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。     

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。     

基于同步卫星通信网络的弱安全网络编码

卫星通信能够克服地面组播通信中用户频繁变动带来的不足,但其使用无线传输媒介传递信息,会导致信息泄露.针对其星间链路上存在被窃听的威胁,构造了一种防窃听的弱安全网络编码方案.该方案中,利用阈值方案达到信源与信宿共享密钥的目的,数据传输过程中,信源首先对数据进行加密,然后再利用网络编码技术对信息进行编码并传输.由于窃听者不知道加密矩阵,因此其无法得到关于信源任何有意义的信息.本方案能够防止窃听者窃听到星间链路上传输的信息,达到了弱安全的要求,同时利用网络编码技术,提高了网络容量的利用率.     

混沌序列在安全网络编码算法中的应用研究

为提高网络编码的安全性提出了一种在信源处使用混沌序列与信源信息相结合,在信宿处列表译码的安全网络编码算法。该算法使用改进型Logistic映射产生混沌序列对信源消息进行处理,传输过程保持原有网络编码体制不变,可以抵抗多种窃听和污染攻击。经过系统仿真及理论分析可知,该算法舍弃部分带宽来保证网络的安全性,以较小的开销达到了信息论安全的要求。最终实现了混沌序列在安全网络编码算法中的应用。     

基于稀疏矩阵的低复杂度安全网络编码算法

针对安全网络编码复杂度较大的问题,提出一种基于稀疏矩阵的安全网络编码算法。利用稀疏矩阵占用较少的存储空间和运算速度快的优点,在信源处将信源信息与稀疏矩阵进行矩阵变换操作,使得随机网络编码能以较高的概率达到信息论安全的要求。仿真结果表明,该算法能提高编解码速率,降低复杂度,减少存储空间。     

低轨卫星网络中的防窃听网络编码研究

针对低轨卫星网络中传输容量低、数据易被窃听等特点,构造一种适合于低轨卫星网络的防窃听网络编码方案。该方案中,信源、信宿卫星利用LFSR分别生成加密矩阵和解密矩阵对数据进行加密,中节卫星对收到的数据进行编码并转发。结果表明该网络编码方案在低轨卫星网络中能够达到弱安全,同时提高网络容量的利用率。     

秘密共享和网络编码在窃听网络中的应用

受传统密码学中保密通信方法和秘密共享思想的启发,构造了一个适用于使用网络编码进行数据传输的窃听网络中的安全通信方案。该方案利用原始随机比特串生成新随机比特串来加密信源消息数据,再由得到的密文生成一秘密数据串来混合原始随机比特串,最后利用随机线性网络编码实现对网络容量的高效利用。而且,该方案没有使用秘密信道传输密钥,也没有为实现安全通信而构造依赖网络拓扑结构、满足特殊条件的网络编码。     

一种基于混沌序列的安全网络编码设计与分析

提出了一种低开销的安全网络编码方案。该方案利用混沌序列较高的随机性和对初始条件极度敏感的特性,将混沌序列与原始信源消息向量相结合,构造出“一次一密”的密码体制,从而实现该编码方案的完善保密性。该方案仅在原随机网络编码体制的基础上对信源进行了改变,中间节点保持不变,具有普遍通用性;并且在信源处仅加入一个干扰信号来保证编码方案的安全性。理论分析结果表明,在攻击者具有有限窃听能力的情况下,该安全网络编码方案可以保证完善其保密性,且发送信号的开销最小。     

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.     

联合编码开销与安全性能的网络编码优化方案

网络编码技术在提高网络吞吐量和传输效率等方面具有很大优势,但该技术需要在节点处进行额外编码操作,增加了编码开销。针对在保证最大多播速率的前提下,降低编码开销的同时兼顾网络编码安全程度的问题,现提出一种联合编码开销与安全性能的网络编码优化方案。该方案首先在基于预选择机制的小生境遗传算法的基础上加入了预处理机制。其次,构建了新的适应度函数。最后采用了一种更科学的种群规模的确定方式。仿真结果表明,该算法比传统的基于遗传算法的网络编码优化方案在收敛时间、进化代数、编码开销和安全程度四个方面更具优势。     

基于密钥矩阵的组播密钥管理方案

安全性是组播应用的基本需求,安全、高效的组播密钥管理方案是保证组播通信安全的关键。该文在分析组播通信安全需求的基础上,提出一种基于密钥矩阵的组播密钥管理方案。该方案利用密钥对进行密钥更新,适合网络拓扑变化频繁、带宽有限的网络需求。通过比较发现,该方案在通信、存储开销以及计算复杂度方面均优于LKH, Iolus等其他方案。     

基于信息论安全的防窃听网络编码方案

为提高组播通信网络中信息传输的安全性,提出一种基于信息论安全的网络编码方案。利用大素数及其本原根产生不同的噪声符号,并将噪声符号与原始信息进行混合,达到隐藏信息的目的。分析结果表明,该方案通过舍弃少量带宽,使网络编码以很高的概率达到信息论安全的要求,当信源与信宿之间有一条专用的安全信道时,可在不增加通信开销的前提下使网络的信息论安全概率为1。     

单断言的密文区间检索方案的安全分析

为保护用户数据隐私,用户通常将敏感数据加密后外包存储在半可信的服务器上。为防止泄露用户隐私信息,蔡克等(蔡克,张敏,冯登国.基于单断言的安全的密文区间检索［J］.计算机学报, 2011, 34(11):2093-2103)首次提出单断言密文区间检索方案,而之前在密文数据上的区间检索都通过多次断言实现。使用三角函数关系和矩阵理论,通过密文区间索引直接产生敏感数据的排列信息,证明该单断言密文检索方案不是唯密文安全的。为避免这种安全缺陷,通过引入随机元素构造了安全的单断言密文检索改进方案,并分析了改进方案的复杂性。     

网络编码下的网络电视条件接收系统关键技术

网络编码的主要优点是提高网络吞吐量、均衡网络负载以及提高带宽利用率,尤其适合无线网络、Ad Hoc、P2P以及流媒体传输等领域,在构建IP网络电视方面具有巨大的潜力。研究在网络编码下构建网络电视的条件接收系统,提出了一种基于随机网络编码(RLNC)和SPOC模型的轻量级加密方法和一种高效的层次组密钥分发管理方案。所提方案具有加密数据量非常小的优点,适合用于网络电视实时流媒体加密,同时结合MPEG多分辨率的特点,可以针对各种付费用户,根据不同的收费提供不同网络视频质量。性能分析表明,所提方案利用网络编码提高了网络吞吐量,同时加密数据量远小于传统的IP网络电视加密方法,层次组密钥分发管理方案有效解决了密钥分发问题。     

一种基于多层次校验的低恢复成本纠删码

随着纠删码在分布式存储系统中的实际应用,纠删码为存储系统提供了更加优秀的存储效率,但当节点丢失时,相较于传统副本技术更多的网络传输带宽开销成为了造成系统性能瓶颈的关键因素。为了解决MDS编码高带宽开销对系统性能的影响,一类新型编码方案——分组码被应用在分布式存储系统中,相较于传统MDS编码能够有效地降低节点修复时的数据传输量,从而减少网络带宽需求。在Pyramid分组码的基础上进行层次扩展,提出一种HLRC（hierarchical local repair codes）纠删码。HLRC相较于LRC引入了层次编码模型,将原始数据块构建为编码矩阵,根据层次进行分别编码,生成包含数据块范围不同的局部校验块;每个层次包含的数据块数量不同,可以保证修复节点时的低修复成本,同时还拥有较高的存储效率。HLRC相较于Pyramid拥有额外的校验块冗余,能够降低校验块出错和多节点出错时的恢复开销。在基于Ceph的分布式存储系统中的实验结果表明,HLRC与Pyramid等分组码相比,单节点修复开销最高可降低48.56%,多节点修复开销最高可降低25%。     

抗万能攻击的安全网络编码

提出了一种能够抵抗万能攻击者的安全网络编码算法。在敌人可以窃听所有节点和信道及污染zo个链路的情况下,该算法利用稀疏矩阵对信源信息进行矩阵变换,增强了信息的抗窃听能力,并利用列表译码法在信宿处进行译码,对污染攻击进行检测和排除。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弱安全的要求;同时提高了编码速率,减小了存储空间的占用。更重要的是,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修改,中间节点保持不变。     

基于多级网络编码的多副本云数据存储

云数据存储的快速发展对数据的可用性提出了较高要求.目前,主要采用纠删码计算数据编码块进行分布式冗余数据存储来保证数据的可用性.虽然这种数据编码技术保证了存储数据的安全性并减少了额外的存储空间,但在损坏数据恢复时会产生较大的计算和通信开销提出一种基于多级网络编码的多副本生成和损坏数据恢复算法算法基于多级网络编码对纠删码的...