标签： Security and Cryptography II

Broadcast

广播是保护接收者匿名性的方法，通过广播所有参与者都能收到消息，即使发送者也不知道接收者的身份。

性能

通常广播相比点到点通信会需要更高的吞吐量。

寻址

• 显式地址（explicit address）：并不总是必要的，例如IP协议的广播地址。用于减小广播的代价，但是难以提供匿名性。

• 隐式地址（implicit address）：接收者（addressee）站的属性，用于进一步处理。

  • 不可见地址（invisible address）：即使同一个地址发送两次，也没有观察者能发现，即地址的重用看起来就像使用了另一个地址。

  实现方法：发送方和接收方协商密钥（公钥或私钥），解密后如果消息有意义，则就是发给自己的。

  • 可见地址（visible address）：与不可见地址相反，观察者可以发现某些信息的地址相同。

  实现方法：发送方和接受方协商一个随机数添加在明文消息里，其他人就不知道消息是发送给谁的。

一些要注意的问题：

• 使用不可见的隐式地址，如何判断解密后的消息有意义？

  1. 加tag，使用长度足够的tag就可以抗碰撞（生日悖论）

  2. 使用哈希或消息认证码，计算

     enc(random_num, msg, hash(random_num, msg))

     或

     enc(key, msg, MAC(key, msg))

• 使用可见的隐式地址，随机数的生成？

  • 需要注意每个随机数只能用一次，否则会导致linkable的问题
  • 因此通信双方可以协商使用同一个seed生成随机数

• 不可见地址的代价比可见地址高很多，因为前者涉及到对每一条消息的解密，而后者只需要对比随机数。

地址分发（address distribution）：根据地址与身份的关联性公开与否，可以将地址分为公开地址（public address）和私有地址（private address）。

	public address	private address
implicit invisible address	使用公钥加密，开销非常大。但是可以用于第一次通信时双方交换对称密钥或随机数seed。	私钥加密。开销大（但是当然比公钥加密小一点）。
implicit visible address	地址可见，且地址与身份之间的关联性是公开的，会暴露信息。不应该被使用。	获得对称密钥或随机数生成seed后可以使用。使用后需要更换随机数。

不可见公开地址的最高效的实现方法就是采用公钥加密系统。

不可见私有地址的实现方法是私钥加密，因为私钥只有通信双发持有（private），且通信的地址是明文经过私钥加密生成的（invisible）。

可见私有地址的实现方法就是使用同一个seed生成伪随机数，每次通信使用不同的随机数。

继续阅读“接收方匿名性保护”