模型中,要发送的资料源地址和目的地址在经过每一个结点的时候都被改变,但每一个结点仅仅需要一个公开的IP地址,因为我们使用不同的IP信道来区别不同的点对点的自带寻址信息的IP流。第四,它支持IPv4和IPv6。 文章的最后我们给出了这种通信方案的具体设计。并通过模拟,我们体会到了其优越性,实现了这个方案对泛洪攻击,重放攻击等6种攻击的有效预防。但对于入口结点的安全问题还有待加强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 匿名通信研究综述
• 1.2 本研究课题的来源及主要研究内容
• 1.3 本文的组织结构
• 第2章 匿名通信技术分析
• 2.1 基本的假设与定义
• 2.2 匿名通信系统的基本模型
• 2.3 匿名通信主要技术
• 2.3.1 匿名浏览技术
• 2.3.2 匿名连接技术
• 2.3.3 阈下信道
• 2.3.4 应该提供的匿名保护
• 2.4 匿名系统威胁方式
• 2.5 主要的几种匿名通信技术
• 2.6 匿名通信的局限性
• 第3章 IPSec协议分析
• 3.1 IPSec体系结构
• 3.2 安全联盟
• 3.3 IPSec的安全协议
• 3.3.1 IPSec的模式
• 3.3.2 封装安全载荷（ESP）
• 3.3.3 认证头（AH）
• 3.4 IPSec基本工作原理
• 3.5 Internet上对IPSec的攻击
• 3.5.1 实现方式攻击
• 3.5.2 密钥管理攻击
• 3.5.3 密钥恢复／出口法律攻击
• 第4章 改进后的IPSec匿名通信方案的设计
• 4.1 所定义的一些符号
• 4.2 对IPSec协议的改进
• 4.2.1 IPSec对抗DOS的实现
• 4.2.2 关系数据库／安全策略库的设计
• 4.3 基本原理及其拓扑结构
• 4.4 安全网关的配置
• 4.4.1 入口匿名的网络节点
• 4.4.2 中间匿名的网络节点
• 4.4.3 出口匿名的网络节点
• 4.5 隧道技术
• 4.5.1 匿名隧道的工作
• 4.5.2 嵌套封装
• 4.6 改进的安全路由
• 4.6.1 安全路由技术
• 4.6.2 安全路由技术的实现原理
• 4.6.3 认证报头和封装安全负载中的算法
• 4.6.4 洋葱路由
• 4.6.5 David's方案分析
• 4.6.6 签密技术
• 4.6.7 改进的路由方案
• 4.7 IPSec的配置
• 4.8 安全性分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B （攻读学位期间参与的相关项目目录）