[發明專利]一種網絡編碼方法及安全網絡

有效

• 申請號: 202110234150.9
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113067669B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 伍仁勇;伍清源;馬潔明
• 申請（專利權）人: 伍仁勇
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L67/52
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;王娟

1.一種網絡編碼方法，其特征在于，包括正向傳輸階段和/或反向傳輸階段；其中，正向傳輸階段，信源節點將信息分塊發送至信源節點的接入路由器s，接入路由器s每次傳輸的信息分塊數為ω，每個信息分塊包含相應編號，經網絡節點處理后，信宿節點從信宿節點的接入路由器d一次收到ω個分塊，并根據分塊編號恢復原始信息；其中，ω≤ω′，ω′為網絡一次傳輸允許的最大信息分塊數；

反向傳輸階段，收到信宿節點的請求包后，信宿節點的接入路由器d產生隨機數據塊并發送，經網絡節點處理后，信源節點的接入路由器s收到相應的數據分塊，并得到網絡一次傳輸的信息分塊數ω，發送給信源節點；

當網絡中的任一節點v是信宿節點的接入路由器d時，所述反向傳輸階段具體實現過程包括：

S1、節點v從信宿節點收到請求包，確認該請求；

S2、生成一個|In(v)|×|In(v)|的矩陣K_v，矩陣K_v中各元素均在有限域GF(2^m)中隨機選取；其中，m是矩陣元素的二進制位數，即每個元素由m比特組成；|In(v)|為節點v的輸入鏈路集合In(v)的鏈路總數；

S3、將矩陣K_v的每一行按照端口號從相應端口發送；

S4、當收到信源節點的接入路由器s傳來的位置信息p時，根據p中的ω個位置數據，從K_v中選擇對應下標的ω個列向量組成新的矩陣K′_v；其中，K′_v為一個|In(v)|×ω矩陣。

2.根據權利要求1所述的網絡編碼方法，其特征在于，所述正向傳輸階段具體實現過程包括：

S5、節點v將收到的|In(v)|個數據分塊按行組成矩陣X，矩陣X的每個元素都是長度為m的二進制數；其中，|In(v)|為節點v的輸入鏈路集合In(v)的鏈路總數；

S6、在有限域GF(2^m)下計算Y＝K′_v^T·X，其中，K′_v^T表示矩陣K′_v的轉置；m是矩陣元素的二進制位數，即每個元素由m比特組成；

S7、依次將矩陣Y的每一行作為一個數據分塊發送至信宿節點。

3.根據權利要求1所述的網絡編碼方法，其特征在于，當網絡中的任一節點v是中間節點時，所述反向傳輸階段具體實現過程包括：

S1、節點v將從|Out(v)|個端口收到的數據按行組成矩陣X，矩陣X的每個元素都是長度為m的二進制數；其中，|Out(v)|為節點v的輸出鏈路集合Out(v)的鏈路總數；

S2、節點v生成一個|In(v)|×|Out(v)|的矩陣K_v，矩陣K_v中各元素均在有限域GF(2^m)中隨機選取，之后在有限域GF(2^m)下計算Y＝K_v·X；其中，|In(v)|為節點v的輸入鏈路集合In(v)的鏈路總數；|Out(v)|為節點的輸出鏈路集合Out(v)的鏈路總數；m是矩陣元素的二進制位數，即每個元素由m比特組成；

S3、將矩陣Y的每一行按照端口號從相應端口發送。

4.根據權利要求3所述的網絡編碼方法，其特征在于，所述正向傳輸階段具體實現過程包括：

S4、節點v將從|In(v)|個端口收到的數據分塊按行組成矩陣X，矩陣X的每個元素都是長度為m的二進制數；其中，|In(v)|為節點v的輸入鏈路集合In(v)的鏈路總數；

S5、在有限域GF(2^m)下計算Y＝K_v^T·X；其中，K_v^T表示矩陣K_v的轉置；m是矩陣元素的二進制位數，即每個元素由m比特組成；

S6、將矩陣Y的每一行按照端口號從相應端口發送。