[發明專利]一種基于網絡編碼的信息論安全多播路由選擇方法

有效

• 申請號: 201610706571.6
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN107770077B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 王進;丁微微;李領治;周經亞;賈俊鋮
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04L12/751
• 分類號: H04L12/751;H04L12/761;H04L29/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

1.一種基于網絡編碼的可滿足信息論安全要求的多播路由選擇方法，包括：

A：獲取基于網絡編碼的通信網絡及其上的多播的參數，所述參數包括：路由器節點集合、多播源節點和所有目的節點、節點間鏈路連接信息、每條鏈路容量；

B：根據所述獲取的參數將基于網絡編碼的通信網絡表示為有向圖，具體方法為：

在網絡中，如果兩個節點之間存在通信鏈路，則在兩個節點之間連接一條鏈路，并根據鏈路信息給出通信鏈路上的數據傳輸方向，這些鏈路均屬于鏈路集合E，重復該過程直至所有符合條件的鏈路連接完畢；

C：根據所述有向圖建立基于網絡編碼的安全多播通信路由選擇的數學模型；

D：對所述數學模型進行求解；

E：獲取最大可達安全數據傳輸速率以及相應的最優路由選擇方案；

其中根據所述有向圖建立基于網絡編碼的安全多播通信路由選擇方法的數學模型包括以下步驟：

C1：對已知參數進行定義，所述已知參數包括：所有的節點集合V、源節點s、目的節點集合D，、中間節點集合I，、所有的有向邊的集合E，從節點u到節點v的有向邊，、節點v的上游鄰居節點集合N_u(v)、節點v的下游鄰居節點集合N_d(v)、邊上的容量限制；

C2：對變量進行定義，所述變量為：隨機信息生成速率r、在有向圖G上，源節點s和目的節點di之間的最大數據傳輸速率wi、有向圖G上多播的最大傳輸速率w、有向邊上的流量、從源節點s到目的節點di的流、流在邊上的流量；

C3：利用所述定義的參數和變量構建目標函數，最大化安全數據傳輸速率，并構建約束條件如下：

目標函數為： (1)

約束條件為：

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

式(2)-(8)為約束條件，其中，式(2)是為了控制整個網絡的最大可達容量約束；式(3)和式(4)是給出邊集合E中每條邊上的流量限制，即因為在使用網絡編碼的傳輸方式進行多播時，每條邊上傳輸的編碼包是任意目的節點間共享的，所以在每條邊上傳輸的實際流量大小是該邊上的最大流的值而非流量之和；式(5)-(7)用于保證整個網絡的數據傳輸滿足流守恒定律；式(8)用于保證每個可能進行竊聽攻擊的中間節點上能夠達到信息論安全的要求。

2.根據權利要求1所述的基于網絡編碼的可滿足信息論安全要求的多播路由選擇方法，其特征在于：D中，采用整數線性規劃求解方法求解數學模型。

3.根據權利要求2所述的基于網絡編碼的可滿足信息論安全要求的多播路由選擇方法，其特征在于：所述整數線性規劃求解方法為隱枚舉法、分枝定界法或割平面法。

4.根據權利要求1所述的基于網絡編碼的可滿足信息論安全要求的多播路由選擇方法，其特征在于：基于網絡編碼的通信網絡的參數根據網絡的布置狀況獲取、根據網絡中的通信數據量獲取和根據需要滿足的安全要求信息獲取。