本文選題：污染攻擊 + 網(wǎng)絡(luò)編碼��； 參考：《復(fù)旦大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的路由機(jī)制不能達(dá)到最大的信道利用率。為了達(dá)到理論上的最大速率,可以采用網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)制允許網(wǎng)絡(luò)中的中間節(jié)點對收到的信息進(jìn)行編碼。這一機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)中的運用,可以達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率,減少網(wǎng)絡(luò)擁塞,提高可靠性等效果。然而,網(wǎng)絡(luò)編碼要求網(wǎng)絡(luò)中的中間結(jié)點對所收到的包進(jìn)行隨機(jī)線性組合,因此,網(wǎng)絡(luò)編碼易受污染攻擊的威脅。網(wǎng)絡(luò)中有可能存在一些攻擊者(惡意節(jié)點)。污染攻擊是指這些惡意節(jié)點生成或者修改一些信息,并將損壞的信息注入通信網(wǎng)絡(luò)。很少的被破壞的包就會造成大規(guī)模的的污染擴(kuò)散,從而導(dǎo)致信宿節(jié)點不能正常解碼所需的數(shù)據(jù)。此外,污染攻擊會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的帶寬以及計算資源大量消耗,從而降低網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。為了解決這個問題,本文基于密碼學(xué)的方法,對網(wǎng)絡(luò)編碼中的安全問題,即污染攻擊的防御進(jìn)行了研究。主要成果如下：(1)構(gòu)造了一個適用于單源網(wǎng)絡(luò)編碼環(huán)境的對稱密鑰加密方案。前人提出過使用對稱密鑰加密防御污染攻擊的方案。然而,這些方案被攻破的概率是1/q,其中q是網(wǎng)絡(luò)編碼所用的域的大小。因此為了達(dá)到較高的安全性需要一個較大的域,而不能使用在網(wǎng)絡(luò)編碼中通常應(yīng)用的大小為28的有限域。雖然有人提出過使用有限域中的跡函數(shù)來解決這個問題,然而這個方案只能運用在單代數(shù)據(jù)傳輸上。本文對其進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計了一個使用跡函數(shù)的對稱密鑰加密方案。和以往的方案不同,本文中的方案適用于網(wǎng)絡(luò)編碼環(huán)境下的多代安全傳輸。(2)設(shè)計了一個適用于多源網(wǎng)絡(luò)編碼的混合加密方案。有人提出過適用于多源網(wǎng)絡(luò)編碼環(huán)境的公鑰或者對稱密鑰加密方案,然而這些方案有許多缺點：有些具有較高的計算開銷；而有些方案的中間節(jié)點不具有防御能力,因此有可能造成接收節(jié)點接收不到任何數(shù)據(jù)。而文中的混合加密方案則綜合了公鑰方案和私鑰方案的優(yōu)點。得益于混合加密技術(shù)的使用,該方案的計算開銷比較小,中間節(jié)點具有防御能力,而且在線帶寬開銷比以往的方案小得多。中圖分類號：TP393
[Abstract]:The traditional routing mechanism can not achieve the maximum channel utilization. In order to achieve the theoretical maximum rate, the network coding mechanism can be adopted. The network coding mechanism allows the intermediate nodes in the network to encode the received information. The application of this mechanism in the network can improve the throughput, reduce the network congestion and improve the reliability. However, network coding requires the intermediate nodes in the network to perform a random linear combination of the received packets. Therefore, network coding is vulnerable to the threat of pollution attacks. Some attackers (malicious nodes) may exist in the network. Pollution attack means that these malicious nodes generate or modify some information and inject the corrupted information into the communication network. A small number of corrupted packets will cause a massive spread of pollution, resulting in the failure of the host node to decode the required data normally. In addition, the network bandwidth and computing resources will be consumed by the pollution attack, which will reduce the throughput of the network. In order to solve this problem, based on the cryptographic method, this paper studies the security problem in network coding, that is, the defense of pollution attack. The main results are as follows: 1) A symmetric key encryption scheme for single source network coding environment is proposed. Previous studies have proposed a scheme of using symmetric key encryption to defend against pollution attacks. However, the probability of these schemes being breached is 1 / Q, where Q is the size of the domain used for network coding. Therefore, in order to achieve higher security, a large domain is required, rather than a finite field of 28, which is usually used in network coding. Although it has been proposed to use trace function in finite domain to solve this problem, this scheme can only be applied to single generation data transmission. In this paper, we improve it and design a symmetric key encryption scheme using trace function. Different from the previous schemes, the scheme in this paper is suitable for multi-generation secure transmission in the network coding environment. A hybrid encryption scheme for multi-source network coding is designed. Some people have proposed public key or symmetric key encryption schemes suitable for multi-source network coding environment. However, some of these schemes have many disadvantages: some have high computational overhead, and some schemes have no defense capability on intermediate nodes. As a result, it is possible that the receiving node will not receive any data. The hybrid encryption scheme combines the advantages of public key scheme and private key scheme. Thanks to the use of hybrid encryption technology, the computation cost of the scheme is relatively small, the intermediate node has defense capability, and the online bandwidth cost is much smaller than the previous scheme. Middle map taxonomy number: TP393
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN915.08

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本文編號：1978783