[发明专利]网络传输方法、系统、本地编码核生成方法及系统

说明书

本发明公开了一种网络传输方法、系统、本地编码核生成方法及系统，信源节点的接入路由器利用其本地编码核K_s对消息m＝(m₁，...，m_ω)进行编码，得到y_s＝m·K_s，将y_s中的|Out(s)|个符号分别从|Out(s)|条输出链路上发送出去；每个中间节点v接收到全部上一跳节点发送的|In(v)|个符号组成的符号行矢量x_v后，用本地编码核K_v对x_v编码，得到y_v＝x_v·K_v，将y_v中的|Out(v)|个符号分别从|Out(v)|条输出链路上发送出去；信宿节点的接入路由器利用其本地编码核K_d对收到的|In(d)|个符号进行解码得到y_d＝x_d·K_d，从而恢复消息m＝(m₁，...，m_ω)。

技术领域

本发明涉及信息通信技术领域，具体是一种网络传输方法、系统、本地编码核生成方法及系统。

背景技术

安全问题是现代通信系统中需要考虑的一个重要问题，目前的安全技术可分为上层的基于加密的安全技术和物理层的安全传输技术。前者主要是基于密码学，即基于复杂的数学难题，但随着终端计算能力的快速提高和各种新型计算理论的提出，传统的加密技术面临挑战。而对于后者，常常需要借助物理信道的物理随机性，且在实施时常需要借助多天线和信号处理技术，不便于大规模实施。近年来，网络编码的安全性受到越来越多的关注。

最初网络编码的提出是为了提高网络传输带宽。网络编码允许节点对多个输入信息流进行编码组合后再多径发送，从而避免了“瓶颈”链路带来的多播容量损失，实现网络容量理论上限。网络吞吐率的提升也带来了安全收益，可被利用以实施新的安全方案。

根据网络编码理论，信源消息被分为多块并从多条链路同时发出，这就使得网络编码存在天然的安全性，因为窃听者在只窃听单一链路时得到的信息肯定是不完整的，并且节点的迭代编码过程使信源消息随机化。然而为了使信宿接入路由器成功恢复信源消息，常常需要在每个符号前添加其编码系数，这使得窃听者也可以根据编码系数破解信源消息的随机性。因此，各种安全网络编码方案通常会在设计时限制窃听者的能力，使其不能与信宿节点一样收到足够多的线性组合从而恢复信源消息，而在实际应用中，很难在这方面限制窃听者的能力。为了打破上述限制，网络编码或者与传统加密技术结合，或是将记录随机化过程的编码系数隐藏起来。前者仍然基于密码学，而后者常常需要放弃网络编码带来的容量增益。例如，目前仅有的一种安全传输方案虽然极大地提高了窃听者恢复信源消息的难度，但却耗费了大量的带宽用来传输无意义的随机串，传输效率低，不便于实际应用。

总而言之，传统网络编码方案中，窃听者总能截获足够多的线性组合来恢复信源信息。而安全单播虽然增加了窃听者恢复信息的难度，却损失了过多网络带宽，难以实用。可见，利用网络编码进行安全传输仍然面临困境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种网络传输方法、系统、本地编码核生成方法及系统，在无需网络拓扑知识的前提下，确定每个节点的本地编码核，提高网络传输效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种网络传输过程中的本地编码核生成方法，包括以下步骤：

A、信宿节点的接入路由器d生成一个大小为|In(d)|×|In(d)|的满秩随机矩阵R，并将满秩随机矩阵R的|In(d)|个行向量分别从d的|In(d)|条输入链路反向发送至网络的上一跳节点；|In(d)|为d的输入链路集合In(d)的链路总数；