[發(fā)明專利]一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的WMN匿名通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710790796.9
• 申請(qǐng)日: 2017-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN107426248B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高天寒;于爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/06
• 分類號(hào): H04L29/06;H04L9/08
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 胡曉男

本發(fā)明提供一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的WMN匿名通信方法，包括：系統(tǒng)初始化；初始路由建立；網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)i判定自己是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)、信宿節(jié)點(diǎn)還是非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；若是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)會(huì)話流標(biāo)識(shí)到存儲(chǔ)列表并轉(zhuǎn)發(fā)初始路由建立包；若是信宿節(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)會(huì)話流標(biāo)識(shí)和信源節(jié)點(diǎn)與信宿節(jié)點(diǎn)間的用于置換加解密的共享密鑰，并轉(zhuǎn)發(fā)初始路由建立包；若是非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，直接轉(zhuǎn)發(fā)初始路由建立包；信源編碼；信源節(jié)點(diǎn)將編碼包頭部附上會(huì)話流標(biāo)識(shí)，并采用自己的廣播密鑰對(duì)該會(huì)話流標(biāo)識(shí)進(jìn)行加密，持續(xù)廣播這些編碼包，直到收到消息確認(rèn)包為止；轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)；信宿節(jié)點(diǎn)解碼；匿名消息確認(rèn)。本發(fā)明將機(jī)會(huì)路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼有機(jī)結(jié)合，在有效保證通信雙方的匿名性的同時(shí)提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的WMN匿名通信方法。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的迅速普及，人們對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的需求越發(fā)迫切。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network，WMN)作為解決“最后一公里”接入問(wèn)題的理想技術(shù)，具有自組織、配置簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展性強(qiáng)、魯棒性強(qiáng)、部署成本低等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為無(wú)線寬帶接入骨干網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)選擇。WMN作為一種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)，由于其傳輸介質(zhì)的開放性，為攻擊行為提供了便利，安全性成為制約WMN快速普及的瓶頸。此外，隨著人們對(duì)個(gè)人隱私保護(hù)的逐步重視，匿名通信成為WMN安全的一個(gè)重要研究方向。

傳統(tǒng)的WMN匿名通信方案主要依靠重路由、加密以及包填充等技術(shù)，往往以犧牲網(wǎng)絡(luò)性能為代價(jià)。近年來(lái)，一些學(xué)者將目光轉(zhuǎn)向了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的匿名通信方案研究上。網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)，其核心思想是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上對(duì)各條信道上收到的信息進(jìn)行線性或者非線性的處理，然后轉(zhuǎn)發(fā)給下游節(jié)點(diǎn)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼可以有效降低消息的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，大大提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。文獻(xiàn)“可靠的隱私保護(hù)通信”[詳見Jing Y K，TeoJ C M，Leong D，et al.Reliable privacy-preserving communications for wirelessad hoc networks[C]//ICC 2015-2015 IEEE International Conference onCommunications.IEEE，2015：6271-6276.]提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的匿名通信方案，通過(guò)采用增加虛擬接收者的方式來(lái)加強(qiáng)信宿節(jié)點(diǎn)的匿名性，其主要思想是將真實(shí)信宿節(jié)點(diǎn)包含在源節(jié)點(diǎn)與虛擬信宿節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑上，使得攻擊者無(wú)法發(fā)現(xiàn)真實(shí)的信宿節(jié)點(diǎn)。但是在該方案中引入了不必要的消息傳輸，增加了系統(tǒng)開銷，降低網(wǎng)絡(luò)吞吐量。文獻(xiàn)“多跳網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的隱私保護(hù)”[詳見Fan Y，Jiang Y，Zhu H，et al.Network Coding BasedPrivacy Preservation against Traffic Analysis in Multi-Hop Wireless Networks[J].IEEE Transactions on Wireless Communications，2011，10(3)：834-843.]采用同態(tài)加密方案HEFs對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼中的GEV進(jìn)行保護(hù)，并且證明了通過(guò)保護(hù)GEV足以保證消息內(nèi)容的保密性，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在收到要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后不需要對(duì)其進(jìn)行解密便可以直接對(duì)其進(jìn)行操作，保證了信息傳輸過(guò)程中的安全性，即使有節(jié)點(diǎn)被妥協(xié)，也無(wú)法對(duì)GEV進(jìn)行解密。但是基于同態(tài)加密的操作過(guò)程較為復(fù)雜，計(jì)算開銷比較大。

可見，這些方案雖然可以解決無(wú)線網(wǎng)絡(luò)匿名通信問(wèn)題，但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中卻存在著計(jì)算開銷大、網(wǎng)絡(luò)吞吐量低的特點(diǎn)，不利于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的大范圍推廣。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的WMN匿名通信方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的WMN匿名通信方法，包括：