基于CBC的抗拜占庭攻击安全网络编码模型研究与设计

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:storm030
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在网络安全通信问题中,抵御拜占庭攻击越来越受到广大科研究工作者的关注,并且成为当前研究的热点问题。当网络中存在这种攻击时,攻击者不仅想得到一些有用的消息,还想通过多种手段来阻止通信双方的正常通信,即加入错误信息或修改正常传输中的信息。因此,在较大规模的网络环境下,拜占庭攻击严重威胁网络中数据的安全传输。针对网络中拜占庭攻击问题,如果单靠传统的密码技术,诸如数据加密、Hash函数和消息认证等方式来确保数据的安全传输,存在一定的局限性,因此寻找一种安全、高效的数据传输方式就显得尤为必要。网络编码理论的核心思想是通过网络中路由节点对其多个输入消息在转发前进行编码组合,以实现“最大流最小割”定理所确定的最大理论传输量,从而提高网络信道的吞吐量。但是随着的研究工作的进一步深入,科研人员发现网络编码也是解决安全网络数据传输的有效方法。从实用的角度出发,线性网络编码对于拓扑结构动态变化或者规模较大的网络,实用性并不强;随机网络编码的编码系数从有限域中随机均匀选取,对线性编码相关的信源信息进行压缩,以适应拓扑变化较大或规模较大的网络场景,具有很强的实用性。鉴于以上特点,本文将传统CBC(密码分组链接)技术与随机网络编码理论相结合,构建一种基于CBC的抗拜占庭攻击的安全随机网络编码(S-RBA-RNC)模型。本文的主要工作如下:1.根据网络编码在数据传输过程中不同阶段的特殊情况,定义了两种不同情形的拜占庭攻击。并对于这两种拜占庭攻击的情形进行了详细的分析与描述。2.将CBC技术与随机网络编码相结合,提出了一种抗拜占庭攻击的安全随机网络编码(S-RBA-RNC)模型,并证明了其正确性和安全性。3.抗拜占庭攻击的安全随机网络编码(S-RBA-RNC)模型无需信宿节点了解任何网络拓扑结构,拜占庭攻击者的计算能力无限定,并且攻击者可以获得编码方案。在信道数量不超过门限值的情况下,安全随机网络编码方案是安全的。4.通过分析说明本方案可以抵御两种拜占庭攻击情形,与先前科研工作者的方案进行比较,表明该方案在拜占庭攻击者攻击能力方面,拓扑结构,通用性等几方面具有较好的性能表现。
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