sdn架构下的自适应匿名通信研究

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1、SDN架构下的自适应匿名通信研究曾婷婷2016年1月中图分类号：TP309.2UDC分类号：004.7SDN架构下的自适应匿名通信研究作者姓名曾婷婷学院名称计算机学院指导教师王明钟讲师答辩委员会主席周永彬研究员申请学位工学硕士学科专业计算机科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月7日Self-AdaptiveAnonymousCommunicationSchemeUnderSDNArchitectureCandidateName：TingtingZengSchoolorDepartment:Schoolo

2、fComputerFacultyMentor:Lect.Mingzhong,WangChair,ThesisCommittee：Prof.YongbinZhouDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ComputerScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologythTheDateofDefense：7,January,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果

3、。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要随着时代和科学技术的发展，个人隐私保护越来越成为网络用户关心的问题，是当今网络安全领域的研究重点。除了传统的针对信息内容的隐私问题之外，用户的通信关系隐私同样需要受到有力的保护，匿名通信的概念恰恰是为了防止网络通信双方的个人身份信息和网络通信双端的关联性

4、遭到泄露而提出的，并已广泛应用于诸多领域。然而，现有的匿名通信系统或是通过牺牲通信实时性能上的代价以提供较高的匿名性（如Mix-net），或是以牺牲匿名性来换取实时性能上的提升（如洋葱路由等）。另一方面，近年来软件定义网络依靠其控制逻辑集中的快速灵活的特点，逐渐受到业界的广泛关注，并已进入商业化阶段。但与此同时，在SDN架构下，敌手可以发起针对低延迟匿名通信方案的全局流量分析攻击，也为网络用户的通信关系隐私带来了更加强大的威胁。基于上述问题，本文针对SDN场景下的延迟敏感服务，结合以往的两类匿名通信系统在实时性和匿名性方面的

5、优势和不足，总结SDN架构下延迟敏感服务的需求模型和威胁模型，提出了一种新的匿名通信方案。本文的主要贡献点在于：（1）提出了一种基于Mix节点混淆思想，结合随机游走路由决策的新的匿名通信方案，可以同时兼顾通信的实时性与匿名性。（2）针对Mix策略的参数固定和流量不可控所引发的高延迟问题，本文设计了一种自适应的参数调节方法，可以根据用户的设定，及时判断网络活跃状态变化，在保持一定匿名度的同时，帮助降低端到端的通信延迟。（3）理论分析和仿真实验结果都证明本文方案提供了适度的匿名性和抵抗控制器端全局控制者流量分析攻击的能力，实验结

6、果显示该方案在抵抗内部恶意节点的窥探和攻击时表现出了很强的优势，并且本文提出的自适应匿名通信方法有效降低了Mix节点引发的延迟，其效果最高可高达50%，使得通信的实时性得到了保护。关键字：匿名通信；匿名网络；软件定义网络；隐私保护；自适应IAbstractCommunicationprivacyandlatencyperceivedbyusershavebecomegreatconcernsfordelay-sensitiveInternetservices.Existinganonymouscommunicationsys

7、temseitherprovidehighanonymityatanexpenseofprolongedlatency(e.g.,mix-net),orofferbetterreal-timeperformancebysacrificingtheabilityagainsttrafficanalysisattacks(e.g.,OnionRouting).TheemergingSoftware-DefinedNetworking(SDN)introducesadditionalchallengestocommunicatio

8、nanonymity,duetotheexistenceofacentralizedcontrollerthathasaglobalviewoftheentirenetworktrafficandtheabilityofperformingglobaltrafficanalysisatta