CN101370012A - 基于代理的对等计算信任机制构造方法 - Google Patents

Abstract

基于代理的对等计算信任机制构造方法是一种在开放网络环境中，主要用于解决基于代理(Agent)的P2P(对等计算Peer－to－Peer)网络中的信任问题的策略性方法，本方法提供了一种更加安全的信任机制，具体为：客户端向主代理发出申请，主代理对客户端身份进行验证，对已识别客户端生成证书并分配其临时代理，临时代理从客户端获取硬件地址即MAC地址，发送到主代理上，客户端将生成的随机数序列发送到主代理上，主代理调用加密代理生成加密证书，主代理加密，目标代理解密，用新证书与原证书进行比对，结果不一致则主代理回收临时代理，结果一致则进行P2P连接传输完毕，断开P2P连接，全过程结束。

Description

基于代理的对等计算信任机制构造方法

技术领域

本发明是一种在开放网络环境中，主要用于解决基于Agent(代理)的P2P(对等计算Peer-to-Peer)网络中的信任问题的策略性方法，本方法提供了一种更加安全的信任机制，属于Agent、对等计算和信息安全的交叉技术应用领域。

背景技术

对等计算直接将人们联系起来，让人们通过互联网直接交互。P2P技术极大地提高对Internet中信息、带宽和计算资源的利用率。P2P对等网络打破了传统的客户机/服务器模式，对等网络中每个节点的单位都是相同的，每个节点既充当服务器，为其他节点提供服务，也同时充当客户机，享用其他节点提供的服务。P2P使得网络上的沟通变得容易，共享和交互更直接，真正地消除中间商。P2P对等网络改变了互联网现在的以网站为中心的状态、重返“非中心化”，并把权力交还给用户。

Agent技术是随着互联网的发展而出现的一种新兴技术，它较好的适应了Internet的特点，有效简化分布式系统的设计、实现和维护。Agent具有自治性、社会性、反应性和能动性四种特性。

在P2P中引入Agent，使得地域上分布的P2P节点具有自适应性、计算节点可迁移性，同时大大降低了网络通信量，改善了系统性能和智能化水平，并提高了网络资源的利用效率、P2P计算的可靠性以及执行效率。

由于基于Agent的P2P的诸多优点，被广泛应用于对等计算、协同工作、搜索引擎、文件交换四大类型应用。而在上述应用中的安全机制起着至关重要的作用。现有能够实现的安全策略主要有签名加密、认证授权、代码检验等方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于代理的对等计算信任机制构造方法。该方法是复合式的安全信任策略，用来解决P2P节点之间的信任问题，与过去的安全策略不同，本方法是一种策略性方法，通过使用本发明提出的方法可以达到提高P2P节点信任机制的安全性。

技术方案：本发明的方法是一种策略性方法，通过在P2P节点间引入具有特殊功能的Agent，并结合节点上客户端软件，其目标是通过代理组合、复合式的加密技术等来动态的处理信任机制的安全问题。

下面给出几种特殊Agent的定义：

临时Agent(Temporary Agent)：临时Agent是由主Agent创建的，在节点连接之前用来代替P2P节点，以保护真正的节点。

加密Agent(Encrypt Agent EAgent)：加密Agent可与主Agent组合在一起形成一个整体，主要用来对P2P节点的认证信息进行加密，以保证安全信任。

验证Agent(Validate Agent VAgent)：验证Agent也可以与主Agent组合，用于解决对已加密的信息解密并加以验证，保证此加密信息正确无误。

一、体系结构

图1给出了本发明的组成结构，与一般的P2P不同，原有的节点用临时Agent代替，在节点间又多了一个主Agent，其中整合了加密Agent和验证Agent。尽管增加了这些部分，但是大大提高了P2P传输前信任的安全性。

下面对几个部分做具体说明：

1、临时Agent

当P2P节点1提出要与另一节点连接时，向主Agent发出请求，请求连接目标节点的Agent(Target Agent用TAgent表示)，主Agent检查节点1是否是已注册节点，确认是已注册节点后。主Agent为节点1创建(用Create函数表示)临时Agent(用Agent^*表示)：

Agent^*＝Create(Agent，IPaddress)

其中IPaddress(IP地址)表示申请连接节点1的IP地址。根据IP地址，节点1的临时Agent创建成功。此时临时Agent接收节点1的MAC地址以及其客户端软件所产生的随机数序列C，保存在临时Agent的缓存中，以供加密Agent调用。

随机数序列C＝{R₁，R₂，R₃，……}，一共有随机生成的128位数字组成。

2、加密Agent

加密Agent(Encrypt Agent用EAgent表示)主要用于对证书进行复合式加密。加密从临时Agent中取得节点1的MAC地址和随机数序列C。用证书(用Certificate表示)组合MAC地址(用MACaddress表示)，并用随机数序列C以既定的算法进行加密。加密后生成加密证书(Encrypt Certificate用ECertificate表示)

ECertificate又进过以下步骤得到：

E(Merge(Certificate，MACaddress)，C)

其中E为加密函数，Merge为组合函数。

用目标节点的公钥对随机数序列C加密生成加密随机数序列C^*(用EC^)：

EC^*＝E(C，PBKey)

其中PBKey为目标Agent公钥。

加密Agent将加密后的随机数序列C^传输给目标Agent：

3、验证Agent

目标Agent用对应的私钥对加密随机数序列C*进行解密得到随机数序列C^：

C^＝D(C^*，SCKey)

其中D为解密函数，SCKey为目标Agent私钥。

目标Agent将C^传输给验证Agent(Validate Agent用VAgent表示)，验证Agent用解密函数结合C^和加密证书，解密得到新证书(用Certificate^)：

Certificate^＝D(ECertificate，C^)

用新证书与备份的原证书比对，一致后完成信任认证。接受节点1的连接申请。

二、主要工作流程：

基于代理的对等计算信任机制构造方法所包含的步骤为：

步骤1.客户端向主代理发出申请；

步骤2.主代理对客户端身份进行验证，判断是否是已注册用户；若是未注册用户转步骤12；若是已注册用户则转步骤3；

步骤3.主代理已识别客户端身份，生成证书并分配其临时代理；

步骤4.临时代理从客户端获取硬件地址即MAC地址，发送到主代理上；

步骤5.客户端将生成的随机数序列发送到主代理上；

步骤6.主代理调用加密代理，结合证书与MAC地址用随机数序列进行加密，生成加密证书；

步骤7.主代理用目标代理的公钥对随机数序列进行加密，并传递给目标代理；

步骤8.目标代理用私钥对加密后的随机数序列进行解密；

步骤9.目标代理将新的随机数序列发送给验证代理；

步骤10.验证代理用新随机数序列对加密证书进行解密，得到新证书；

步骤11.用新证书与原证书进行比对；比对结果不一致，主代理回收临时代理；比对一致，进行P2P连接；

步骤12.传输完毕，断开P2P连接，全过程结束。

有益效果：本发明提出了一种复合式的安全信任策略，主要解决在P2P网络中连接节点时的信任问题。与以前的P2P信任机制不同，在节点间加入了一个智能Agent，使用此方法的P2P连接信任机制更加安全，且传输的信息量较小。下面做具体说明：

本方法具有临时Agent，避免了两个节点认证时直接连接，降低了被攻击的可能性。一旦受到攻击，也只是攻击临时Agent不会使节点收到损害，保护了节点的安全。临时Agent是主Agent分配的，因此临时Agent的标识都被主Agent所知晓，一旦发现是恶意节点立即会收回其临时Agent。临时Agent会收集所代理的节点的MAC地址，从而唯一的确定节点的身份，使其不可抵赖。

对于申请连接的节点，客户端软件是轻量级的，软件只产生一个随机数序列，且每次申请时产生的序列都不同。这样使得加密时具有随机性，不易被人盗取或者篡改。

加密Agent将产生的给申请节点的证书加密并保存在主Agent上，与原有的策略不同的是，它生成了证书但是并不将证书发给临时Agent，而是间接的将证书的迁移到主Agent上，避免了证书在传输过程中被篡改或窃取。加密Agent只是用目标节点的公钥将随机数序列进行加密，使得从加密Agent传输到目标Agent的信息量大大减少。即使在传输过程中被人窃取，也无法知道任何信息。

验证Agent其实是将目标Agent的解密过程迁移到了中介上，从而减轻了目标Agent的负担。验证Agent上的解密函数用目标Agent解得的随机数序列将加密证书解密，若解得的证书与之前的一致，则说明信任验证成功。这样的方法避免了在从主Agent到目标Agent之间的安全问题。

本发明的方法，将整个加密和解密、认证的过程全部迁移到中介上，使得传输过程中发生错误的可能性大大降低，保证了信任的安全性。整个过程可迁移至主Agent进行，使P2P连接认证具有了Agent的特性。对于传输的数据，单独存在是没有意义的，且信息量很小，不易被破坏，传输速度快。这些优点都是以前的策略所没有的。

附图说明

图1是参考体系结构示意图。表示本发明方法包括的组件示例。

图2是流程示意图。表示本发明方法的流程示意。

具体实施方式：

第一步：申请节点想主Agent提出申请，主Agent对申请节点进行验证，审核此节点是否是已注册的节点。

第二步：判断申请节点是已注册的节点后，对其产生相对应的原证书并生成临时Agent。原证书保留在主Agent上。

第三步：临时Agent从申请节点获取MAC地址，客户端软件生成的随机数序列与MAC地址一起提交给主Agent保存。

第四步：主Agent调用加密Agent将原证书组合MAC地址，并用随机数序列进行加密得到新证书，此证书也存放在主Agent上。

第五步：主Agent将随机数序列用目标Agent的公钥加密，并发送给目标Agent。

第六步：目标Agent收到加密后的随机数序列，用私钥对其进行解密，得到新的随机数序列，并将新的序列上传给验证Agent。

第七步：验证Agent用新的序列对加密后的新证书进行解密，得到解密后的证书。将此证书与主Agent上保存的原证书进行比对，若证书比对一致，说明验证成功，同意P2P的两个节点进行连接。相反则，收回临时代理，结束验证。

为了方便描述，我们假定有如下应用实例：

一个P2P节点A要求连接已存在的节点B，此时节点B已存在Agent代理。执行步骤如下：

对于客户端：

第一步：节点A请求连接，向主Agent发送申请，主Agent验证节点A是否注册节点。假设A已是注册节点，则验证完成。

第二步：主Agent分配给节点A一个临时Agent作为其代理，并生成原证书A临时Agent自动获取节点A的MAC地址，提交给主Agent。

第三步：客户端软件生成随机数序列C，并提交给主Agent。

第四步：主Agent上的原证书和MAC地址组合，并用C对其进行加密，得到新证书B

对于目标端：

第一步：Agent将随机数序列C用目标Agent的公钥进行加密，得到新序列C^*并发送给目标Agent。

第二步：目标Agent用私钥将加密的随机数序列C*进行解密得到新的随机数序列C^。将C^上传给验证Agent。

第三步：验证Agent用C^将之前保存的已加密的证书B进行解密，获得证书D。

第四步：将证书D与原证书A核对，核对一致则认为可信任，同意连接。

最后P2P两个节点进行安全连接。

Claims (1)

1.一种基于代理的对等计算信任机制构造方法，其特征在于该方法所包含的步骤为：

步骤1.客户端向主代理发出申请；

步骤2.主代理对客户端身份进行验证，判断是否是已注册用户；若是未注册用户转步骤12；若是已注册用户则转步骤3；

步骤3.主代理已识别客户端身份，生成证书并分配其临时代理；

步骤4.临时代理从客户端获取硬件地址即MAC地址，发送到主代理上；

步骤5.客户端将生成的随机数序列发送到主代理上；

步骤6.主代理调用加密代理，结合证书与MAC地址用随机数序列进行加密，生成加密证书；

步骤7.主代理用目标代理的公钥对随机数序列进行加密，并传递给目标代理；

步骤8.目标代理用私钥对加密后的随机数序列进行解密；

步骤9.目标代理将新的随机数序列发送给验证代理；

步骤10.验证代理用新随机数序列对加密证书进行解密，得到新证书；

步骤11.用新证书与原证书进行比对；比对结果不一致，主代理回收临时代理；比对一致，进行P2P连接；

步骤12.传输完毕，断开P2P连接，全过程结束。

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