无线网络下编码混淆的匿名通信模型及应用

目前的广播、代理、洋葱路由和包混淆等匿名通信模型都无法适应链路开放、拓扑结构动态变化、资源有限的无线网络。新提出的编码混淆模型是根据网络编码具有混淆与伪装数据的功能，通过链路层编码混淆、网络层数据包拆分与多径路由等方法相结合，使路由节点数据包出入的对应关系在数量上发生变化，提高匿名通信的抗攻击能力；新模型可以实现通信的保密性与匿名性，降低无线网络上层协议在这方面的保护性开销，实现匿名通信基础设施的功能。研究新模型的编解码算法与匿名通信算法，使其具有抗Byzantine、抗流量分析、抗消息干扰等攻击能力；提出针对无线网络特点、跨层协调和可控的匿名通信框架，设计相应的匿名应用协议，实现用户身份、位置、通信特征和行为特征等隐私保护功能；建立新模型的评价方法，对匿名通信方案进行分析与评价；建立匿名通信原型系统，验证提出的模型、算法与协议的有效性，为无线网络匿名基础设施提供理论依据和技术参考。

无线网络的特殊性决定了它必然会受到多种网络攻击的威胁，目前的广播、代理、洋葱路由和包混淆等匿名通信模型都无法完全满足链路开放、拓扑结构动态变化、资源有限的无线网络匿名通信需求。项目在分析抗流量攻击的匿名通信技术基础上，根据网络编码的混淆与数据伪装功能，提出了一种新的编码混淆匿名通信方法，该方法是利用信息分割技术将匿名通信消息分割后经不同的匿名链路进行编码传输；转发网络节点的编码传输机制在提高系统匿名性、安全性和保密性的同时增强了抗合谋攻击的能力。理论分析及仿真结果表明，编码混淆匿名通信方法具有较强的匿名性、安全性、保密性和抗合谋攻击的能力，且只有信宿节点才能通过解码编码消息恢复信源节点的原始匿名通信消息。.在编码混淆匿名通信系统理论、方法与技术实现的体系性方面，对匿名通信系统的算法、协议与应用系统进行了系统性研究，重点涉及匿名通信系统的匿名性、可控性、可信性、安全性与可用性等方面。相关研究成果涉及编码混淆匿名通信模型、编解码算法、无线多跳网络下解码率可控性、跨域直接匿名认证、匿名通信协议、多级网络编码方案、移动互联网可信匿名漫游协议、无线网络编码数据传输方案、基于编码混淆机制的匿名通信方案、可控匿名通信系统、增强性Tor匿名通信系统、可控可信匿名的物联网查询机制等。并对编码混淆匿名通信方法在NS2和Matlab平台下进行了扩展实现。.在编码混淆匿名通信方法的评价方面，针对传输的消息被分散成多个小的数据块，每个数据块沿着不同的路径进行匿名传输。为了评价编码混淆匿名通信方案的有效性，项目组从攻击者的角度对网络数据消息块进行聚类分析与优化研究，该研究取得了一些较高层次的科研成果。.在编码混淆匿名通信方法的应用方面，考虑到编码混淆匿名通信方法具有天然的安全性、匿名性和轻量级特性，项目组尝试着将编码混淆方法应用于微观层面的分子通信领域，以解决未来纳米传感网、体域网等对隐私保护的轻量级算法需求，同时也正在探索用软件定义网络SDN的方法实现新的编码混淆匿名通信解决方案。