● 摘要
随着网络编码的发展，它在传统计算机网络、无线传感器网络以及P2P系统等领域发挥了积极的作用。网络编码越来越广泛地引起众多高校和研究机构的关注，尤其在全球移动互联网和物联网快速发展的时期，需要大量路由基础设施，网络编码非常适用于无线网络和传感器网络，具有重要的实际应用价值。但相比于传统网络，它更容易受到攻击，且受攻击后的危害更大。因此网络编码的安全问题已是制约网络编码理论应用到实践的关键。安全问题主要包括窃听和污染攻击两大类，窃听是指攻击者通过窃听获得网络中的某些信道上的消息，从而破解网络中传输的真实信息。污染攻击是指攻击者通过删除、篡改和注入部分信息，使得接收节点不能正确的收到信息。本论文主要研究网络编码存在污染攻击和窃听攻击的安全问题，并提出了相关的安全网络编码模型和应用。
首先，本文给出了网络编码的定义，涉及到两个关键定义，局部编码矩阵和全局编码向量，目前的绝大多数研究都是针对线性网络编码和随机网络编码，因此本文重点介绍了线性网络编码和随机网络编码。随后，本文给出了安全网络编码的定义，详细介绍了存在窃听攻击的网络编码，存在污染攻击的网络编码，以及破坏最严重的两种攻击同时存在的网络编码。
其次，针对存在窃听攻击的情况，本文提出了一种基于网络编码的门限方案，可以达到弱安全性的要求，在窃听攻击存在情况下可以达到很高的安全性。传统的门限方案需要借助复杂的数学算法来实现，且密钥的分发者能够知道发往各个参与者的密钥分片，而网络编码的门限方案，密钥分片由网络编码随机产生，因此分发者并不知道各个密钥分片，具有一定的应用价值。
最后，针对窃听攻击和污染攻击同时存在的情况，本文提出了一种既能防窃听又能防拜占庭攻击的网络编码。在此模型中，如果存在安全信道的情况的下窃听安全性可以达到1，如果不存在安全信道，也能达到弱安全性。并且接收节点可以检测出接收到的消息是否收到拜占庭攻击，如果受到拜占庭攻则丢弃接收到的消息。