【摘要】：網(wǎng)絡編碼允許網(wǎng)絡中間節(jié)點對接收到的數(shù)據(jù)包進行編碼后再轉(zhuǎn)發(fā),利用中間節(jié)點的計算開銷換取網(wǎng)絡的傳輸增益。同時,由于網(wǎng)絡中中間節(jié)點參與數(shù)據(jù)包編解碼,攻擊者只需注入少量污染信息就可導致對合法數(shù)據(jù)包造成污染,最終使目的節(jié)點無法正確解碼原始數(shù)據(jù)包。網(wǎng)絡編碼面臨的安全問題制約了其發(fā)展,現(xiàn)階段網(wǎng)絡編碼面臨的攻擊主要有污染攻擊和竊聽攻擊,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡安全機制已不再適用于網(wǎng)絡編碼。本文聚焦安全網(wǎng)絡編碼,在單源多播網(wǎng)絡場景下提出了兩種有效應對網(wǎng)絡編碼安全問題的方案。首先,針對無線網(wǎng)絡易遭受污染攻擊且網(wǎng)絡攻擊方式多樣化的問題,提出一種基于RSA(Rivest Shamir Adleman)簽名的能有效抵抗多重攻擊的安全網(wǎng)絡編碼方案。本方案通過同時引入代標識符和時間戳兩個參數(shù)并結(jié)合RSA簽名方案來抵御代內(nèi)污染攻擊、代間污染攻擊和重放攻擊,并利用同態(tài)性質(zhì)來降低系統(tǒng)帶寬消耗。安全性分析表明本方案能有效提高無線網(wǎng)絡在遭受污染攻擊和重放攻擊時的安全性,性能分析表明本方案在計算開銷上略高于其他方案,但在網(wǎng)絡安全保障上優(yōu)勢明顯。其次,針對同代消息內(nèi)的污染攻擊以及多節(jié)點相互合作的共謀污染攻擊,提出一種能進行雙重認證的安全網(wǎng)絡編碼方案(Double Authenticated Network Coding Scheme,DANC)。DANC方案通過在信源處對消息進行隨機化,一定程度上達到防竊聽攻擊的效果,同時在中間節(jié)點處對信源發(fā)送的消息進行兩次驗證,第一次驗證可過濾掉非法數(shù)據(jù)包,第二次驗證可判斷編碼后的數(shù)據(jù)包是否被污染,從而節(jié)省網(wǎng)絡資源。本文首先對方案安全性進行證明,其次分析了本方案的性能,結(jié)果表明本方案可在計算復雜度和安全性兩方面達到一個合理的均衡點,且其安全性優(yōu)于其它方案。
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.08

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