[发明专利]一种面向抗追踪网络的动态传输路径构建方法及系统

权利要求书

1.一种面向抗追踪网络的动态传输路径构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在抗追踪网络中设置诚信节点，通过诚信节点构建单向传输的节点环，诚信节点保存着其所构建节点环中所有节点的公钥集合C_k＝{K_i⁺}，1≤i≤n，其中K_i⁺表示节点环中节点i的公钥，n表示节点环中节点个数；

所述节点环构建的具体步骤如下：

(11)节点选择：诚信节点v₁随机选择其部分邻居节点构建节点环,其中，构建节点环的每个节点v_i均生成公钥/私钥对(K_i⁺,K_i^-)，诚信节点v₁请求并收集相应节点的公钥；

(12)消息生成:诚信节点构建节点环，同时保证节点环中的节点仅获取其在环中的后继节点的信息，从而构建一个单身通信的环状结构,(v₁,v₂,...,v_n)表示诚信节点根据相应节点随机生成的环的单向通信结构，n表示环中节点个数，则诚信节点需生成构建消息m_c以辅助相应节点形成节点环,构建消息m_c的格式如下所示：

其中，IP_i表示节点环中第i个节点的网络地址，表示利用节点v_i的公钥K_i⁺对其后继节点的地址IP_(i+1)％n进行加密，％表示取余计算，nouce表示该环的标记，用于使节点区分不同环的消息；

(13)构建环：诚信节点作为环中的第一个节点，即v₁，将上述消息m_c发送至节点v₂，节点v₂利用其私钥K₂^-仅能解密出节点v₃的地址，并标记节点v₃所对应到的环，随后将消息m_c转发到节点v₃，以此类推，节点v_i仅能解密节点v_(i+1)％n的地址，并将消息m_c发送至节点v_(i+1)％n，直到所有节点构建成一个单向通信环，为保证每个节点均不知道其上一跳节点的真实地址，采用IP伪装的方式实现；

(2)随机选择若干诚信节点作为中继节点进行消息的传输；

(3)获取步骤(2)中随机选择的诚信节点所构建的节点环的公钥集合C_k，生成一个与C_k同样大小的随机数集合C_r＝{r_i}，并将C_r中的每个随机数依次由C_k中的公钥进行加密，生成采样点集合其中表示随机数r_i由公钥K_i⁺进行加密；

(4)根据步骤(3)中采样点集合C_v，将解密后获得对应的随机数r_i，设节点环中节点个数为n,从而，解密不同的随机数形成不同的采样点集合根据不同的C_vⁱ，各个节点v_i均利用拉格朗日插值法计算其对应的密钥s_i，所有节点密钥所构建的集合表示为C_s＝{s_i}，其中1≤i≤n；

(5)根据步骤(4)所计算的密钥C_s，随机选取随机选择出口节点v_k，采用异或运算对消息m进行加密，加密后的消息s₁、…、s_k分别表示节点v₁、…、v_k根据步骤(4)所得的密钥，r_k表示为节点v_k对应的随机数；

(6)将步骤(5)中的加密消息m_e和步骤(3)中的采样点集合C_v发送到相应节点环中时，节点环中的每个节点依次对m_e进行解密，设当前节点v_i收到的消息为m_e^i-1，节点v_i计算所得密钥为s_i，解密后的消息表示为对m_eⁱ进行数字签名，然后发送到该节点环中的下一个节点；

(7)仅出口节点v_k能够成功解密该消息，假设出口节点v_k收到的加密消息m_e^k-1，出口节点v_k计算所得密钥和随机数分别为s_k和r_k，则出口节点解密后的消息表示为对m_e^k进行数字签名后继续发往节点环中的后续节点，根据步骤(5)对原始消息m_e的加密过程，出口节点将m_e^k与r_k再次进行异或运算，能够解密原始消息m_e，因此整个节点环仅出口节点v_k能解密出原始消息并根据原始消息内容将m_e转发至目的地址；

(8)诚信节点收到由节点环中最后一个节点发送的解密消息后，根据消息内容与各个节点的签名，对该节点环的解密过程进行验证；

(9)消息经多个节点环传输，每个节点环均通过随机选定的出口节点进行转发消息，从而实现传输路径的动态变化。