基于網(wǎng)絡(luò)編碼和Hash函數(shù)的一個(gè)保密通信方案.pdf

1、R.W.Yeung、R.Ahlswede等人在2000年首次提出網(wǎng)絡(luò)編碼的概念。網(wǎng)絡(luò)編碼一改以往store-and-forward的路由方式，允許中間結(jié)點(diǎn)對(duì)輸入信道的輸入信息進(jìn)行編碼后再傳輸出去。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼，可以充分的利用網(wǎng)絡(luò)的信道通信容量，達(dá)到由最小割最大流定理所確定的最大流上界。根據(jù)節(jié)點(diǎn)的輸入和輸出關(guān)系不同可分為線性網(wǎng)絡(luò)編碼和非線性網(wǎng)絡(luò)編碼。其中線性網(wǎng)絡(luò)編碼的編碼簡(jiǎn)單，實(shí)施方便。因而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)編碼的研究大多基于線性網(wǎng)絡(luò)編碼。

2、　　 在傳統(tǒng)的信息傳輸過(guò)程中，對(duì)一些重要的信息要設(shè)法提高傳輸?shù)陌踩浴Ｄ敲丛诰W(wǎng)絡(luò)編碼中，必然也存在安全性問(wèn)題。問(wèn)題是能否結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼的特殊性，來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩阅?答案是肯定的。N.Cai和W.Yeung在文獻(xiàn)[24]中提出了安全性問(wèn)題的模型，即竊聽(tīng)信道通信網(wǎng)絡(luò)(CSWN)模型。并給出了在這個(gè)問(wèn)題模型上存在安全的線性網(wǎng)絡(luò)編碼的充要條件，同時(shí)也給出了一個(gè)解決的方法。后來(lái)基于這個(gè)方法，有許多方法被陸續(xù)提出。如在CSWN上用秩距碼來(lái)實(shí)現(xiàn)

3、安全通信。無(wú)論使用何種方法，保證通信安全的方法都是在要傳輸?shù)男畔⒅屑尤肴哂嘧址?。如果竊聽(tīng)者能夠同時(shí)竊聽(tīng)到t條信道的話，那么加入的冗余至少要t個(gè)。在竊聽(tīng)者能夠同時(shí)竊聽(tīng)到的信道數(shù)量比較大的情況下，嚴(yán)重的降低了信息傳輸?shù)男省?br>　　 為了減少所加入的冗余字符的數(shù)量，提高信息傳輸?shù)男?。M.Adeli和H.Liu在參考文獻(xiàn)[36]中提出了一個(gè)基于線性網(wǎng)絡(luò)編碼和Hash函數(shù)的安全通信協(xié)議。該協(xié)議利用帶密鑰的Hash函數(shù)，只需添加一個(gè)獨(dú)立于

4、消息字符的隨機(jī)變量k，便可以在要傳輸?shù)拿總€(gè)字符上疊加上一個(gè)隨機(jī)變量，從而對(duì)要傳輸?shù)南⑦M(jìn)行了加密。為了達(dá)到完善保密性的要求，隨機(jī)變量k至關(guān)重要。一旦k被竊聽(tīng)者竊聽(tīng)，則竊聽(tīng)者便能綜合所竊聽(tīng)到信息，很容易地恢復(fù)出信源傳輸消息的部分信息。M.Adeli和H.Liu在參考文獻(xiàn)[36]中，給出的保密k的方法存在嚴(yán)重的漏洞，一旦竊聽(tīng)到的信道組合得當(dāng)，便能很容易的恢復(fù)出k。該論文對(duì)之進(jìn)行了改善，得到了能夠完全的保密k，從而實(shí)現(xiàn)完善保密性要求的可行的編