對抗全局竊聽的安全網(wǎng)絡編碼算法研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人類已經(jīng)進入一個信息化的時代。每一天都有大量的信息需要通過網(wǎng)絡進行傳輸。如何快速安全的傳輸信息變得越來越重要。網(wǎng)絡編碼很好的滿足了快速安全傳輸信息的要求。當使用網(wǎng)絡編碼傳輸信息時，節(jié)點會混合從輸入鏈路接收到的信息，并將結果通過輸出鏈路發(fā)送出去。因此網(wǎng)絡編碼的傳輸速率能夠達到最大流最小割定理指定的上限。此外，由于數(shù)據(jù)在中間節(jié)點進行了混合，竊聽者無法直接得到原始的數(shù)據(jù)。所以網(wǎng)絡編碼比路由傳輸更加安全。然而竊聽攻擊仍然可能會造

2、成信息泄露。所以研究對抗竊聽攻擊的安全網(wǎng)絡編碼是十分必要的。
　　文獻中已有一些能夠實現(xiàn)信息論安全的安全網(wǎng)絡編碼方案被提出，然而這些方案限制了被竊聽的信道數(shù)目，并且由于使用了額外的隨機符號所以犧牲了部分帶寬。當竊聽者能夠竊聽網(wǎng)絡中的所有信道時，這些方案就會泄露部分信源消息，因此這些方案無法對抗全局竊聽攻擊。本文通過對現(xiàn)有抗全局竊聽方案的研究，提出了兩種對抗全局竊聽的安全網(wǎng)絡編碼方案。
　　首先，提出了一種加密信源消息的對抗全

3、局竊聽安全網(wǎng)絡編碼方案。對于編碼域大小為q的網(wǎng)絡編碼，該方案生成兩個長度為q的置換序列。然后利用置換序列對信源消息進行混合和替換，從而實現(xiàn)對抗全局竊聽攻擊。該方案只需在信源節(jié)點對信源消息進行加密，在中間節(jié)點不需做任何改變。由于該方案加密算法簡單并且不需要預編碼操作，因此該方案沒有引入額外的帶寬開銷且具有較高的實際編碼效率。
　　其次，提出了一種隱藏預編碼矩陣的對抗全局竊聽安全網(wǎng)絡編碼方案。對多播容量為m的網(wǎng)絡，該方案利用m行n列信