无线Mesh网中网络编码的研究进展

无线Mesh网络是一种具有广泛应用前景的无线接入系统,网络编码允许网络节点对接收的数据报文进行加工处理,为解决Mesh网网络问题提供了一条新途径。通过对比在单播中网络编码和传统路由的不同,阐述了网络编码基本原理;然后总结了网络编码的发展现状;分析和归纳了网络编码提高无线Mesh吞吐量、可靠性、安全性等性能的应用;最后对网络编码在Mesh网络中的进一步研究方向进行了展望。     

网络编码的研究进展

网络编码允许网络节点在传统数据转发的基础上参与数据处理,已成为提高网络吞吐量、鲁棒性和安全性的有效方法.在介绍网络编码基本原理的基础上,比较了集中式和分布式网络编码构造方法的优缺点,并对实用网络编码设计中涉及的同步、纠错、编解码速度等问题进行了评述;进而,对网络编码在无线网络、P2P系统、分布式文件存储和网络安全等领域的最新应用进行了总结;最后对网络编码的理论和应用研究的发展趋势进行了分析与展望.设计简单高效的实现机制,并与其他领域的技术如信道编码与调制、路由算法、队列调度以及流媒体技术等的结合,将是网络编码发展的一个重要趋势.     

低延迟高效率的机会网络编码扩展算法

为提高编码程序对网络吞吐量和网络延迟的增益,在机会网络编码的基础上,利用自适应处理进行升级,提出一种机会网络编码扩展算法。该扩展算法作为通信栈中的一个独立层,仅依赖于节点本身的信息。在分组编码模块,编码算法搜索编码机会,寻找将消息附加到传出分组的机会;在决策制定过程中,根据网络链路质量的变化自动调整容限角;在自适应处理观察编码过程,采用与编码相关的参数。实验结果表明,与面向传输优化的机会网络编码(ONC-TO)、基于聚类的网络编码方法 (CNC),以及不使用网络编码方法相比,所提编码程序能够显著提升网络有效吞吐量,降低延迟。     

物理层网络编码研究进展

在无线协作环境下,充分利用无线电磁波的广播特性进行物理层网络编码(PLNC)可获得更大的吞吐量和频谱利用率。在物理层网络编码基本思想的基础上,首先着重介绍三类物理层网络编码技术--有限域上的物理层网络编码、模拟网络编码和复数域上的网络编码,给出它们相关理论的研究现状,并对与此相结合的新技术进行了介绍;然后论述目前物理层网络编码应用实现的现状;最后对物理层网络编码相关理论及其应用实现的发展趋势进行了分析与展望。物理层网络编码理论的进一步完善,相关安全性的研究,以及与协作通信理论,如信道编码与调制、中继选择、调度及资源分配等进一步紧密结合等,将是其研究的重要趋势。     

网络编码中ACK类攻击的防御研究

近年来,网络编码以其巧妙的思想展现出生机勃勃的应用前景,但是安全问题一直是其在网络中大规模应用的最大障碍.本文分析了网络编码中存在的特有的ACK类攻击,给出了针对该类攻击的基于典型集和哈希函数以及马尔可夫模型的防御方法,并利用数据挖掘的方法获得了典型集的元素组成,同时分析了TCP流中ACK状态数的分布,展望了网络编码的发展方向.     

视频流传输中的网络编码综述

网络视频应用增长迅猛,利用网络编码（NC）来提高网络吞吐量和传输可靠性进而改善视频流传输质量成为研究热点。针对如何优化网络编码进行视频流传输这一问题,必须要结合视频流自身特性作出改进并综合考虑所处的网络环境,才能充分发挥网络编码的优势。首先回顾了网络编码的基本概念和方法;然后对网络编码应用于视频流传输时需要考虑的视频业务特性,包括进行不等差错保护以优先保障重要等级视频数据包、降低数据包传输延迟以满足视频流实时性需求、增强网络差错恢复策略以提升传输可靠性等作了分析和归纳;接着阐述了基于网络编码的视频流传输策略在包括P2P、多源协作及内容中心网络等典型场景中的应用;最后对网络编码应用于视频流传输的研究趋势进行展望。     

基于社区优化的深度网络嵌入方法

随着现代网络通信和社会媒体等技术的飞速发展,网络化的大数据由于缺少高效可用的节点表示而难以应用。将高维稀疏难于应用的网络数据转化为低维、紧凑、易于应用的节点表示的网络嵌入方法受到广泛关注。然而已有网络嵌入方法得到节点低维特征向量后,再将其作为其他应用（节点分类、社区发现、链接预测、可视化等）的输入来作进一步分析,没有针对具体应用构建模型,难以取得满意的结果。针对网络社区发现这一具体应用,提出结合社区结构优化进行节点低维特征表示的深度自编码聚类模型CADNE。首先基于深度自编码模型,通过保持网络局部及全局链接的拓扑特性来学习节点的低维表示,然后利用网络聚类结构对节点低维表示进一步优化。该方法同时学习节点的低维表示和节点所属社区的指示向量,使节点的低维表示不仅能保持原始网络结构中的拓扑结构特性,而且能保持节点的聚类特性。与已有的经典网络嵌入方法进行对比,结果显示CADNE模型在Citeseer和Cora上取得最优聚类结果,在20NewsGroup上准确率提升最高达0.525;分类性能在Blogcatalog、Citeseer数据集上取得最好结果,在Blogcatalog上训练比例20%时比基线方法提升最高达0.512;并且CADNE模型在可视化对比中能够得到类边界更加清晰的节点低维表示,验证了所提方法具有较好的节点低维表示能力。     

使用改进自编码器的细粒度图像分类研究

针对深度连续聚类算法(Deep Continuous Clustering, DCC)特征提取能力有限,对复杂图像不能提取足够有效细节特征的不足,本文提出一个新的循环卷积自编码器(Recurrent Convolutional Auto-Encoder, R-CAE).自编码器结合门控循环网络GRU和卷积网络CNN构造编码层;同时在门控循环网络GRU部分添加空间域注意力通道,增强网络的特征学习能力.图像信息经过R-CAE自编码器编码后获取细节信息,传入经典卷积神经网络学习特征;当优化结果接近或者达到聚类阈值的时候,获得最终的聚类结果实现分类.训练过程中,模型首先预训练,确定自编码器参数;然后结合编码部分和经典网络学习训练,微调网络参数.本文通过实验证明了改进方法结合DCC在聚类实验中优于大部分经典聚类算法,在针对真实图像的细粒度分类实验中也有显著的进步.     

谈网络解码在无线网络技术中的应用

网络编码可以优化网络传输的性能,网络编码的基本思想是网络节点不仅对数据进行存储转发,还参与数据处理。网络编码的出现迎合了无线网络技术的发展。本文关注了网络编码在无线网络中的研究和应用,初步探讨了面对网络编码,我们应采取和研究的信息安全措施,同时提出了针对网络编码应着力解决的研究问题以及无线网络技术如何依靠网络编码进行安全有效的信息交换,并对其发展进行了展望。     

基于网络编码的无线多媒体技术研究进展

近年来国内外学者积极研究了网络编码在无线多媒体传输系统中的应用,取得了积极的研究成果。首先分析了网络编码给多媒体传输带来的机遇和挑战,接着介绍了网络编码在多媒体传输中的常用应用机制,然后结合典型的无线多媒体应用场景,如无线多媒体组播/广播/单播、无线视频会议等,总结了基于网络编码的无线多媒体技术的最新研究进展,最后对其研究趋势进行了展望。     

Secure network coding for wireless mesh networks: Threats, challenges, and directions

In recent years, network coding has emerged as a new communication paradigm that can significantly improve the efficiency of network protocols by requiring intermediate nodes to mix packets before forwarding them. Recently, several real-world systems have been proposed to leverage network coding in wireless networks. Although the theoretical foundations of network coding are well understood, a real-world system needs to solve a plethora of practical aspects before network coding can meet its promised potential. These practical design choices expose network coding systems to a wide range of attacks.We identify two general frameworks (inter-flow and intra-flow) that encompass several network coding-based systems proposed in wireless networks. Our systematic analysis of the components of these frameworks reveals vulnerabilities to a wide range of attacks, which may severely degrade system performance. Then, we identify security goals and design challenges in achieving security for network coding systems. Adequate understanding of both the threats and challenges is essential to effectively design secure practical network coding systems. Our paper should be viewed as a cautionary note pointing out the frailty of current network coding-based wireless systems and a general guideline in the effort of achieving security for network coding systems.     

Securing Cloud Computing from Flash Crowd Attack Using Ensemble Intrusion Detection System

Flash Crowd attacks are a form of Distributed Denial of Service (DDoS) attack that is becoming increasingly difficult to detect due to its ability to imitate normal user behavior in Cloud Computing (CC). Botnets are often used by attackers to perform a wide range of DDoS attacks. With advancements in technology, bots are now able to simulate DDoS attacks as flash crowd events, making them difficult to detect. When it comes to application layer DDoS attacks, the Flash Crowd attack that occurs during a Flash Event is viewed as the most intricate issue. This is mainly because it can imitate typical user behavior, leading to a substantial influx of requests that can overwhelm the server by consuming either its network bandwidth or resources. Therefore, identifying these types of attacks on web servers has become crucial, particularly in the CC. In this article, an efficient intrusion detection method is proposed based on White Shark Optimizer and ensemble classifier (Convolutional Neural Network (CNN) and LighGBM). Experiments were conducted using a CICIDS 2017 dataset to evaluate the performance of the proposed method in real-life situations. The proposed IDS achieved superior results, with 95.84% accuracy, 96.15% precision, 95.54% recall, and 95.84% F1 measure. Flash crowd attacks are challenging to detect, but the proposed IDS has proven its effectiveness in identifying such attacks in CC and holds potential for future improvement.     

基于混沌序列的双重加密安全网络编码方案设计

针对当前对抗全局窃听的网络编码方案计算量大、占用带宽大、安全性不高等问题,提出一种基于混沌序列的双重加密方案。首先,利用密钥对传输数据的最后一维进行加密,加密时用数据本身扰动混沌序列;然后,用另一密钥和随机数密钥生成编码系数矩阵,此时用m序列对混沌序列进行扰动;最后,用得到的编码系数矩阵对未加密消息和加密消息进行线性组合,实现对抗全局窃听。由于编码系数矩阵是由密钥生成的,不需要在信道中传输编码系数,相对于实体网络编码（SPOC）方案,所提方案节省了网络中对编码系数传输的带宽开销。分析和实验结果表明,该方案提高了网络的安全性能,对唯密文攻击和已知明文攻击都能起到作用,并且提高了传输效率,算法复杂度适中。     

分布式拒绝服务攻击：原理和对策

1 引言随着网络技术的发展,Internet正以迅猛强劲之势渗透到社会的各个层面。无论是在商业领域、教育科研机构或政府组织,人们日益感受到它的潜在魅力与巨大益处,从网上信息发布到电子商务,从个人主页到公司广告,从虚拟社区到政府上网,我们的生活和工作都因Internet而增添了新的内容和形式。Internet设计     

Short signature scheme for multi-source network coding

It has been proven that network coding can provide significant benefits to networks. However, network coding is very vulnerable to pollution attacks. In recent years, many schemes have been designed to defend against these attacks, but as far as we know almost all of them are inapplicable for multi-source network coding system. This paper proposed a novel homomorphic signature scheme based on bilinear pairings to stand against pollution attacks for multi-source network coding, which has a broader application background than single-source network coding. Our signatures are publicly verifiable and the public keys are independent of the files so that our scheme can be used to authenticate multiple files without having to update public keys. The signature length of our proposed scheme is as short as the shortest signatures of a single-source network coding. The verification speed of our scheme is faster than those signature schemes based on elliptic curves in the single-source network.     

窃听攻击下子空间码的安全性

子空间码与随机线性网络编码相结合的网络系统具有编译码复杂度低、无需附加编码矢量和非相干通信等优点,曾被用于网络纠错。针对子空间码在窃听攻击下的安全性能,将攻击者猜测信源消息的成功概率作为子空间码的安全性度量。基于Cai和Yeung提出的网络窃听模型,采用线性代数和组合学方法,定量计算了攻击者的猜测概率并得到了闭式解。分析结果表明,子空间码具有概率意义下的弱安全性,但与许多完美安全或弱安全编码方案相比,子空间码具有复杂度低、灵活性高、拓扑不受限、可对抗多边窃听等优势,因此子空间码适用于计算受限且安全性能要求不高的应用。     

网络攻击与防御技术研究

该文阐述了当今网络的安全现状以及未来展望,根据对网络攻击手段的了解,使用C Builder语言编写了一个网络攻击集成工具。通过对工具进行一系列测试,更加清楚地掌握了网络攻击的原理、路径和攻击效果,最后提出了针对这些攻击手段的防御策略。     

基于网络编码的ECC验证方案在WSN中的研究

网络编码在无线传感器网络应用,改善了无线传感器网络的性能。虽然与之前相比,其安全性有所提高,但当面临安全攻击（被动攻击和主动攻击）时,整个网络系统的安全性仍然亟待提高。提出了一种改进方案,该方案结合密码学中椭圆曲线加密算法,并基于应用网络编码的无线传感器网络,采用加密验证方案。使传感器节点在电量受限的情况下,传输更多的有效数据。同时,增强了无线传感器网络节点之间通信的安全性,以及WSN其鲁棒性和容错性。     

基于网络编码的拓扑推断研究综述

拓扑结构是重要的网络性能参数之一,尤其是对网络监控和管理而言,获取网络拓扑是一个很有意义的基础问题。网络编码技术的出现为网络拓扑推断提供了新的思路,中间节点的网络编码操作使得编码数据与网络拓扑结构之间存在着紧密的联系,基于网络编码的拓扑推断正是利用这种联系对网络拓扑结构进行分析识别。与利用网络层析成像实现拓扑推断相比,基于网络编码的拓扑推断有许多优势,如提高拓扑推断的准确性、降低推断算法的复杂度等。总结了网络编码技术在网络拓扑推断中的应用及研究现状。