论文部分内容阅读
随着网络编码的应用越来越广泛,网络编码中的安全问题也成为研究热点之一。安全问题包括窃听问题和污染问题。论文针对网络编码中存在的窃听问题和污染问题进行研究,构造出有效的安全网络编码算法。论文所有的研究均在单源多播网络中进行。本文首先构造一种防窃听的弱安全网络编码算法,该算法基于范德蒙矩阵和哈希函数。信源用哈希函数构造范德蒙矩阵,用范德蒙矩阵变换信源信息。经证明其在确定性网络编码中能获得弱安全要求,且不限制窃听者的窃听能力。当把此算法应用于随机网络编码中,在窃听者不知道哈希函数时能保证算法以概率1达到弱安全要求。在秘密链路模型下,算法编码速率可达到网络多播容量。针对窃听攻击,基于密码学,本文构造一种防窃听的信息论安全网络编码算法。在使用确定性线性网络编码时,证明其可达到信息论安全的条件。在秘密链路模型中,对该算法进行了改进,使其可达到网络最大多播容量。在窃听者计算能力有限的条件下,改进算法在使用随机网络编码时也能达到信息论安全。针对污染攻击,本文还给出一种新的防污染攻击的安全网络编码算法,该算法基于同态哈希函数和Diffie-Hellman密钥交换协议,经证明该算法能有效地抵抗网络中的污染问题。该算法在信宿端进行签名认证,中间节点只负责对收到的签名进行计算并向下转发。最后用仿真实验验证了上述性能。