【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)編碼的應用越來越廣泛，網(wǎng)絡(luò)編碼中的安全問題也成為研究熱點之一。安全問題包括竊聽問題和污染問題。論文針對網(wǎng)絡(luò)編碼中存在的竊聽問題和污染問題進行研究，構(gòu)造出有效的安全網(wǎng)絡(luò)編碼算法。論文所有的研究均在單源多播網(wǎng)絡(luò)中進行。 本文首先構(gòu)造一種防竊聽的弱安全網(wǎng)絡(luò)編碼算法，該算法基于范德蒙矩陣和哈希函數(shù)。信源用哈希函數(shù)構(gòu)造范德蒙矩陣，用范德蒙矩陣變換信源信息。經(jīng)證明其在確定性網(wǎng)絡(luò)編碼中能獲得弱安全要求，且不限制竊聽者的竊聽能力。當把此算法應用于隨機網(wǎng)絡(luò)編碼中，在竊聽者不知道哈希函數(shù)時能保證算法以概率1達到弱安全要求。在秘密鏈路模型下，算法編碼速率可達到網(wǎng)絡(luò)多播容量。針對竊聽攻擊，基于密碼學，本文構(gòu)造一種防竊聽的信息論安全網(wǎng)絡(luò)編碼算法。在使用確定性線性網(wǎng)絡(luò)編碼時，證明其可達到信息論安全的條件。在秘密鏈路模型中，對該算法進行了改進，使其可達到網(wǎng)絡(luò)最大多播容量。在竊聽者計算能力有限的條件下，，改進算法在使用隨機網(wǎng)絡(luò)編碼時也能達到信息論安全。針對污染攻擊，本文還給出一種新的防污染攻擊的安全網(wǎng)絡(luò)編碼算法，該算法基于同態(tài)哈希函數(shù)和Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議，經(jīng)證明該算法能有效地抵抗網(wǎng)絡(luò)中的污染問題。該算法在信宿端進行簽名認證，中間節(jié)點只負責對收到的簽名進行計算并向下轉(zhuǎn)發(fā)。最后用仿真實驗驗證了上述性能。
[Abstract]:With the increasing application of network coding, the security problem in network coding has become one of the research hotspots. Security concerns include wiretapping and pollution. In this paper, the problem of eavesdropping and pollution in network coding is studied, and an effective secure network coding algorithm is constructed. All the researches in this paper are carried out in single-source multicast networks. In this paper, we first construct a weak security network coding algorithm based on van der Mon matrix and hash function. The source uses hash function to construct the van der Mon matrix, and the Vandermonde matrix is used to transform the source information. It has been proved that it can obtain weak security requirements in deterministic network coding and does not limit the eavesdropping ability of eavesdroppers. When the algorithm is applied to random network coding, it can ensure that the algorithm meets the requirement of weak security with probability 1 when the eavesdropper does not know the hash function. In the secret link model, the coding rate of the algorithm can reach the network multicast capacity. For eavesdropping attacks, based on cryptography, this paper constructs an information theory secure network coding algorithm for eavesdropping. In the use of deterministic linear network coding, it is proved that it can meet the requirements of information theory security. In the secret link model, the algorithm is improved to achieve the maximum multicast capacity. Under the condition that the eavesdropper's computing power is limited, the improved algorithm can also achieve information theory security when using random network coding. In this paper, a new secure network coding algorithm for pollution attack is presented. The algorithm is based on homomorphic hash function and Diffie-Hellman key exchange protocol. It has been proved that the algorithm can effectively resist the pollution problem in the network. The algorithm authenticates the signature at the destination, and the intermediate node is only responsible for calculating the received signature and forwarding it downwards. Finally, the performance is verified by simulation experiments.
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN915.08

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本文編號：2339343