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Ad Hoc网络由于不需要基础设施的支持及具有自组织、自管理等特点,使其在军事战场、抢险救灾等环境中得到广泛的应用。但在充满攻击者的战场环境下,Ad Hoc网络的安全性面临极大的挑战,其中节点的匿名保护研究已成为一个研究热点。由于Ad Hoc网络的自组织性、无中心性,以及节点的高速移动性、计算能力有限性、能量有限性、存储空间有限性等特点,使得常规网络中的安全策略不再适用,故需针对Ad Hoc网络设计新的安全方案。本文主要针对Ad Hoc网络安全中的匿名路由、密钥管理、匿名认证等领域进行深入的研究,取得的主要研究成果及创新之处包括:1为降低匿名路由协议中公钥运算量,提出基于零知识证明的低能耗Ad Hoc网络匿名路由协议。协议通过三个途径减少公钥操作:(1)将零知识证明验证协议应用于陷门的构造中,以减少解陷门所需的大量公钥操作;(2)将节点协商秘密信息工作转移到路由应答阶段,使得只有路径上的节点才进行公钥解密操作,减少了协商密钥时的公钥操作量;(3)充分利用已建立的相邻节点的会话密钥,减少不必要的密钥协商工作。协议在保证不降低安全性、匿名性的前提下,大幅减少公钥运算量。实验结果表明,本协议大幅降低节点能源消耗和路由建立时延。2与RSA等公钥运算相比,椭圆曲线密码学具有运算量少、密钥短等优点,而Ad Hoc网络节点计算能力差、存储空间有限、能量有限,故椭圆曲线密码学更适合Ad Hoc网络。将基于椭圆曲线的双线性对用于相邻节点协商会话密钥中,提出基于双线性对的Ad Hoc网络匿名路由协议,该协议大幅降低了路由过程中的运算量。实验结果表明,该协议建立匿名路由所消耗的能量少、时延低。3由于Ad Hoc网络的无中心性,使得传统网络中的匿名认证方案不再适合。为解决Ad Hoc网络中的匿名认证问题,本文将民主签名与无中心的秘密分享方案相结合,提出一种无可信中心的门限追踪Ad Hoc网络匿名认证方案。本方案的无中心性、自组织性,很好地满足了Ad Hoc网络的特征,从而解决了传统网络中匿名认证方案由于需要可信中心而不适合Ad Hoc网络的问题;方案中认证者的匿名性、可追踪性和不可冒充性,满足了匿名认证的安全需求。4已提出的Ad hoc网络密钥管理方案中,需要多个节点承担服务节点的角色,这与Ad hoc网络的无中心、节点对等、自组织等特性相违背,健壮性差,且公私钥对及证书的生成时通信量大。本文提出一种新的自组织的Ad hoc网络密钥管理方案,它将零知识证明应用于证书的认证过程,使得节点公私钥对及证书完全由节点自己生成,认证工作亦不需服务节点的参与,由认证双方参与即可。实验表明,此方案通信量低、可靠性高、健壮性强。