[發(fā)明專利]一種基于重路由匿名通信路徑的構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510703727.0
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN105357113B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王少輝;蔣季宏;肖甫;韓志杰;柯昌博;王汝傳
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04L12/701
• 分類號: H04L12/701;H04L29/06
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種基于重路由匿名通信路徑的構(gòu)建方法，其特征在于：該方法采用重路由機制的變長策略和下一跳路由選擇策略的方法來構(gòu)建匿名通信路徑，在路徑成員選擇階段由路徑中的前驅(qū)節(jié)點向服務(wù)器請求獲得下一跳中繼節(jié)點的地址和端口信息；在消息轉(zhuǎn)發(fā)階段，路徑節(jié)點在獲得下一跳中繼節(jié)點的地址和端口信息后，將消息轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳中繼節(jié)點，由下一跳中繼節(jié)點解析報文信息獲取下一步操作的命令項；兩個階段還結(jié)合了概率轉(zhuǎn)發(fā)機制和加密機制，讓通信路徑上的惡意節(jié)點無法確定發(fā)送者和接收者是誰，而且有效的控制了路徑的長度，提高了轉(zhuǎn)發(fā)的效率，其具體步驟如下：

步驟1.初始時刻，網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點A要和接收節(jié)點B進行匿名通信，用I₀和I_n分別表示源節(jié)點A和接收節(jié)點B； 此時A首先向服務(wù)器發(fā)送通信請求消息，來獲取下一跳中繼節(jié)點I₁地址信息；I₁代表路徑中第一個中繼節(jié)點；

步驟2.服務(wù)器接收到請求后，采用自身密鑰K對接收節(jié)點B的用戶名M進行加密操作：

得到該用戶名的密文C，其中K是服務(wù)器的密鑰，同時服務(wù)器還會從在線用戶中以概率P_f∈[0,1]選擇節(jié)點來作為中繼節(jié)點I_i(0<i<n,n-1為路徑中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的個數(shù))，或者以概率(1-P_f)終止轉(zhuǎn)發(fā)，直接選擇接收節(jié)點B；i的初始值為0，其表示為源節(jié)點A向服務(wù)器發(fā)送通信請求消息，此時轉(zhuǎn)發(fā)概率為1，即P_f＝1，路徑上任意一節(jié)點I_i都滿足如下函數(shù)關(guān)系：

其中p(I_i)為服務(wù)器接收到節(jié)點I_i通信請求消息后隨機生成的一個位于0～p(I_i-1)之間的值，當(dāng)p(I_i)∈[0,p(I_i-1)]時，繼續(xù)向后繼節(jié)點I_i+1轉(zhuǎn)發(fā)，否則節(jié)點I_i就直接發(fā)送給接收者B；

步驟3.下一跳節(jié)點選取后，服務(wù)器采用命令項FORWORD_ADDR轉(zhuǎn)發(fā)消息和RECEIVE_ADDR接收消息來區(qū)分下一跳節(jié)點是用來轉(zhuǎn)發(fā)還是接收來自前驅(qū)節(jié)點發(fā)來的消息，其響應(yīng)消息中包含信息有<IP_i,Port_i,CMD,ID,C>，其中IP_i,Port_i表示第i節(jié)點的地址信息和端口信息，CMD表示消息的命令項，ID表示不同匿名路徑，C為接收節(jié)點B的用戶名密文，消息內(nèi)的命令項CMD采用節(jié)點I_i的公鑰Pub_i進行加密操作：

得到一個密文S，密文S只有采用節(jié)點I_i的私鑰才能得到命令項信息，ID采用服務(wù)器密鑰加密，加密操作和對用戶名操作一樣，得出標(biāo)志信息的密文ID’，最后將響應(yīng)消息<IP_i,Port_i,S,ID’,C>發(fā)送給源節(jié)點A，響應(yīng)消息的內(nèi)容依次指的是第i個節(jié)點的地址信息和端口信息，消息命令項的密文S，標(biāo)志信息的密文ID’，接收節(jié)點的用戶名密文C；

步驟4.源節(jié)點A在得到響應(yīng)報文后，通過解析消息前部獲得下一跳節(jié)點I₁的IP地址和端口信息，將剩余消息和通信信息發(fā)送給下一跳節(jié)點I₁，其中消息包含信息有<S,C,Info>，S指的是消息命令項的密文，C為接收節(jié)點的用戶名密文，Info指的是通信內(nèi)容；

步驟5.節(jié)點I₁在收到源節(jié)點A發(fā)來的信息后，首先也是對消息頭部進行解析，通過自己的私鑰Sec_i將信息S進行解密操作：

這樣得到了命令信息CMD，來判斷轉(zhuǎn)發(fā)消息還是接收消息；

步驟6.如需轉(zhuǎn)發(fā)消息，中繼節(jié)點進入路徑成員選擇階段，則由中繼節(jié)點I_i向服務(wù)器請求獲取下一跳節(jié)點I_i+1，服務(wù)器在接收到中繼節(jié)點發(fā)來接收節(jié)點B用戶名密文C，采用自身密鑰K進行解密操作：

從而獲得接收者B的用戶名，同時服務(wù)器采用概率轉(zhuǎn)發(fā)機制選擇下一跳節(jié)點I_i+1，之后服務(wù)器將進行一次比較，看選出的節(jié)點I_i+1是否為接收節(jié)點B，然后采用命令項FORWORD_ADDR轉(zhuǎn)發(fā)消息和RECEIVE_ADDR接收消息來區(qū)分下一跳節(jié)點是中繼節(jié)點還是接收節(jié)點，之后將下一跳節(jié)點I_i+1信息發(fā)送給中繼節(jié)點I_i，其響應(yīng)消息中包含的信息有<IP_i+1,Port_i+1,S,ID’,C>，響應(yīng)消息中包含的信息依次指的是第i+1個節(jié)點的地址信息和端口信息，消息命令項的密文S，標(biāo)志信息的密文ID’，以及接收節(jié)點的用戶名密文C，下一跳節(jié)點在接收到消息后，采用與源節(jié)點A類似的操作，將消息發(fā)送給下一跳中繼節(jié)點I_i+1，節(jié)點I_i+1通過解析報文來獲得命令項操作，之后在循環(huán)執(zhí)行步驟6；

如需接收信息，則該中繼節(jié)點I_i為接收節(jié)點B，至此匿名路徑構(gòu)建完成，建立出一條通信路徑Path＝{I₀,I₁,I₂…,I_n}。