[论文解读] A Novel Anonymous Cloud Architecture Design; Providing Secure Online Services and Electronic Payments

Mehran Alidoost Nia, Aida Ghorbani+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 8, 2014

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting参考文献 3被引用 3

一句话总结

本文提出了一种新颖的匿名云架构，可在保护用户身份匿名性的同时，实现安全的在线服务和电子支付。该架构利用标准网络协议，并引入可扩展性参数，在不依赖Tor的情况下，相比现有云模型实现了更高的安全性和匿名性，评估结果表明其效率和隐私保障均有提升。

ABSTRACT

Anonymous cloud architecture provides secure environment for business and also e-commerce approaches. By using this type of architecture, we can propose anonymous online applications. Customers who need secure and reliable online services should pay for provided services. A big problem is electronic payment that is needed for billing customers. But customer identity should be remained anonymous during and also after payment procedure. In this paper we propose a novel and modified anonymous architecture that ensures customers that hide their identity from others. This architecture is used from common network protocols and we eliminate Tor anonymous service from architecture design space because of independency. The here is introduced scalability parameter in anonymous cloud architecture design space. After all we compare proposed architecture with other popular cloud architectures in this range and we obtain its advantages according to efficiency, security and anonymity.

研究动机与目标

• 设计一种云架构，确保在电子支付过程中及之后用户身份的匿名性。
• 在不依赖Tor的前提下，维持云服务中强大的匿名性和安全性。
• 引入可扩展性参数，以提升匿名云系统性能与实际部署可行性。
• 从效率、安全性和匿名性角度，对比所提出的架构与现有云模型。
• 通过端到端隐私保护，支持电子商务和安全的在线应用。

提出的方法

• 该架构整合标准网络协议，以确保兼容性并独立于如Tor等专用匿名网络。
• 采用密码学技术，在事务处理和服务访问过程中隐藏用户身份。
• 正式定义并集成可扩展性参数，以评估系统在负载增加时的性能表现。
• 通过密码学抽象实现用户身份与支付记录的解耦，支持匿名账单。
• 通过与现有云架构在安全性、效率和匿名性指标上的对比分析，对设计进行评估。
• 在模拟环境中实现并测试该架构，工作负载模拟真实世界电子商务场景。

实验结果

研究问题

• RQ1 在基于云的服务环境中，如何在电子支付过程中保护用户身份？
• RQ2 为实现强匿名性而不依赖Tor，需要哪些架构组件？
• RQ3 所提出的可扩展性参数如何影响匿名云系统中的性能与隐私？
• RQ4 与现有模型相比，该架构在安全性、效率和匿名性方面的相对优势是什么？
• RQ5 能否仅使用标准网络协议构建安全且匿名的云服务？

主要发现

• 所提出的架构在支付和业务访问生命周期中成功维持了用户身份匿名性。
• 通过正式引入可扩展性参数，系统在效率和可扩展性方面优于传统云模型。
• 通过将用户身份与事务数据进行密码学隔离，显著提升了安全性和匿名性。
• 该架构在隐私保护和性能方面展现出可行性与优越性，优于现有模型。
• 消除对Tor的依赖提升了系统稳定性并减少了攻击面，同时保持了强匿名性。
• 评估结果证实，所提出的模型在安全性、效率和匿名性等关键指标上优于现有云架构。