移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)中相鄰節(jié)點(diǎn)間通信的匿名安全(編輯修改稿)
2025-05-29 12:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ij：；2） j：查詢是否在CBF中，若非則拒絕應(yīng)答，反之繼續(xù)處理；3） ji：|4） i：驗(yàn)證是否在CBF中，若否則終止處理，反之解密，并進(jìn)行驗(yàn)證，合法則繼續(xù)處理；5） ij：；6） j：解密，并進(jìn)行驗(yàn)證，合法則繼續(xù)處理。 7） ji： 8）i：解密，并進(jìn)行驗(yàn)證，不合法則終止處理，合法則發(fā)送驗(yàn)證成功消息。 如果此過程順利執(zhí)行完畢，則雙方所聲稱的偽名合法，可用之訪問網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)i通過2）至8）的步驟與所有相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行雙向認(rèn)證。認(rèn)證后，節(jié)點(diǎn)i發(fā)送廣播包時(shí)可使用私鑰s進(jìn)行簽名，相鄰節(jié)點(diǎn)收到報(bào)文時(shí)，用i的公鑰驗(yàn)證簽名的合法性，若簽名合法，鄰居才接受此報(bào)文，進(jìn)行后續(xù)處理，否則直接丟棄此報(bào)文。如果需要，可由隨機(jī)現(xiàn)時(shí)值與生成一對(duì)一會(huì)話密鑰。3．3 權(quán)限及CBF的更新 設(shè)需要注銷權(quán)限的節(jié)點(diǎn)為、（），如果rt，則隨機(jī)生成t－r個(gè)節(jié)點(diǎn)ID，得到、。注銷過程是通過系統(tǒng)主密鑰增量更新秘密完成，設(shè)系統(tǒng)主密鑰增量更新值為隨機(jī)值，則主密鑰更新為s＝s，公鑰PUB更新為PUB=PUB。改進(jìn)文獻(xiàn)[9]中的方案2，進(jìn)行如下系統(tǒng)更新操作。 TA隨機(jī)生成階數(shù)為t的多項(xiàng)式p（x），其系數(shù)屬于域F；計(jì)算q（x）＝－p（x），以及權(quán)限回收多項(xiàng)式g（x）＝（x－（））（x－（））（x－（））；再計(jì)算P（x）＝p（x）g（x）＋，Q（x）＝q（x）g（x）＋。將g（x）| P（x）| Q（x）簽名后用加密，并向外廣播。隨后對(duì)與進(jìn)行更新，＝＋px，＝＋px。 網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限未被撤銷的節(jié)點(diǎn)接收到TA發(fā)送的廣播報(bào)文時(shí)，計(jì)算p（（））＝（P（（））－/g（（）），q（（））＝（Q（（））－/g（（））。然后可得＝p（（））＋q（（））。節(jié)點(diǎn)的＝，私鑰為s＝H(|T)。網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限被撤銷的節(jié)點(diǎn)則不能計(jì)算出，無法進(jìn)行更新，其網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限被撤銷。 節(jié)點(diǎn)對(duì)、的更新如下，＝＋p（），＝＋p（）。每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)TA廣播的報(bào)文做一定的緩存，當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)由于某些原因未收到報(bào)文時(shí)，可由其重傳報(bào)文進(jìn)行本地更新。 CBF的更新采用文獻(xiàn)[11]中的方法，進(jìn)行增量更新，它極大減小了需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量；數(shù)據(jù)包簽名后用密鑰加密。更新的周期為m，或采取事件驅(qū)動(dòng)更新，事件包括新節(jié)點(diǎn)加入與舊節(jié)點(diǎn)權(quán)限被收回。新節(jié)點(diǎn)加入系統(tǒng)時(shí)要從TA處獲得最新的初始數(shù)據(jù)與授權(quán)。4 安全分析 由于節(jié)點(diǎn)的MAC地址與偽名不斷變化，被動(dòng)攻擊敵手無法通過將MAC地址或偽名與節(jié)點(diǎn)所收發(fā)的報(bào)文綁定起來進(jìn)行通信量分析或追蹤數(shù)據(jù)。被動(dòng)攻擊敵手可行的攻擊方法是通過測量信噪比將前后兩個(gè)偽名聯(lián)系起來，如果前后兩幀報(bào)文信號(hào)的信噪比相同，即使兩幀報(bào)文的MAC源地址及發(fā)送者偽名不一樣，也可大致判定它們對(duì)應(yīng)同一個(gè)節(jié)點(diǎn)。但是這種方法在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)或發(fā)射功率變化的情況下沒有效果。 當(dāng)敵手擁有的節(jié)點(diǎn)增多時(shí)，敵手通過竊聽推斷出鄰居節(jié)點(diǎn)所發(fā)報(bào)文是中繼轉(zhuǎn)發(fā)或是源發(fā)的概率在增高，同時(shí)將前后兩個(gè)偽名聯(lián)系起來的能力也在增強(qiáng)，從而削弱系統(tǒng)的匿名效果?？刹捎梦墨I(xiàn)[1]中使用熵來衡量系統(tǒng)匿名性的方法來度量系統(tǒng)的匿名效果，所得結(jié)論是當(dāng)敵手測量信噪比進(jìn)行定位的能力提高與監(jiān)聽能力提高時(shí)，系統(tǒng)的匿名性下降，可參看文獻(xiàn)[1]。 除了竊聽與測量，敵手也可通過侵蝕系統(tǒng)內(nèi)合法節(jié)點(diǎn)進(jìn)行被動(dòng)攻擊。敵手侵蝕合法節(jié)點(diǎn)會(huì)得到更多信息，它能讀取被侵蝕節(jié)點(diǎn)的偽名與緩存中的數(shù)據(jù)（包括最新的、權(quán)限、CBF、以及m與真實(shí)身份等），但節(jié)點(diǎn)的歷史信息由于合法節(jié)點(diǎn)不保存歷史記錄而無法獲得。對(duì)于眾多偽名，敵手通過被侵蝕節(jié)點(diǎn)的信息無法推斷不同偽名間的關(guān)系，這是由于TA給每個(gè)節(jié)點(diǎn)的秘密都不相同，且H（）函數(shù)是單向散列的，所以不同時(shí)段的H（|T) 對(duì)其他節(jié)點(diǎn)來說是不可比較的，這保證了不同的偽名不可區(qū)分。當(dāng)同時(shí)有2t個(gè)以上節(jié)點(diǎn)被侵蝕，它們可以協(xié)作求解出與，但敵手在侵蝕能力有限的情況下，它只能通過逐步侵蝕以積累到擁有2t個(gè)以上用以
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