基于ferry的容迟网络数据传输关键技术研究

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1、基于Ferry的容迟网络数据传输关键技术研究国防科学技术大学硕士学位论文基于Ferry的容迟网络数据传输关键技术研究姓名：宋子明申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：苏金树2010-12国防科学技术大学研究生院硕士学位论文摘要由于节点能量及存储资源受限、节点移动性等实际应用条件的限制，容迟网络（DTN）具有连接中断频繁、传输延时大的特点，其数据传输具有很大挑战。本文研究基于Ferry的容迟网络（FDTN）安全数据传输机制和应用网络编码的数据传输控制机制两方面问题，主要内容如下：首先，论述容迟网络数据传输相关理论及其研

2、究现状。讨论了容迟网络数据传输技术；结合FDTN系统结构和数据传输特点分析了其安全数据传输面临的挑战；对网络编码技术基础理论、应用特点及应用于容迟网络的研究现状进行了总结论述。其次，提出一种面向FDTN的安全数据传输机制EGS。EGS基于群签名，实现了消息签名的前向安全性，确保目标节点能够有效验证签名，且实现中计算负载较低。在EGS中，验证签名的主要工作由Ferry完成，减少了普通节点的计算量。理论分析表明，EGS能够有效满足FDTN的基本安全需求，可显著降低节点进行消息签名和验证签名过程中的计算负载。再次，提出一种基于网络编码

3、的数据传输控制算法NTC，并提出容迟网络中网络编码技术的应用框架，在此框架下讨论了网络编码技术实现中的关键问题。应用NTC能够在不影响消息投递率的前提下，有效降低数据传输负载，实现高效数据传输。最后，设计实现了实验验证平台，对容迟网络中应用网络编码、NTC算法及选择编码策略的效果进行模拟评估。实验结果表明，网络编码技术可以显著提高容迟网络的消息投递率，但增大了传输负载；应用NTC算法后能够有效降低数据传输负载而不对消息投递率产生较大影响。主题词：容迟网络，消息摆渡，数据传输，安全，网络编码i第页国防科学技术大学研究生院硕士学位论

4、文ABSTRACTDTNDelayTolerantNetworksreferstotheenvironmentsthatfailtoadheretothescenariooftraditionalwiredInternetbecauseofvariousconstraints,suchaslimitedenergy,smallstorage,andnodalmobility.ThisthesismainlyconcernsaboutthedatatransmissioninFDTNFerry-basedDTN.Wepropose

5、asecuredatatransmissionschemeforFDTN,explorethekeytechniquesofusingnetworkcodingandputforwardanefficientNetworkcoding-basedTransmissionControlalgorithmNTCinDTN,andthenevaluatethealgorithmsthroughsimulation.AftergiveareviewofthebasictheoryofdatatransmissioninDTNandits

6、state-of-the-arttechniques,wediscussthefeaturesofitindetailandalsothearchitectureofFDTN.Thenwegiveacomprehensiveintroductionofbundleprotocol,routingalgorithmandsecurityissues.AlsoweanalyzethesecurityrequirementsandthekeyproblemofdatatransmissioninFDTN.Thebasictheory,

7、implementationandthestate-of-the-artofusingnetworkcodinginDTNarealsodiscussed.AsecuredatatransmissionschemenamedEGSisproposedtomeetthesecurityrequirementsofFDTN.EGSisagroupsignature-basedscheme.ItprovidesaforwardsecuritypropertywhichmakesiteasytodeployinDTNenvironmen

8、t.EGSmakesferrycarryoutmoresignatureverificationcomputationandhenceresultinthedecreasingoftheregularnode’scomputationload.Itisprove