[发明专利]基于交换的隐私保护容迟网络路由方法

说明书

本发明公开一种基于交换的隐私保护容迟网络路由方法，使得节点保护隐私信息的同时，还可获得相遇信息并计算真实效用值，进行消息转发。本发明的隐私保护容迟网络路由方法，包括如下步骤：(10)系统设置：可信机构发布系统参数，移动节点注册，可信机构进行信息数字签名和节点通信签名；(20)节点相遇记录信息生成：传递节点和非传递节点相遇，生成节点相遇记录及摘要；对摘要信息签名；(30)非传递节点相遇记录信息交换：非传递节点相遇，进行相遇记录信息交换；(40)交换相遇记录信息分发：相遇节点合并、删除、添加交换相遇记录；(50)路由效率值计算：传递节点计算真实效用值；(60)消息路由转发：节点之间进行消息转发。

技术领域

本发明属于网络安全技术领域，特别是一种基于交换的隐私保护容迟网络路由方法。

背景技术

传统Internet有线网络和MANET(Mobile Ad Hoc Network)移动网络的端到端通信是假设在网络连通的前提下的，其在链路存在长时延、间歇连接的网络环境下无法通信。为在网络存在间歇性连接情况下有效传递数据，研究者提出一种新的网络体系结构即容迟网络DTNs(Delay Tolerant Networks)。DTNs已广泛应用于移动社会网络、车载网络、灾难救援、环境监测、军事战略等领域。

为进行有效的DTNs数据传递，相关学者已经提出一些路由和分发协议。DTNs中一种常用的路由协议是基于效用值的路由协议，该类协议中节点间相遇时通过相遇信息计算路由效用值，然后根据效用值大小进行消息转发。但路由中如果采用真实标识通信会泄露相遇次数、时间、位置、轨迹等隐私信息。为保护节点的标识、路由效用值等隐私信息，加拿大滑铁卢大学的Kate A等提出了第一个DTNs匿名通信解决方案，其提出DTNs安全框架并通过基于标识的加密方法保证有效的安全通信(参见文献：Kate A，Zaverucha G，HengartnerU.Anonymity and security in delay tolerant networks[C].Proc of IEEESecureComm，Nice，France，2007：504-513)。滑铁卢大学的Lu R X等针对车载网提出一种基于社会网络的隐私保护数据转发协议SPRING。SPRING通过部署在路边的路边单元RSU辅助包转发来完成高可靠传输，还能完成条件隐私保护，阻止车载网中大部分攻击(参见文献：Lu R X，Lin X D，Shen X M.SPRING：A social-based privacy-preserving packetforwarding protocol for vehicular delay tolerant networks[C].Proc of IEEEINFOCOM2010，San Diego，USA，2010：1-9)。虽然匿名真实标识能够实现隐私保护，却会阻止节点间收集基于真实标识的相遇信息。为收集节点间相遇信息，计算节点路由效用值进行消息转发，Chen K等提出一种FaceChange策略。FaceChange中节点在连接时匿名通信，防止节点识别其要攻击节点的真实标识；在网络断开时通过其他中间节点将相遇信息转发给对方节点。虽然FaceChange能够阻止节点在相遇时被识别攻击，但节点离开后通过中间节点获得的相遇信息是基于真实节点标识的，从而泄露相遇时间、位置等隐私信息(参见文献：Chen K，Shen H Y.FaceChange：Attaining neighbor node anonymity in mobileopportunistic social networks with fine-grained control.IEEE/ACM Transactionson Networking，2017，25(2)：1176-1189)。Miao J W等提出一种隐私保护和基于预测的概率路由协议4PR，其比较整个节点社区的聚合信息而不是单个节点信息来转发消息，从而保护每个节点的效用值隐私(参见文献：Miao J W，Hasan O，Mokhtar S B，et al.4PR：Privacy preserving routing in mobile delay tolerant networks.ComputerNetworks，2016(111)：17-28)。Magaia N等提出一种增强的隐私保护机会路由协议ePRIVO。ePRIVO建立车载DTNs的时间改变邻居图模型，其中边代表一对车辆节点之间的邻居关系。ePRIVO中车辆节点计算相似度并通过同态加密保护度量值的隐私信息。通过保护每个节点的敏感信息来保护隐私，并通过加密策略比较路由效用值大小(参见文献：ePRIVO：Anenhanced privacy-preserving opportunistic routing protocol for vehiculardelay-tolerant networks.IEEE Transactions on Vehicular Technology，2018，67(11)：11154-11168)。