Performance analysis of a Tor-like onion routing implementation
Tribler当前的洋葱路由实现按预期工作，但抑制了Tribler系统的总体吞吐量。本文讨论了一个测量过程，以可重复地分析隧道实现，从而可以对隧道社区进行进一步优化。我们的工作已经融入了Tribler生态系统。
2015-07-01 cs.CR cs.DC
Onionchain: Towards Balancing Privacy and Traceability of Blockchain-Based Applications
随着区块链的普及，出现了严重的安全问题。同时实现隐私和可追溯性仍然是一个悬而未决的问题。已经为解决这些问题作出了努力，但这些问题可能取决于具体的情况。本文研究如何为这一开放问题提供一个更一般的解决方案。具体来说，我们提出了Onionchain，它具有一套协议，提供可追溯性和隐私性。正如术语所暗示的，我们的Onionchain受到了Onion路由的启发。我们仔细研究了洋葱路由的原理，并将其机制与区块链技术结合起来。我们提倡区块链社区在隐私和可追溯性方面采用Onionchain。为此，Onionchain的案例研究，它运行在车辆Ad Hoc网络（VANESTO）的背景下，提出，提供社区遵循的指导方针。系统的安全性分析和广泛的实验也进行了验证我们的安全和成本效益的洋葱链。
2019-12-31 cs.CR
Guardians of Anonymity: Exploring Tactics to Combat Cyber Threats in Onion Routing Environments
本文综述洋葱路由网络中的网络犯罪类型、检测挑战及执法、技术与政策对策，并指出其局限和跨学科未来研究方向。
2024-05-11 cs.CR cs.NI
Network-wide Quantum Key Distribution with Onion Routing Relay (Conference Version)
针对量子计算对经典密码的威胁，本文提出融合洋葱路由与后量子密码的ORR密钥分发协议，在保障QKD网络端到端安全的同时维持可用QoS，其认证扩展版则适用于高安全需求场景。
2025-05-19 cs.CR
Provable Security for the Onion Routing and Mix Network Packet Format Sphinx
针对洋葱路由与混合网络所用Sphinx数据包格式原证明策略有缺陷的问题，本文构建理论框架，提出需用GDH假设替代DDH假设，证明经轻微调整的Sphinx在GDH假设下安全，是首个给出其详细深入安全证明的研究。
2023-12-13 cs.CR
Onion Routing Key Distribution for QKDN
针对量子计算对经典密码学的威胁，提出一种结合洋葱路由封装技术与后量子密码的QKDN密钥分发协议，以增强通信安全性并适用于关键基础设施等场景。
2025-04-22 cs.CR
Integrating Privacy Enhancing Techniques into Blockchains Using Sidechains
区块链正在转变为分散的计算平台，并因其独特的优势而获得全球认可。除了支付之外，还有一种新兴的趋势，即区块链可以实现新一代的去中心化应用程序，并作为互联网安全基础设施的基础。区块链的不可变性使其在安全性和透明度方面成为赢家;几乎无法想象的是，账本会以一种无法立即让每个参与其中的用户都清楚的方式被改变。然而，大多数区块链在隐私方面存在不足，特别是在数据保护方面。大蒜路由和洋葱路由是两种主要的隐私增强技术（PETs），它们以匿名和安全性而流行。大蒜路由是I2 P匿名网络使用的一种方法，通过将多个消息捆绑到分层加密结构中来隐藏数据包的发送者和接收者的身份。洋葱路由试图提供低延迟的基于互联网的连接，抵抗流量分析，去匿名化攻击，窃听和其他外部（例如互联网路由器）和内部（洋葱路由服务器本身）的攻击。由于这两种技术对隐私攻击的抵抗率存在一些争议，我们提出了一种PET启用侧链（PETES）作为一种新的隐私增强技术，将大蒜路由和洋葱路由集成到适合区块链结构的大蒜洋葱路由（GOR）框架中。初步提出的GOR旨在通过PETES结构改善区块链中交易的隐私性。
2019-06-12 cs.CR
QSOR: Quantum-Safe Onion Routing
在这项工作中，我们提出了一个研究使用后量子密码原语的Tor网络，以使其在量子世界中的安全。为此，首先分析了基本的密钥材料。我们观察到，破坏使用长期和中期密钥（通常是RSA密钥）的算法/协议的安全性对安全性的影响最大。因此，我们研究量子安全变体的成本。这些包括密钥生成、密钥封装和解封装。六种不同的后量子密码算法，确保1级NIST的安全性进行评估。我们进一步以Tor电路创建操作为目标，并评估后量子变体的开销。这项比较研究是通过基于SweetOnions的参考实现进行的，该参考实现模拟了Tor，但略有简化。我们证明了量子安全Tor电路的创建是可能的，并提出了两个版本-一个可以在纯量子安全设置中使用，另一个可以在混合设置中使用。
2020-01-10 cs.CR
PoS-CoPOR: Proof-of-Stake Consensus Protocol with Native Onion Routing Providing Scalability and DoS-Resistance
针对预选举领导者的PoS共识协议易遭DoS攻击的问题，提出整合原生洋葱路由的PoS-CoPOR协议，结合权益加权选举与匿名化层隐藏提议者身份，6节点下吞吐量达110 tx/s，以较小性能代价实现强DoS抗性。
2025-10-06 cs.CR cs.NI
A traffic analysis attack against Introduction Protocol and Onion Services
University of Cyprus（塞浦路斯大学）；CYENS - Centre of Excellence, Cyprus（塞浦路斯卓越中心）
本文提出一种针对Tor引入电路的流量分析攻击，通过多次交互确定路径中的每个中继节点，揭示了Tor隐私模型的漏洞。
2026-09-28 cs.CR
Ariadne: a Privacy-Preserving Communication Protocol
本文提出Ariadne，一种无需可信第三方的隐私保护通信网络层协议，通过源路由和洋葱路由技术实现会话不可链接性，并采用固定大小加密向量与加密模式引用两项创新增强通信隐私。
2024-06-05 cs.CR
A Survey on Routing in Anonymous Communication Protocols
互联网在过去的15年里经历了巨大的变化，现在形成了一个全球性的通信平台，数十亿用户依赖于他们的日常活动。虽然这种转变给社会带来了巨大的好处，但它也给在线隐私带来了新的威胁，从对用户进行分析以将个人信息货币化到几乎无所不能的政府监控。因此，公众对匿名通信系统的兴趣急剧增加。在文献中已经提出了几个这样的系统，每个系统都在不同的场景和不同的假设下提供匿名保证，反映了消息如何匿名路由到目的地的多种方法。了解这种具有不同保证和假设的竞争方法的空间对于用户理解不同设计选项的后果至关重要。在这项工作中，我们调查以前的研究设计，开发和部署系统的匿名通信。为此，我们提供了一个分类法，用于聚类所有优先考虑的方法（包括Mixnets，DC-nets，洋葱路由和基于DHT的协议），其独特的路由特性，可部署性和性能。具体而言，这包括底层网络的拓扑结构;必须提供给会话发起者的路由信息;底层通信模型;以及与性能相关的指标，例如延迟和通信层。我们的分类和比较评估提供了重要的见解现有的匿名通信协议类之间的差异，它也有助于澄清这些协议的路由特性，它们的性能和可扩展性之间的关系。
2016-08-19 cs.CR
An Anonymous Overlay Routing Protocol for Uplink-Intensive Applications
网络通信中的匿名性是一个重要的问题，在文献中被广泛讨论。混合网络与洋葱路由相结合，无疑是实现上述目标的最具体和最有效的方法。一般来说，这些方法的缺点是匿名性在流量开销和延迟方面是有代价的。在互联网上，为了实现可扩展性，并且不需要相关的基础设施和网络协议的变化，只能采用P2P覆盖协议。其中，最具代表性的建议当然是泰山，它旨在获得强匿名性，同时保留低延迟应用程序。近年来，我们目睹了互联网流量的变化。由于物联网、云存储、无线传感器网络、M2M，上行链路流量越来越多。一个有趣的问题是，这种新的流量配置是否可以使新的策略，以提高Tarzan类方法的有效性。在本文中，我们调查这个问题，提出了\textit{C-Tarzan}，一个匿名的覆盖P2P路由协议。通过深入的实验分析，我们表明，C-Tarzan优于泰山的情况下，上行链路密集型应用程序。
2022-08-31 cs.CR cs.NI
Side-Channel Hardware Trojan for Provably-Secure SCA-Protected Implementations
硬件木马已经引起了学术界、工业界和政府机构的关注。有效的检测机制和针对这种恶意设计的对策，只有当有一个深入的了解如何硬件木马可以在实践中建立，特别是木马专门设计，以避免检测。在这项工作中，我们提出了一种机制，介绍了一个非常隐秘的硬件木马到密码原语配备可证明安全的一阶侧信道对策。一旦木马被触发，恶意设计表现出可利用的侧通道泄漏，导致成功的密钥恢复攻击。一般来说，这样的特洛伊木马既不需要添加也不需要删除任何逻辑，这使得它非常难以检测。在ASIC上，它可以通过子晶体管级的精细操作插入，在FPGA上，它可以通过改变特定信号的路由来插入，从而导致\textbf{zero}逻辑开销。其基本概念是基于修改一个错误屏蔽的硬件实现，使得以特定时钟频率运行器件违反其基本属性之一，从而导致可利用的泄漏。我们将我们的技术的阈值实现的PRESENT块密码实现在两个不同的CMOS技术，并显示，触发木马使ASIC原型脆弱。
2019-09-22 cs.AR cs.CR
A Provably Secure Network Protocol for Private Communication with Analysis and Tracing Resistance
针对匿名通信网络易受AI元数据分析、去中心化部署难、缺乏可证明安全的问题，提出无需阈值模型和可信第三方的去中心化匿名路由协议，严格证明其极端对抗下的身份隐私不可区分性，仿真验证了其安全高效，为数字环境隐私通信提供可证明安全方案。
2025-08-03 cs.CR cs.SY eess.SY
Interception in Distance-Vector Routing Networks
尽管在过去几十年中投入了大量的精力进行网络安全研究，但网络入侵和攻击仍在增加。关于路由网络，路由劫持突出了重新检查现有的流量路由协议的必要性。特别是，我们的首要问题是如何网络的拓扑结构影响的敏感性路由协议内源路由误导。在本文中，我们定义和分析了一个抽象的模型，在距离矢量路由网络的流量拦截（即窃听）。具体来说，我们研究的al-出租，衡量潜在的不诚实的代理集团转移流量通过他们的基础设施的约束下，消息必须达到他们的预期目的地。我们涉及到我们的模型的两个变种的基础上允许的谎言，定义策略勾结代理，并证明在特殊情况下的最优性。在我们的主要定理中，我们推导出一个可证明的最佳监控策略的代理子集，其中没有两个是相邻的，我们将此策略扩展到一般情况下。最后，我们使用我们的研究结果来分析真实和合成网络对内源性流量拦截的敏感性。在美国的自治系统（AS）图中，我们发现，妥协只有18个随机节点的AS图中令人惊讶地捕获10%的所有流量路径在网络中的预期时，距离矢量路由协议是在使用中。
2016-03-30 cs.CR cs.DM cs.NI
Private Location Sharing for Decentralized Routing services
数据驱动的方法提供了许多令人兴奋的优点，但它们也带来了新的挑战，特别是在用户隐私领域。具体而言，收集数据的方式可能会给最终用户带来隐私风险。在许多路由服务中，单个实体（例如，路由服务提供商）收集和管理用户轨迹数据。当涉及到用户隐私时，这些系统有一个中心故障点，因为用户必须相信这个实体不会出售或使用他们的数据来推断敏感的私人信息。不幸的是，在实践中，许多广告公司购买要约这样的数据是为了定向广告。以此为动机，我们研究的问题，使用位置数据的路由服务的隐私保护的方式。而不是让用户报告他们的位置到一个中央运营商，我们提出了一个协议，在该协议中，用户参与一个分散的和隐私保护的计算，以估计旅行时间的道路在网络中的方式，没有个人的位置是由任何其他方观察。该协议使用拉普拉斯机制结合安全多方计算，以确保它是密码学安全的，其输出是差分私有的。一个自然的问题是，隐私是否需要降低准确性或系统性能。我们表明，如果一条道路有足够高的容量，那么我们的协议估计的旅行时间是可证明接近地面真实旅行时间。我们验证了协议，通过数值实验表明，使用该协议作为路由服务提供了隐私保证与最小的开销，用户旅行时间。
2022-03-14 cs.CR cs.SY eess.SY
Reliable and Private Anonymous Routing for Satellite Constellations
Airbus Central R&T（空客中央研发与技术）
本文提出一种增强的匿名架构，通过多路径传输协议、高效PIR协议和适应性延迟策略，提升卫星星座的隐私保护与通信可靠性。
2026-02-12 cs.CR cs.ET cs.IR
