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。

一种改进Logistic混沌序列安全网络编码设计

针对多源组播带宽利用率较低和构造算法收敛时间过长的不足,提出了确定线性逐层构造算法。该方案只需通过一次试播,即可逐层构造各个编码节点的编码系数,并对出现数据冗余的链路进行修剪枝操作,最终使信宿端接收到的全局编码矩阵满秩,从而顺利解码。针对网络编码中的全局窃听攻击和污染攻击,从密码学角度出发,提出了一种基于混沌序列的安全网络编码方案,通过改进Logistic混沌序列对原始消息的最后一维数据进行加密,并利用m序列扰动混沌序列构造全局编码矩阵,实现将加密的原始信息与全局编码矩阵线性组合进行传输并在信宿端点构造线性列表,对污染信息进行过滤。通过仿真与数据分析可得:该方案提高了多源组播的通信效率,在抵抗全局窃听攻击的同时,还可以滤除污染信息,使网络的安全性进一步得到提高。

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。

一种网络编码机密性保障机制——C-Coding

为了解决现有网络编码的机密性保障机制不能抵御全局的窃听攻击,并且需要牺牲一定的带宽以实现香农安全的问题,提出了一种机密性保障机制C-Coding以抵御针对网络编码的全局窃听攻击。对随机线性编码的机密性进行了定量分析并运用于C-Coding。理论分析和攻击实验表明该机制可在全局窃听假设下为基于网络编码的传输提供较高的机密性保障。实验结果显示在密钥长度不小于13时,受遗传算法攻击时成功概率几乎为0。使用该机制能较好地保证基于编码的网络传输的安全高效。