[发明专利]一种网络编码方法及安全网络

权利要求书

1.一种网络编码方法，其特征在于，包括正向传输阶段和/或反向传输阶段；其中，正向传输阶段，信源节点将信息分块发送至信源节点的接入路由器s，接入路由器s每次传输的信息分块数为ω，每个信息分块包含相应编号，经网络节点处理后，信宿节点从信宿节点的接入路由器d一次收到ω个分块，并根据分块编号恢复原始信息；其中，ω≤ω′，ω′为网络一次传输允许的最大信息分块数；

反向传输阶段，收到信宿节点的请求包后，信宿节点的接入路由器d产生随机数据块并发送，经网络节点处理后，信源节点的接入路由器s收到相应的数据分块，并得到网络一次传输的信息分块数ω，发送给信源节点；

当网络中的任一节点v是信宿节点的接入路由器d时，所述反向传输阶段具体实现过程包括：

S1、节点v从信宿节点收到请求包，确认该请求；

S2、生成一个|In(v)|×|In(v)|的矩阵K_v，矩阵K_v中各元素均在有限域GF(2^m)中随机选取；其中，m是矩阵元素的二进制位数，即每个元素由m比特组成；|In(v)|为节点v的输入链路集合In(v)的链路总数；

S3、将矩阵K_v的每一行按照端口号从相应端口发送；

S4、当收到信源节点的接入路由器s传来的位置信息p时，根据p中的ω个位置数据，从K_v中选择对应下标的ω个列向量组成新的矩阵K′_v；其中，K′_v为一个|In(v)|×ω矩阵。

2.根据权利要求1所述的网络编码方法，其特征在于，所述正向传输阶段具体实现过程包括：

S5、节点v将收到的|In(v)|个数据分块按行组成矩阵X，矩阵X的每个元素都是长度为m的二进制数；其中，|In(v)|为节点v的输入链路集合In(v)的链路总数；

S6、在有限域GF(2^m)下计算Y＝K′_v^T·X，其中，K′_v^T表示矩阵K′_v的转置；m是矩阵元素的二进制位数，即每个元素由m比特组成；

S7、依次将矩阵Y的每一行作为一个数据分块发送至信宿节点。

3.根据权利要求1所述的网络编码方法，其特征在于，当网络中的任一节点v是中间节点时，所述反向传输阶段具体实现过程包括：

S1、节点v将从|Out(v)|个端口收到的数据按行组成矩阵X，矩阵X的每个元素都是长度为m的二进制数；其中，|Out(v)|为节点v的输出链路集合Out(v)的链路总数；

S2、节点v生成一个|In(v)|×|Out(v)|的矩阵K_v，矩阵K_v中各元素均在有限域GF(2^m)中随机选取，之后在有限域GF(2^m)下计算Y＝K_v·X；其中，|In(v)|为节点v的输入链路集合In(v)的链路总数；|Out(v)|为节点的输出链路集合Out(v)的链路总数；m是矩阵元素的二进制位数，即每个元素由m比特组成；

S3、将矩阵Y的每一行按照端口号从相应端口发送。

4.根据权利要求3所述的网络编码方法，其特征在于，所述正向传输阶段具体实现过程包括：

S4、节点v将从|In(v)|个端口收到的数据分块按行组成矩阵X，矩阵X的每个元素都是长度为m的二进制数；其中，|In(v)|为节点v的输入链路集合In(v)的链路总数；

S5、在有限域GF(2^m)下计算Y＝K_v^T·X；其中，K_v^T表示矩阵K_v的转置；m是矩阵元素的二进制位数，即每个元素由m比特组成；

S6、将矩阵Y的每一行按照端口号从相应端口发送。