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匿名通信系统

1、基本分类

1-1、高延迟匿名通信系统

即基于Mix算法的匿名通信系统，源于早期的Mixnet匿名通信网络，经典应用场景为高延迟邮件转发服务(Remailer)，提供匿名电子邮件收发功能。该类通信系统的核心思想是利用单个Mix节点或瀑布型的多个Mix节点实现匿名通信。

为了更好的隐藏情报人员的身份，Tor需要被很多不同的人使用，把政府情报人员的流量与普通用户的流量混在一起。 2004年底， Tor正式对普通用户发布。

洋葱路由 Onion Router

1. 原理
   洋葱路由的实现根据是Chaum的“混合瀑布”理论：消息在从发送端发送，通过一系列的代理（“洋葱路由器”），到接收端的过程中，在一条不可预测的路径上不断的重新路由转向。同时为了防止中间人窃得消息内容，消息在路由器之间传送的过程中是经过加密的。
   信息封包经洋葱路由层层加密后，传送至目的端，目的端再层层解密，而其目的端回传的信息也需要经此传递链。
   任一节点都无法得知在链中自己的前一个节点是传送端，还是链上的另一节点。同理，任一节点也无法知道在链中的下一节点是目的端，还是链上另一节点。只有链上的最后一个节点，知道本身是链上最终节点，即出口节点。

2. 建立步骤
   洋葱路由的组成及运作

3. 优势
   洋葱网络的优点是它没有必要去信任每一个合作的中间节点，如果一个或更多的中间节点被恶意操控，通信的匿名性仍然可以得到保证。
   一个能够监视洋葱网络中所有洋葱路由器的攻击者，或许有能力跟踪消息的传递路径，但如果攻击者只能监视有限数量的洋葱路由器，那么跟踪消息的具体传送路径将变得非常困难。

第二代洋葱路由Tor（The Second-Generation Onion Routing）
Tor的核心技术是“洋葱路由 Onion Routing”。使用多跳代理机制对用户的隐私进行保护：首先，基于加权随机的路由选择算法分别选择3个中继节点，并逐跳与这些中继节点建立链路。在数据传输过程中，客户端对数据进行3层加密，由各中继节点依次进行解密。由于中继节点和目标服务器无法同时获得客户端IP地址、目的服务器IP地址和数据内容，从而保障了客户隐私。

Tor暗网的基本组件包括客户端、目录服务器、隐藏服务目录服务器、洋葱路由器（onion router，OR）和隐藏服务器。

• 客户端：是运行在用户操作系统上的本地程序，称为洋葱代理（onion proxy，OP）。OP将用户数据封装成Tor信元并层层加密，位各类TCP应用程序提供匿名代理服务。

• 洋葱路由器（OR）：Tor暗网中的数据中继节点，Tor默认匿名链路由3个OR组成，分别是入口节点（entry），中间节点（middle），出口节点（exit），其中入口节点一般选择可行度较高的守护节点（guard）。

• 隐藏服务器：提供Web、IRC等TCP应用服务。受到Tor匿名性的保护，必须通过Tor客户端才能访问其TCP应用服务。

• 目录服务器：保存了所有洋葱路由器的IP地址和带宽等信息。客户端首次启用后，向目录服务器请求洋葱路由器信息，以完成节点选择和链路建立。

• 隐藏服务目录服务器：储存并为客户端提供隐藏服务器的引入节点（introduction point，IPO），公钥等节点信息。

以上组件的功能都集成在Tor软件包中，用户可通过配置文件对具体功能进行配置