[發明專利]面向整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播傳輸拓撲構建方法

有效

• 申請號: 201611135323.7
• 申請日: 2016-12-11
• 公開（公告）號: CN108462643B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王進;趙瑞敏;李領治;張書奎;朱艷琴
• 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

本發明公開了一種面向整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播傳輸拓撲構建方法，獲取所在網絡的參數；將所在網絡表示為有向圖，有向圖由節點和邊構成，節點包括源節點、中間節點和目的節點，如果兩個節點之間存在一條通信鏈路，則在這兩個節點之間連接一條具有該方向的邊；每條有向邊的容量等于對應通信鏈路的容量,代價等于對應通信鏈路的代價；根據有向圖建立整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播的傳輸拓撲構建的數學模型；采用整數線性規劃求解方法進行求解，獲取整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播的傳輸拓撲構建方案。本發明實現了整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播在滿足弱安全需求的條件下，傳輸拓撲的構建，使得網絡內安全傳輸吞吐量最大，與此同時保證了最大吞吐量時的最小傳輸代價，實現了網絡的效率與代價優化。

技術領域

本發明涉及安全多播數據傳輸領域，具體涉及一種面向整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播傳輸拓撲構建方法。

背景技術

近十五年來，網絡編碼理論（Network Coding）給網絡通信領域帶來了重要突破與發展。網絡編碼的概念是由R.A, N.C,等人在兩千年首次提出的。網絡編碼涉及了圖論、信息論以及編碼理論等相關領域。

網絡編碼就是在通信網絡中的內部結點上對不同的信息（流）進行編碼處理，然后轉發給下游節點。根據最大流-最小割定理，數據的發送方和接收方之間的最大傳輸速率不能超過雙方之間的最小割值，傳統的多播路由的方法一般達不到該上界。網絡編碼依據對數據編碼的方式的差別，可以將之分為兩種，一者是線性的網絡編碼（Linear NetworkCoding），另一者是非線性的網絡編碼（Non-linear Network Coding）。

相較于非線性網絡編碼，線性網絡編碼因其簡便性而更加常用。線性網絡編碼就是將一組原始數據進行線性組合產生新的編碼數據，又分為確定型線性網絡編碼（Deterministic Linear Network Coding）和隨機線性網絡編碼（Random Linear NetworkCoding）。隨著隨機線性網絡編碼技術的提出以及廣泛應用，網絡編碼已經不再僅僅是應用于確定的網絡拓撲或者集中式的算法中，而是有了更加廣闊的發展潛力。

在網絡編碼得到廣泛應用的同時，兩個重要問題也隨之被人們提出并積極思考解決方案，它們是傳輸效率問題以及傳輸安全問題。

目前，對于安全線性網絡編碼問題，已有研究工作主要針對兩類安全需求：弱安全(Weak Security)和信息論安全(Information Theoretical Security )。他們的不同之處在于弱安全要求攻擊者不能獲得任何有意義的信息(Meaningful Information)，而信息論安全則不允許原始消息內容相關的任何信息泄露。

然而現有技術中雖然已有研究單播安全性問題，也有研究多播傳輸效率問題，或者網絡內整數速率傳輸優化問題等，但是尚未有人提出滿足弱安全情況下的多播傳輸中面向整數傳輸速率的優化方法。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種面向整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播傳輸拓撲構建方法，以解決現在尚未有人提出滿足弱安全情況下的多播傳輸中面向整數傳輸速率的優化方法。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種面向整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播傳輸拓撲構建方法，包括以下步驟：

A：獲取所述面向整數傳輸速率的基于網絡編碼的弱安全多播所在網絡的參數，所述參數包括：A1：節點參數集合，包括多播的源節點、所有目的節點、中間節點；A2：節點間通信鏈路的參數，包括是否存在通信鏈路、節點間通信鏈路的容量（即最高傳輸速率）；A3：節點間通信鏈路代價參數；