I2P网络拓扑发现工具的设计与实现

论文总字数：37069字

摘 要

随着网络的快速发展，人们的隐私保护意识也在不断提高，匿名通信系统因此获得了更广泛的关注。I2P（invisible Internet project）是当前最流行的匿名通信系统之一，它采用包含多个节点的隧道，并且隧道中的节点只知道自己的前驱和后继节点信息，来达到隐藏通信双方身份的目标。但是I2P在保护用户隐私的同时，也会被恶意用户利用，例如，发布威胁国家安全的言论、制造谣言等，需要对其进行监管。而I2P网络的拓扑发现则是实现I2P网络监管的前提和基础。

本论文设计与实现了一套I2P网络拓扑发现工具。首先设计网络爬虫程序，收集补种网站上发布的节点信息；然后手动设置本地节点为补种节点，吸引更多节点的连接，从而收集这些节点的信息；最后利用I2P中节点查询机制，主动发出查询消息来收集节点信息。基于以上三种方法，综合处理所有收集到的节点信息，进行拓扑绘制。

实验结果表明，利用本论文所实现的拓扑发现工具，在一个月时间内可收集到约一万个节点的信息。因此，该工具可以有效地进行I2P网络的拓扑发现，为监管I2P网络提供重要的技术基础。

关键词：匿名通信，I2P，拓扑发现，补种节点

Design and Implementation of a Topology Discovery Tool For I2P

Abstract

With the rapid development of the Internet, the awareness of privacy protection has been enhanced gradually and anonymous communication has been getting more and more attentions. As one of the most popular anonymous communication systems, the invisible Internet project (I2P) can hide the identities of both sender and recipient by using tunnels, which contain several nodes and each node sees only the former and the later node information. But while I2P is protecting user privacy, it will be exploited by malicious users, for example, publish a threatening speech to national security, fabricate rumors, etc. So it needs to be supervised. And the topology discovery for I2P is the premise and foundation.

In this paper, we design and implement the I2P network topology discovery tool. Frist, we design a web crawler program to collect node information posted on the reseed website. Besides, we can configure floodfill node manually to attract more nodes to connect. As a result, we can collect more node information. Finally, we use I2P lookup mechanism to send query messages actively to collect node information. Based on the above three methods, we comprehensively process all the collected node information and draw the topology diagrams of the I2P.

Experimental results show that the use of topology discovery tool designed and implemented in this paper can collect information of about one million nodes in a month. Thus, the tool can discover the topology effectively and provide the important technical basis for I2P network supervising.

KEY WORDS: anonymous communication, invisible Internet project (I2P), topology discovery, floodfill node

目录

摘要 I

Abstract III

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究现状 2

1.3 研究目标和内容 3

1.4 论文组织结构 3

第二章 I2P匿名网络概述 5

2.1 I2P概述 5

2.2 隧道 6

2.3 网络数据库 7

2.4 基于XOR度量的P2P网络 9

2.5 本章小结 10

第三章 I2P拓扑发现相关协议 11

3.1 协议栈 11

3.2 I2NP协议分析 12

3.3 本章小结 14

第四章 I2P拓扑发现工具设计与实现 16

4.1 系统设计 16

4.2系统实现 16

4.2.1 补种网站 17

4.2.2 设置补种节点 18

4.2.3 发送查询消息 19

4.2.4 拓扑绘制 23

4.3本章小结 24

第五章 系统测试与结果分析 25

5.1 爬取补种网站信息 25

5.2 Floodfill节点信息收集 26

5.3 DatabaseLookMessage查询 27

5.4 拓扑绘制 29

5.5 本章小结 30

第六章 总结与展望 33

6.1 论文总结 33

6.2 工作展望 33

致谢 35

参考文献 37

第一章 绪论

1.1 研究背景

随着互联网的快速发展，人们享受着互联网便利的同时，也更加关注对个人隐私的保护。美国利用自己在信息技术上的优势，开展“棱镜计划”进行网络监听，以及FBI对嫌疑犯的iPhone手机进行破解，获得个人隐私信息。这些事件都增强用户保护自己网络隐私的意识，同时用于保护用户网络隐私的匿名通信^[1]得到更多的关注。

用户在使用互联网时，越来越不希望自己的身份信息被暴露。网络通信过程中，虽然可以通过数据加密和数据隐藏来保护通信内容，但是通信双方的信息依旧能够被第三方监听。例如TCP、UDP数据包中的部分信息可以被加密和隐藏，但是源地址、目的地址和报文长度等信息不能被加密隐藏。攻击者可以分析数据包中的地址信息，从而推断通信双方的身份信息。因此，信息加密和隐藏不能完全保护用户的身份信息。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：37069字