防污染的安全网络编码研究

发布时间：2017-05-24 05:09

  本文关键词：防污染的安全网络编码研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：计算机技术的快速发展,使得网络通信技术应用于人们社会生活的各个方面,工作、生活变得越来越依赖于大量的网络通信,数据传输需求也在不断地快速增长,然而,网络的带宽是有限的,而如何更有效地传送数据便成为了一个不可忽视的重大问题。同时,传统网络的传输模式很难实现多播网络的最大流,而网络编码技术则带来了另一种思维方式,使得多播网络最大流的实现成为可能。 另一方面,网络编码技术存在着非常严重的安全性问题,由于需要中间节点对数据进行编码处理的特性,网络编码面对污染攻击时极为脆弱,少量的污染消息就可能导致较大数量的合法消息受到污染,不仅浪费了带宽,而且可能导致接收节点对消息的译码出错。污染攻击已经成为了一个制约网络编码广泛应用的巨大障碍,而研究防污染的安全网络编码则成为了当前网络编码研究的一个重要方面。 本文主要对防污染的安全网络编码进行了研究,基于不同验证思想,提出了两种安全网络编码方案。 本文首先重点研究了一种基于线性子空间的签名方案,并分析了之后的一些改进方式以及各自的优缺点,然后提出了一种新的基于线性子空间签名的安全网络编码方案,该方案相比原方案来说,签名和验证的效率基本相当,同时安全性得到了一定保证,另外不需要每次签名均更新所有密钥,而且极大地减少了方案生成的线性子空间签名的长度。 本文接着重点研究了一种轻量级的同态签名方案,分析了其优缺点,同时研究了一种对消息进行自适应验证的机制,然后提出了一种新的基于同态签名的自适应安全网络编码方案,该方案通过引入自适应验证的思想,使得同态签名可以更加有效地应用于实际网络中,验证效率得到了很大的提高,同时对原本的自适应机制也有一定的改进。
【关键词】：安全网络编码 污染攻击 子空间签名 同态签名 自适应
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.08
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 研究现状12-14
• 1.3 主要研究工作14-15
• 1.4 论文的结构安排15-16
• 第二章 理论基础知识16-27
• 2.1 网络编码基础知识16-23
• 2.1.1 图论基础知识16-17
• 2.1.2 网络流量模型17-18
• 2.1.3 蝶形图18-20
• 2.1.4 网络编码的定义20-21
• 2.1.5 随机线性网络编码21-23
• 2.2 污染攻击及防御简介23-24
• 2.3 同态签名方案的基本模型24-25
• 2.4 密码学基础知识25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 基于线性子空间签名的安全网络编码方案27-45
• 3.1 基于线性子空间签名的方案27-30
• 3.1.1 Zhao等提出的方案27-29
• 3.1.2 改进方向29-30
• 3.2 本章提出的方案30-38
• 3.2.1 方案的主要构成30-33
• 3.2.2 方案的正确性证明33-34
• 3.2.3 方案的安全性分析34-38
• 3.3 提出方案的性能分析与仿真38-43
• 3.3.1 签名与验证的性能分析39-42
• 3.3.2 签名长度分析42-43
• 3.4 提出方案的进一步改进43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 基于同态签名的自适应安全网络编码方案45-63
• 4.1 同态签名和自适应验证45-48
• 4.1.1 同态签名方案45-47
• 4.1.2 自适应验证机制47-48
• 4.2 本章提出的方案48-56
• 4.2.1 方案的主要构成48-52
• 4.2.2 方案的正确性证明52-54
• 4.2.3 方案的安全性分析54-56
• 4.3 提出方案的性能分析与仿真56-62
• 4.3.1 签名与验证的性能分析56-59
• 4.3.2 随机污染的验证性能分析59-60
• 4.3.3 自适应验证的性能分析60-61
• 4.3.4 自适应验证的改进分析61-62
• 4.4 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 罗海;王彩芬;冯帆;于志轩;;多源网络编码同态签名方案[J];计算机应用研究;2011年04期

2 杨军;戴彬;黄本雄;黄辰;;基于网络编码的分层P2P网络的拓扑感知算法研究[J];计算机工程与科学;2011年02期

3 周秀媛;王彩芬;罗海;;基于RSA的多源网络编码签名方案[J];计算机工程与设计;2012年05期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 郭钦;网络编码的编码复杂性和算法研究[D];北京邮电大学;2011年

2 周业军;防污染和防窃听的网络编码[D];西安电子科技大学;2009年

3 马松雅;网络编码算法与协议设计[D];北京邮电大学;2010年

4 肖倩;基于网络编码的无线传感器网络数据收集模型与协议研究[D];北京邮电大学;2012年

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本文编号：389869