基于網(wǎng)絡(luò)編碼和Hash函數(shù)的一個保密通信方案.pdf

1、R.W.Yeung、R.Ahlswede等人在2000年首次提出網(wǎng)絡(luò)編碼的概念。網(wǎng)絡(luò)編碼一改以往store-and-forward的路由方式，允許中間結(jié)點對輸入信道的輸入信息進行編碼后再傳輸出去。通過網(wǎng)絡(luò)編碼，可以充分的利用網(wǎng)絡(luò)的信道通信容量，達到由最小割最大流定理所確定的最大流上界。根據(jù)節(jié)點的輸入和輸出關(guān)系不同可分為線性網(wǎng)絡(luò)編碼和非線性網(wǎng)絡(luò)編碼。其中線性網(wǎng)絡(luò)編碼的編碼簡單，實施方便。因而對于網(wǎng)絡(luò)編碼的研究大多基于線性網(wǎng)絡(luò)編碼。

2、　　 在傳統(tǒng)的信息傳輸過程中，對一些重要的信息要設(shè)法提高傳輸?shù)陌踩浴Ｄ敲丛诰W(wǎng)絡(luò)編碼中，必然也存在安全性問題。問題是能否結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼的特殊性，來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩阅?答案是肯定的。N.Cai和W.Yeung在文獻[24]中提出了安全性問題的模型，即竊聽信道通信網(wǎng)絡(luò)(CSWN)模型。并給出了在這個問題模型上存在安全的線性網(wǎng)絡(luò)編碼的充要條件，同時也給出了一個解決的方法。后來基于這個方法，有許多方法被陸續(xù)提出。如在CSWN上用秩距碼來實現(xiàn)

3、安全通信。無論使用何種方法，保證通信安全的方法都是在要傳輸?shù)男畔⒅屑尤肴哂嘧址?。如果竊聽者能夠同時竊聽到t條信道的話，那么加入的冗余至少要t個。在竊聽者能夠同時竊聽到的信道數(shù)量比較大的情況下，嚴重的降低了信息傳輸?shù)男省?br>　　 為了減少所加入的冗余字符的數(shù)量，提高信息傳輸?shù)男?。M.Adeli和H.Liu在參考文獻[36]中提出了一個基于線性網(wǎng)絡(luò)編碼和Hash函數(shù)的安全通信協(xié)議。該協(xié)議利用帶密鑰的Hash函數(shù)，只需添加一個獨立于

4、消息字符的隨機變量k，便可以在要傳輸?shù)拿總€字符上疊加上一個隨機變量，從而對要傳輸?shù)南⑦M行了加密。為了達到完善保密性的要求，隨機變量k至關(guān)重要。一旦k被竊聽者竊聽，則竊聽者便能綜合所竊聽到信息，很容易地恢復(fù)出信源傳輸消息的部分信息。M.Adeli和H.Liu在參考文獻[36]中，給出的保密k的方法存在嚴重的漏洞，一旦竊聽到的信道組合得當(dāng)，便能很容易的恢復(fù)出k。該論文對之進行了改善，得到了能夠完全的保密k，從而實現(xiàn)完善保密性要求的可行的編