P2P中的匿名通信技术研究

论文摘要

随着P2P网络的飞速发展,P2P网络给人们带来的好处已经深入人心:提高了网络工作效率、充分利用了网络带宽、开发了每个网络结点的潜力、具有非常高的可扩展性、具有良好的容错性。在P2P网络中,有效的查找到资源是非常重要的问题。Chord是一个非常好的结构化路由算法,但是,网络节点的性能差异影响着系统的效率,并且,节点频繁的加入和退出给维护带来了很大的开销。另外,随着互联网应用的深入,通信的匿名性要求正引起人们的广泛重视,用于隐藏通信双方身份和通信关系的匿名通信技术得到了快速发展。在很多能提供很好的查询效率的P2P网络中,往往都没有提供相关节点的匿名性,这是大多数查询效率高的系统的不足之处。本文首先介绍了P2P网络和匿名通信的一些基本的概念和比较成熟的机制,然后提出一种G_Chord匿名通信机制,它通过将Chord系统,采取节点分组的方式,让由最多8个节点组成的分组,来代替原Chord系统的一个节点,更好的发挥性能高的节点的优势,提高了C_leader节点的查询跨度,并且减轻了Group节点finger表的长度以及查询负担,增强了系统的容错性,从而提高了系统的查询效率,降低了维护的开销。同时利用G_Chord本身的分组特性,加入了P2P匿名的方法,使得改进后的G_Chord匿名系统具有一定的匿名性。对于匿名系统除了匿名度上得到证明,同时还要能够应对各种攻击,为了进一步提高对抗信息量分析攻击(Traffic Analysis of Message volume)的能力,本文针对Mix机制的匿名系统,提出了分组填充的思想,新的匿名通信机制通过算法分析和仿真实验表明,与传统填充机制相比,能在有效抵御信息量分析攻击的同时,进一步降低网络的额外带宽开销。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1 章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 P2P 网络的简介
• 1.2.1 什么是P2P 网络
• 1.2.2 P2P 网络的特点
• 1.3 P2P 网络模型及其定位机制
• 1.3.1 中心化拓扑P2P 网络
• 1.3.2 全分布式非结构化拓扑的P2P 网络
• 1.3.3 全分布式结构化拓扑的P2P 网络
• 1.3.4 半分布式拓扑结构
• 1.4 P2P 网络相关研究及其现状
• 1.5 本文的主要内容
• 1.6 本文组织结构
• 第2 章 匿名通信技术研究概述
• 2.1 匿名通信中的基本概念
• 2.1.1 匿名与匿名通信
• 2.1.2 不可关联性和不可观察性
• 2.1.3 匿名类型
• 2.1.4 匿名度
• 2.1.5 匿名通信系统中的威胁
• 2.2 匿名通信的主要实现机制
• 2.2.1 重路由机制
• 2.2.2 通信流填充机制
• 2.2.3 盲签名和群签名技术
• 2.2.4 组播和广播技术
• 2.3 主要的匿名通信系统
• 2.4 P2P 匿名通信系统
• 2.5 小结
• 第3 章 基于G-CHORD 的P2P 匿名通信机制
• 3.1 CHORD 系统
• 3.1.1 Chord 的结构
• 3.1.2 Chord 的路由
• 3.1.3 Chord 的节点加入
• 3.1.4 Chord 的节点退出
• 3.1.5 Chord 的查询效率
• CHORD 网络结构及路由'>3.2 G_CHORD 网络结构及路由
• Chord 网络结构'>3.2.1 G_Chord 网络结构
• Chord 中节点的路由表'>3.2.2 G_Chord 中节点的路由表
• 3.2.3 查找算法
• leader 节点的选定'>3.2.4 C_leader 节点的选定
• CHORD 的维护机制'>3.3 G_CHORD 的维护机制
• Chord 的加入算法'>3.3.1 G_Chord 的加入算法
• 3.3.2 节点的退出
• 3.3.3 节点崩溃之后的更新过程
• 3.4 性能评估及仿真
• 3.4.1 性能评估
• 3.4.2 仿真结果与分析
• CHORD 的匿名通信过程'>3.5 G_CHORD 的匿名通信过程
• 3.6 匿名通信系统的性能评估
• 3.6.1 安全性分析
• 3.6.2 匿名度分析
• 3.7 小结
• 第4 章 基于MIX 的P2P 匿名通信机制
• 4.1 引言
• 4.2 基于MIX 的匿名通信机制
• 4.3 信息量分析攻击
• 4.4 基于分组填充MIX 策略的P2P 匿名通信机制
• 4.4.1 分组填充算法一
• 4.4.2 分组填充算法二
• 4.5 仿真结果
• 4.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的论文和参加的项目
• 致谢