基于路由选择的防搭线窃听安全网络编码

相对于传统的以路由为基础的网络理论,网络编码技术有着许多特点和优势。与此同时,它也遭受着各种各样的网络攻击,其中搭线窃听攻击就是最典型的攻击之一。提出一种基于路由选择的防搭线窃听安全网络编码方法,在已知被窃听链路位置(不可信链路位置)的情况下,对被窃听链路的传送消息进行分析。在保证网络最大流不变的前提下,尽量移除较少被窃听链路或者正常链路,以保证窃听者无法得到完整的网络源信息,而信宿节点能够正常地接收到所有的信息。根据得到的安全网络拓扑构造新的系统传输矩阵,从而获得安全网络编码,达到抵御搭线窃听攻击的目的。仿真实验证实提出的方法能够有效地抵御搭线窃听攻击。     

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。     

网络编码数据传输的联合保障机制

为了提高基于网络编码的数据传输的完整性、机密性和隐私性,提出了一种使用数字水印、栈混洗和信息认证码(MAC)等技术的安全保障机制。该机制通过异或(XOR)加密和栈混洗技术来混淆信息,提供机密性和隐私保证;通过数字水印将信息认证码随机插入混淆后的信息,进而提高机密性;中间转发节点通过验证部分信息认证码来提供完整性保证。仿真结果表明,该机制能有效降低污染信息传播跳数(低于1.5跳),即使拥有25个共谋攻击者和密钥池大小为100时,共谋概率也仅为0.1。理论分析和仿真实验证明,所提机制使得基于网络编码的数据传输能以较低的性能开销抵抗偷听攻击、流量分析攻击和污染攻击。     

新的对抗全局窃听的安全网络编码方案

现有的对抗全局窃听攻击的安全网络编码方案存在引入了带宽开销、导致了很高的计算复杂度的问题,为了降低带宽开销并且提升实际编码效率,提出了一种新的对抗全局窃听的安全网络编码方案。对于编码域大小为q的网络编码,该方案利用密钥生成两个长度为q的置换序列,并利用置换序列对信源消息进行混合和替换,从而实现对抗全局窃听攻击。该方案只需在信源节点对信源消息进行加密,在中间节点不需作任何改变。由于该方案加密算法简单、编码复杂度低并且不需要预编码操作,因此该方案没有引入带宽开销且具有较高的实际编码效率。分析结果表明该方案不但可以抵抗唯密文攻击,对于已知明文攻击也有很好的抵抗效果。     

一种新型无线网络编码数据传输方案

无线网络自身的广播特性决定了它更易受到攻击,网络编码的提出为抵御被动窃听攻击提供了新的思路。现有研究方法中,匿名路径建立过程需要很高的复杂性且编码矩阵不完全可逆,提出的新的区域推进机制能够降低匿名路径建立的复杂度,特殊的编码矩阵构造方法能够保证编码矩阵完全可逆和数据包在目的节点的无条件可解码性。分析结果表明,该方案不仅可以达到抵御被动窃听攻击的目的,确保通信的匿名性,而且可以在一定程度上减小通信过程中数据包的大小。     

一种动态多路径冗余的网络传输架构的研究

提出一种动态多路径冗余的网络传输架构。该传输架构使用移动目标防御、数据冗余编码、多路径传输控制协议等理念和技术,应用层实现并提升传输的可靠性和完整性,给网络传输带来容错容侵能力。其中,由纠删码技术所带来的冗余性,使用RS编码为传输的数据文件单元进行冗余编码处理,使得网络传输可验证、可恢复;由多路径技术所带来的异构性,对数据文件进行分块传输,且传输内容彼此异构,使得多个数据流在公共网络中表现为相互独立,加大被攻击者识别的难度;由地址跳变技术所带来的动态性和随机性,能够有效抵御基于网络资源标识的扫描攻击。该网络传输架构能够有效防御恶意嗅探、窃听、中间人攻击和重放攻击,能够有效防止数据文件传输被恶意阻断、篡改。同时,传输架构具备一定的网络安全态势感知能力。理论分析了使用该拟态传输架构能够带来的传输安全性提升,评估了各种攻击模式下的攻击成功率,并设计了一系列实验,最终得出结论:在带来5%～14%的传输时间开销的情况下,能够提高传输可靠性27%～40%。     

网络编码在窃听网络中的应用

在窃听者窃听能力受限的网络中使用网络编码传输数据时,将网络编码允许中间节点混合收到的数据组这一特点与传统密码学中一次一密的思想相结合,提出了一个基于线性网络编码的有效对抗窃听攻击的安全通信方案.该方案无需秘密信道传榆密钥,同时网络容量的使用率达到n-1/n.而且,当网络编码的系数域足够大时,该保密通信方案使用随机网络编码实现安全通信的概率趋于1.     

基于功率控制与中继协作的抗窃听攻击模型

在认知无线电网络中,由于无线通信的广播特性,容易造成链路被恶意窃听。文章首先分析主用户(授权用户)网络中直接传输下窃听概率与功率的关系。接着提出基于功率控制与中继协作的抗窃听攻击模型,计算两种不同情形下的最佳传输功率。第一种情形为窃听者只能窃听中继节点的信号,第二种情形为窃听者可以同时从源节点和中继节点窃听到信息。最后,文章通过分析安全容量给出最佳中继的选择标准。数值分析结果表明,文章模型可以通过增加中继节点的个数来降低窃听概率。此外,相较于其他模型,文章模型在抵御窃听攻击方面能达到更优的效果。     

基于哈希挑战和随机翻转的WSN通信安全

为保证无线传感器网络（WSN）通信中数据的机密性和可靠性，提出一种基于随机数据翻转和变色龙哈希挑战的轻量级安全传输方法。数据加密和签名保护过程都只需要进行最基本的比特翻转操作，计算效率更高。通过安全性分析和仿真实验验证了该方案的有效性，实验结果表明，与传统安全方案相比，当20%的传感器数据被攻击者利用中间人攻击进行干扰时，AFC的数据融合错误概率能够保持在5%到10%，而窃听者的错误概率始终接近50%。     

一种基于列表译码法的改进的安全网络编码

提出一种基于列表译码法的改进的安全网络编码算法,该算法仅在原随机编码体制的基础上对信源和信宿进行了改变,中间节点保持不变.在信源处,该算法向信源信息中加入少量冗余,并利用稀疏矩阵对其进行矩阵变换,从而增强信息在传输过程中的抗窃听能力;在信宿处,用列表译码法对收到的信息进行译码,从而对污染攻击进行检测和排除.信源和信宿之间不需要任何秘密信道.理论分析和仿真结果表明,该算法能够在多项式时间内设计完成,能够抵抗强窃听和污染等安全性攻击,使得原本的随机网络编码以很高的概率达到信息论安全的要求;该算法提高了编码速率,减小了存储空间的占用.     

遗传算法编码方案比较*

对具体问题设计合理的编码方案是遗传算法的应用难点之一,目前尚无统一的解决方法。在着重分析和比较二进制编码、实数编码、矩阵编码、树型编码和量子比特编码的基础上,总结出这些常用的遗传算法编码方案的原理、优缺点、适用范围和应用趋势等规律,并进一步探讨了遗传算法编码方案未来的研究方向。     

一种零树与游程相结合的小波图象编码方法

Shapiro的零树编码方法是众多小波图象编码方法中的佼佼者,但通过研究发现,图象的小波系数经过量化和零树编码后,如果按一定的顺序扫描,则零树根会连续出现,因此,若对Shapiro的零树编码方法进行改进,即在零树编码之后,熵编码之前,对连续排列的零树根进行游程编码,则可以进一步提高图象编码的压缩比。理论分析和实验结果均表明,该方法可取得较好的效果。     

基于小波分析的嵌入零树静态图像压缩方法

图像编码技术是多媒体系统的关键技术之一。本文分析了基于小波变换的嵌入零树编码方法的基本原理及该方法的不足，并针对这些不足提出相应的改进措施。实验表明，通过改进，缩短了编码时间，提高了压缩比。     

分布式视频编码技术研究进展

介绍了分布式视频编码与传统视频编码方法思路的不同及各自适用的应用场景,阐述了分布式视频编码的理论基础和目前普遍采用的编解码框架,分析了分布式视频编码中的Wyner-Ziv编解码器设计、辅助边信息生成、虚拟"相关信道"建模等几项关键技术存在的问题及各自解决方案的最新研究进展,最后总结了分布式视频编码的发展与研究方向,并介绍了分布式编码在视频领域的其它应用.     

几种常用图像压缩编码方法的研究及C#实现

图像压缩是数字图像处理的一项重要技术。本文研究基于统计特性的三种熵编码图像压缩编码方法—香农编码、香农-弗诺编码和哈夫曼编码。并以C#为工具,对三种编码方法进行实验及对比,并通过实验结果分析各算法的特点。实验表明,哈夫曼编码最节省存储空间,单位码长表达的信息量最为丰富;香农-弗诺编码所占的存储空间稍大于哈夫曼编码,单位码长表达的信息量比哈夫曼编码稍少一些;而香农编码所占存储空间最大,单位码长表达的信息量最少。     

基于小波和阈值的矢量量化图像压缩方法

文章介绍一种新的矢量分类搜索算法，在保持较好分类效果的情况下，加快了码书的搜索速度，同时在给定失真测度的前提下，使码书的码元数量随不同的图像而变化，自适应地调整分类结果。分类完毕后对码书不同子带和特定顺序分级组织，再对相关数据进行游程编码和熵编码。实验表明，此方法具有很好的压缩效果和较快的计算速度。     

传感器网络中的分布式信息编码

分布式编码是传感器网络研究中的一个重要内容．介绍了传感器网络中分布式编码的概念和意义，回顾了分布式信源编码的理论基础，综述了分布式信源编码的主要方法．给出了分布式编码方法在传感器阵列中的应用实例．     

甚低码率视频编码

随着新的电信服务与应用的出现，对甚低码率（６４ｋｂ／ｓ以下）视频编码的需求大大增加．文中从波形编码和模型编码两方面介绍了甚低码率视频编码技术的进展，探讨了存在的问题．     

应用于PSTN监控系统中的hs量化矩阵

该文针对PSTN远程图像监控系统应用,在对h.263,JPEG,MPEG中量化器进行比较基础上,提出了一种新的量化矩阵——hs量化矩阵。试验证明,hs量化矩阵在图像质量和压缩率方面较适合PSTN远程图像监控系统的要求。     

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.