安全网络编码综述new

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1、万方数据第30卷第2期2010年2月计算机应用JournalofComputerApplicationsV01．30No．2Feb．2010文章编号：1001—9081(2010)02—0499—07安全网络编码综述曹张华，唐元生(扬州大学数学科学学院。江苏扬州225002)(Caozhanghua@gamd．eom)摘要：对安全网络编码的研究和发展作了综述，在介绍网络编码核心思想的基础上。详细阐述了通信网络中各种常见的攻击，并给出了对抗这些攻击所构建的安全网络编码协议．着重展示了结舍网络编码的自身特点而

2、设计的对抗各种攻击的方案；进而对安全网络编码与网络容量及网络开销之间的关系作了简要介绍；最后对安全网络编码理论的发展趋势和应用前景作了分析和展望。结合网络编码的自身特征，设计消耗资源少，对信道容量利用率高的安全网络编码将是一个发展趋势。关键词：信息安全；网络编码；组播网络；窃听攻击；主动攻击中图分类号：7rN919．3；TN915．08文献标志码：ASurveyonsecurenetworkcodingCAOZhang-hua，TANGYuan—sheng(SchoolofMathematicalScie

3、rtce。YangzhottUaiversity，Yangz,houJiangsu225002，China)Abstract：Therecentadvancein8ecul'enetworkcodingtechniquesWB．9reviewed．Firstly，themainideaofnetworkcodingwagintrodueed．Thenanumberofsecurenetworkcodingprotocolsweredemonstratedtocontactdifferentadversar

4、iesincommunicationnetworksandthedesignofsecurenetworkcodingschemesintegratedwiththecharacteristicsofnetworkcodingWaShighliShted．Furthermore。abriefoverviewoftherelationshipsamongSeCUrenetworkcoding，costcriterionandnetworkcapacitywerepresented．Finally，theth

5、eoryandapplicationprospectsforsecurenetworkcodingweregivenandanalyzed·Consideringtheintrinsicpropertiesofnetworkcoding．todevisesimpleandefficientsecuI℃networkcodingschemesisanimponaIlttendency．Keywords：informationsecurity；networkcoding；muhicastnetwork；wir

6、etap；activeattack0引言在现有的通信网络中，网络的中继节点只是将接收到的消息数据存储并转发，而不对数据作其他处理。但是。Ahlswede等人⋯的网络编码理论打破了这种禁铟，网络编码的核心思想是允许网络的中继节点对接收到的消息数据进行编码。而且，Li等人¨1证明了利用线性网络编码就叮使得组播网络中的信息传输达到最大流最小割这一理论上界。目前，主要研究的是小加冗余的线性网络编码，即网络的中继节点只对接收到的消息向鼍进行线性组合，形成新的消息向量。网络编码从根本上改变r网络的数据传输方式，使得路

7、由传输成为其一个特例。下面给出一个例子来阐明网络编码的基本思想。例1在如图I所示的通信网络G=(V，E)中，s是信源，t。，l：为信}音，其他节点是中继节点，信道容量为单位容虽，信源s要将消息o，b发送到信宿t．，t2。用网络编码的方法进行数据传输时，节点tlj能将接收到的信源向量a，6编码为口+b再发送出去，其他信道传输的数据如图1所示。显然这样信宿‘I，l，能够同时恢复出消息Ⅱ，bo若采用路由传输方式，这里将t．，t：接收到的消息数据分别用E，占：表示，由于信道(W，“)只能传输消息U或6，则有lBl

8、nB2I≤l。另一方面IBII+B2}=l丑1uB2l+I口lnB2l，从而1Bll“B2I≤3，所以采用路由传输方式，信宿t，，t2不能同时恢复出消息数据。，b。图1线性网络编码网络编码是在解决提高组播网络信息传输效率这一问题时提出的。不但有着莺大的理论价值，同时也有巨大的应用潜力。对于无线网络，网络编码能够解决传统路由、跨层设计等技术无法解决的

9、’日j题。网络编码提高了网络的吞吐量，减少数据包的传播次数，降低r能耗；用实用