[发明专利]一种基于网络编码的WMN匿名通信方法

说明书

本发明提供一种基于网络编码的WMN匿名通信方法，包括：系统初始化；初始路由建立；网络中的节点i判定自己是转发节点、信宿节点还是非转发节点；若是转发节点，存储会话流标识到存储列表并转发初始路由建立包；若是信宿节点，存储会话流标识和信源节点与信宿节点间的用于置换加解密的共享密钥，并转发初始路由建立包；若是非转发节点，直接转发初始路由建立包；信源编码；信源节点将编码包头部附上会话流标识，并采用自己的广播密钥对该会话流标识进行加密，持续广播这些编码包，直到收到消息确认包为止；转发节点转发；信宿节点解码；匿名消息确认。本发明将机会路由协议与网络编码有机结合，在有效保证通信双方的匿名性的同时提高了网络吞吐量。

技术领域

本发明属于网络安全技术领域，特别涉及一种基于网络编码的WMN匿名通信方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展和无线网络设备的迅速普及，人们对于无线网络的需求越发迫切。无线Mesh网络(Wireless Mesh Network，WMN)作为解决“最后一公里”接入问题的理想技术，具有自组织、配置简单、可扩展性强、鲁棒性强、部署成本低等优势，已经成为无线宽带接入骨干网络的主流技术选择。WMN作为一种无线多跳网络，由于其传输介质的开放性，为攻击行为提供了便利，安全性成为制约WMN快速普及的瓶颈。此外，随着人们对个人隐私保护的逐步重视，匿名通信成为WMN安全的一个重要研究方向。

传统的WMN匿名通信方案主要依靠重路由、加密以及包填充等技术，往往以牺牲网络性能为代价。近年来，一些学者将目光转向了基于网络编码的匿名通信方案研究上。网络编码是一种融合了路由和编码的信息交换技术，其核心思想是在网络节点上对各条信道上收到的信息进行线性或者非线性的处理，然后转发给下游节点。通过网络编码可以有效降低消息的转发次数，大大提高网络吞吐量。文献“可靠的隐私保护通信”[详见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.]提出了一种基于网络编码的匿名通信方案，通过采用增加虚拟接收者的方式来加强信宿节点的匿名性，其主要思想是将真实信宿节点包含在源节点与虚拟信宿节点之间的最短路径上，使得攻击者无法发现真实的信宿节点。但是在该方案中引入了不必要的消息传输，增加了系统开销，降低网络吞吐量。文献“多跳网络中基于网络编码的隐私保护”[详见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.]采用同态加密方案HEFs对网络编码中的GEV进行保护，并且证明了通过保护GEV足以保证消息内容的保密性，转发节点在收到要转发的数据包后不需要对其进行解密便可以直接对其进行操作，保证了信息传输过程中的安全性，即使有节点被妥协，也无法对GEV进行解密。但是基于同态加密的操作过程较为复杂，计算开销比较大。

可见，这些方案虽然可以解决无线网络匿名通信问题，但是在实际的应用过程中却存在着计算开销大、网络吞吐量低的特点，不利于现实环境中的大范围推广。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于网络编码的WMN匿名通信方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于网络编码的WMN匿名通信方法，包括：