對(duì)抗全局竊聽的安全網(wǎng)絡(luò)編碼算法研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)信息化的時(shí)代。每一天都有大量的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。如何快速安全的傳輸信息變得越來越重要。網(wǎng)絡(luò)編碼很好的滿足了快速安全傳輸信息的要求。當(dāng)使用網(wǎng)絡(luò)編碼傳輸信息時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)混合從輸入鏈路接收到的信息，并將結(jié)果通過輸出鏈路發(fā)送出去。因此網(wǎng)絡(luò)編碼的傳輸速率能夠達(dá)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(diǎn)進(jìn)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(luò)編碼比路由傳輸更加安全。然而竊聽攻擊仍然可能會(huì)造

2、成信息泄露。所以研究對(duì)抗竊聽攻擊的安全網(wǎng)絡(luò)編碼是十分必要的。
　　文獻(xiàn)中已有一些能夠?qū)崿F(xiàn)信息論安全的安全網(wǎng)絡(luò)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(jī)符號(hào)所以犧牲了部分帶寬。當(dāng)竊聽者能夠竊聽網(wǎng)絡(luò)中的所有信道時(shí)，這些方案就會(huì)泄露部分信源消息，因此這些方案無法對(duì)抗全局竊聽攻擊。本文通過對(duì)現(xiàn)有抗全局竊聽方案的研究，提出了兩種對(duì)抗全局竊聽的安全網(wǎng)絡(luò)編碼方案。
　　首先，提出了一種加密信源消息的對(duì)抗全

3、局竊聽安全網(wǎng)絡(luò)編碼方案。對(duì)于編碼域大小為q的網(wǎng)絡(luò)編碼，該方案生成兩個(gè)長(zhǎng)度為q的置換序列。然后利用置換序列對(duì)信源消息進(jìn)行混合和替換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)抗全局竊聽攻擊。該方案只需在信源節(jié)點(diǎn)對(duì)信源消息進(jìn)行加密，在中間節(jié)點(diǎn)不需做任何改變。由于該方案加密算法簡(jiǎn)單并且不需要預(yù)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(shí)際編碼效率。
　　其次，提出了一種隱藏預(yù)編碼矩陣的對(duì)抗全局竊聽安全網(wǎng)絡(luò)編碼方案。對(duì)多播容量為m的網(wǎng)絡(luò)，該方案利用m行n列信