專利名稱：數(shù)據(jù)傳送方法以及通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在通過通信路徑(以下稱為鏈路)連接通信裝置(以 下稱為節(jié)點)的有線或無線網(wǎng)絡中從發(fā)送源節(jié)點朝向目的地節(jié)點傳送 信息的數(shù)據(jù)傳送方法。
背景技術(shù)：
在通過鏈路來連接了節(jié)點的網(wǎng)絡中，從發(fā)送源節(jié)點向目的地節(jié)點 傳送信息的情況下，在以往的一般的分組通信中，傳送路徑上的各節(jié) 點進行將輸入信息向期望的目的地輸出的交換處理。在交換處理中， 僅向目的地分配分組，不對分組內(nèi)的用戶信息實施處理。
與其相對，例如，在網(wǎng)絡編碼(network coding)技術(shù)中，在各 節(jié)點中不僅進行交換，而且還進行編碼(coding),進行研究以作為網(wǎng) 絡整體可以進行高效的傳送(例如參照下述非專利文獻l、 2以及3)。
網(wǎng)絡編碼的第l特長在于，傳送的高效化即頻帶等通信資源的有 效利用，而另l個特長在于，信息隱匿性的提高。在以往的一般通信 中，在從發(fā)送源到達目的地的途中的鏈路和節(jié)點上，所發(fā)送的用戶信 息被直接傳送，相對于此，在網(wǎng)絡編碼中在各節(jié)點上實施編碼處理。 因此，即使外部人員對途中的信息進行竊聽，所竊聽的信息為內(nèi)容完 全無法得知的一種密碼，安全性被確保。
非專利文獻1: R,Ahlswede et.Al., "Network information flow"， IEEE trans, on Information Theory, Vol.46, no.4， July, 2000, pp.1204 -1216
非專利文獻2:山本干，"網(wǎng)絡編碼"，電子信息通信學會志(山 本幹，"矛少卜7 —夕3—,電子情報通信學會誌)，V0L90， No.2， 2007年2月，pp.111 — 116
非專利文獻3: S — Y.R,Li et.al., "Linear network coding", vol.49， no.2， Feb.2003, pp.371 - 38
發(fā)明內(nèi)容
但是，根據(jù)上述以往的網(wǎng)絡編碼的技術(shù)，對于其安全性(security) 的程度沒有定量地進行評價。因此，無法判別是否進行了安全性低的 編碼，存在未必確保了其通信系統(tǒng)中所需的安全性的問題。
本發(fā)明是鑒于上述而完成的，其目的在于得到一種數(shù)據(jù)傳送方法 以及通信系統(tǒng)，在使用了網(wǎng)絡編碼技術(shù)的數(shù)據(jù)傳送中，可以確保高安 全性。
為了解決上述的課題、達成目的，本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳送方法在由生 成發(fā)送信息的源節(jié)點、和作為上述發(fā)送信息的目的地節(jié)點或?qū)ι鲜霭l(fā) 送信息進行中繼的中繼節(jié)點的一般節(jié)點構(gòu)成的通信系統(tǒng)中，在上述源 節(jié)點以及上述一般節(jié)點中進行編碼后傳送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)傳送方法的特 征在于，包括如下的步驟獨立路徑最大值計算步驟，求出將上述源 節(jié)點設為始點并將上述一般節(jié)點設為終點的獨立路徑的數(shù)量的最大 值；集合設定步驟，對將上述發(fā)送信息以及編碼中使用的矩陣的各要 素設為結(jié)構(gòu)要素的集合的大小進行設定；竊聽健壯性指標計算步驟， 根據(jù)上述最大值和上述大小計算出表示針對竊聽的健壯性的竊聽健壯 性指標；以及參數(shù)設定步驟，根據(jù)上述竊聽健壯性指標來設定與通信 系統(tǒng)的安全性相關(guān)的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，在構(gòu)成通信系統(tǒng)的各節(jié)點中進行編碼，根據(jù)獨立路 徑的最大值和在通信系統(tǒng)中發(fā)送的數(shù)據(jù)的要素的集合的大小來計算出 竊聽健壯性的指標，通過竊聽健壯性的指標是否大于規(guī)定的閾值來判 定安全性，由于使安全性高于規(guī)定的閾值，所以起到可以進行安全性 高的數(shù)據(jù)傳送這樣的效果。


圖1是示出本發(fā)明的通信系統(tǒng)的實施方式1的結(jié)構(gòu)例子的圖。
圖2是示出本發(fā)明中未設想的通信系統(tǒng)的一個例子的圖。 圖3是示出實施方式1的通信系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)例子的圖。 圖4是示出從源節(jié)點發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)的圖。 圖5是示出將源節(jié)點設為始點的鏈路L的 一個例子的圖。 圖6是示出節(jié)點與鏈路的關(guān)系的一個例子的圖。 圖7是示出進行判定竊聽健壯性的步驟的一個例子的圖。 圖8是示出用于說明考慮了其他竊聽方法的情況的、通信系統(tǒng)的 一個例子的圖。
圖9是示出編碼向量的一個例子的圖。
圖10是示出用于說明實施方式2的編碼方法的、通信系統(tǒng)的一個 例子的圖。
圖11 - 1是針對1根鏈路示出編碼向量的選擇步驟的一個例子的 流程圖。
圖11-2是針對l根鏈路示出編碼向量的選擇步驟的一個例子的 流程圖。
圖12是示出網(wǎng)絡整體的處理步驟的一個例子的流程圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳送方法以及通信系統(tǒng)的實施方 式進行詳細說明。另外，本發(fā)明不因本實施方式而被限定。 實施方式l
圖l是示出本發(fā)明的通信系統(tǒng)的實施方式l的結(jié)構(gòu)例子的圖。如 圖l所示，本實施方式的通信系統(tǒng)由作為通倌裝置的節(jié)點1-1~1-8 構(gòu)成，圖中的箭頭表示作為連接節(jié)點之間的通信路徑的鏈路L。在本 實施方式中，如圖1所示，各節(jié)點1-1~1-8通過規(guī)定了通信方向的 鏈路L來連接，箭頭的朝向表示通信方法。例如，鏈路L1表示從節(jié) 點l-3朝向節(jié)點l-4的鏈路。即，鏈路L1將節(jié)點l-3連接到節(jié)點 1-4，但未將節(jié)點1~4連接到節(jié)點1-3。
圖2是示出本實施方式未設想的通信系統(tǒng)的一個例子的圖。在本 實施方式中，如圖2所示，例如，對于存在從節(jié)點1-1沿著鏈路L 的朝向前進一周后返回到原節(jié)點1 - 1這樣的循環(huán)路徑的通信系統(tǒng)，不 作為設想的對象。
圖3是示出本實施方式的通信系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)例子的圖。使用圖 3的例子，對本實施方式的處理步驟進行說明。在圖3的例子中，由 最初成為信息的發(fā)送源的源節(jié)點2和作為源節(jié)點以外的一般節(jié)點(成 為信息的目的地的節(jié)點或進行信息的中繼的節(jié)點)的節(jié)點1-1~1-12構(gòu)成。此處，計算從源節(jié)點2到各節(jié)點的獨立路徑的數(shù)量。獨立路 徑是指，從始點節(jié)點直到終點節(jié)點，各自路徑不包含同一鏈路L的路 徑。例如，將始點節(jié)點設為源節(jié)點2，將終點節(jié)點設為節(jié)點1-3。此 時，獨立路徑有經(jīng)由節(jié)點1-1、 1-3的路徑RT1、經(jīng)由節(jié)點1-4的 路徑RT2、經(jīng)由節(jié)點l-7、 l-6的路徑RT3，合計3個路徑。
針對每個終點節(jié)點1-1-1-12計算將源節(jié)點2設為始點并將節(jié) 點1-1-1-12設為終點的獨立路徑的數(shù)量，將其中的最大值設為d。 例如，在圖3的情況下，在將終點設為節(jié)點1-9時獨立路徑的數(shù)量成 為最大，d = 4。
接下來，對本實施方式的編碼進行說明。將用整數(shù)Z除以素數(shù)p 的余數(shù)的集合設為K。在該K中，可以自由地進行加減乘除。K可以 是任意的有限集(在可以進行加減乘除的集合中要素為有限個的集 合)，但此處為了簡單如下那樣假設。將集合K的大小(集合的要素 的數(shù)量)設為k。由于K為用整數(shù)Z除以p的余數(shù)，所以k的值與p 相同。如果將其用式子來表示，則成為以下的式(l)。
K={x|x=mod(Z,p)}={0,1,2,...,p-1} (1)
以下，為簡化說明，設p-2。將以該K的要素為分量的d維向 量設為本實施方式的編碼的單位。即，將應發(fā)送的數(shù)據(jù)進行數(shù)值化， 將以K的要素為分量的l根d維向量作為單位，發(fā)送編碼(加密)后 的數(shù)據(jù)。
圖4是示出從作為數(shù)據(jù)發(fā)送的始點的源節(jié)點2發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)的 圖。圖中的向量3-1~3-3分別是以作為K的要素的元素KG為分
量的d維向量。以下，在示出該向量3-1~3-3那樣的d維向量中 的l個的情況下，表述成向量3。在該情況下，由于是K的要素的數(shù) 量p-2個，所以KG為0或1這2個值。如圖4所示，源節(jié)點2以 首先發(fā)送第1根向量3-1，然后發(fā)送第2根向量3-2這樣的方式， 以d維向量為單位進行發(fā)送。各向量的要素被發(fā)送到各自的d根獨立 路徑。
接下來，對源節(jié)點2中的編碼進行說明。圖5是示出將本實施方 式的源節(jié)點2設為始點的鏈路L的一個例子的圖。如圖5所示，此處， 設為存在將源節(jié)點2設為始點的s根鏈路L。此時，在源節(jié)點2中， 將對最初以K的任意的要素為分量的發(fā)送信息、即d維向量VS1乘 以s行d列矩陣MS1的結(jié)果作為從源節(jié)點2向各鏈路L送出的數(shù)據(jù) VSD1，算出VSD1作為編碼后的向量3。然后，向與d根獨立路徑對 應的鏈路L分別送出所計算出的向量3的各分量。在下式(2)中示 出i殳p-2、 d = 3、 s-4時的VSD1的一個例子。
<formula>formula see original document page 10</formula>(2)
另外，上述式(2)的MS1為一個例子，MS1不限于此，只要是 以K的要素為分量的s行d列的矩陣即可。
接下來，對節(jié)點l-n (n為表示節(jié)點序號的自然數(shù))中的編碼進 行說明。圖6是示出將進入節(jié)點1-n的鏈路L的數(shù)量設為l根并將從 節(jié)點1-n出發(fā)的鏈路L的數(shù)量設為s根時的節(jié)點l-n和鏈路L的關(guān) 系的一個例子的圖。此時，數(shù)據(jù)從作為各個鏈路L的連接源的節(jié)點流 出，并在I根鏈路L中流過。如上所述，從源節(jié)點2發(fā)送的各數(shù)據(jù)為 K的元素，由于如后所述那樣各節(jié)點發(fā)送K的元素，所以在進入節(jié)點 l-n的鏈路L中流過的數(shù)據(jù)為K的元素。此處，將來自進入節(jié)點l - n的各鏈路L的數(shù)據(jù)表示成1維向量VT2。節(jié)點1 - n將對VT2乘 以s行I列的矩陣MT而得到的s維向量VTD2的分量分別送出到從 節(jié)點1 - n出發(fā)的鏈路L。在以下的式(3)中示出設p = 2、 1 = 4、 s - 2時的VSD2的一個例子。<formula>formula see original document page 11</formula>另外，上述式(2)的MT為一個例子，MT不限于此，只要是以 K的要素為分量的s行d列的矩陣即可。在本實施方式中，由于假設 成在網(wǎng)絡上不存在循環(huán)的路徑，所以通過該重復，依次確定在各鏈路 L中流過的數(shù)據(jù)。
如上所述，重復源節(jié)點2以及節(jié)點1 - n的處理，數(shù)據(jù)到達預先確 定的目的地的節(jié)點。在進行這樣的編碼的情況下，應防范竊聽者的對 象不是在各鏈路L中流過的各個數(shù)據(jù)，而是由各節(jié)點進行的編碼的方 法、即矩陣MS1以及MT。即使在各鏈路L中流過的數(shù)據(jù)被全部竊聽， 如果無法察覺各節(jié)點所進行的編碼的方法，則原來的發(fā)送信息仍被保 護，所以在從安全性的觀點進行評價的情況下，優(yōu)選盡可能防止編碼 的方法被察覺，延長直到被察覺為止的時間。
因此，以下，在進行上述那樣的編碼的情況下，考慮在竊聽者竊 取編碼的方法、即矩陣MS1以及MT時平均需要幾次的竊聽。在本 實施方式中，將該次數(shù)定義成竊聽健壯性的指標，用以判定安全性 (security)的高低。具體而言，可以用以下的式(4 )來表示竊聽健壯 性的指標F (k， d)。
如果該值超過規(guī)定的閾值，則判定為針對竊聽具有充分的健壯性， 否則判定為抗竊聽性弱。圖7是示出進行竊聽健壯性的判定的步驟的 一個例子的圖。首先，確定集合K、即確定p(步驟Sll)。接下來， 求出從源節(jié)點2到節(jié)點l-n的獨立路徑中的最大值d (步驟S12)。 然后，根據(jù)d和p按照式(4)求出竊聽健壯性的指標(步驟S13)。
接下來，判定在步驟S13中求出的竊聽健壯性的指標是否大于規(guī)定的 閾值(步驟S14),在大于閾值的情況下(步驟S14"是，，)判定為抗竊 聽性強、即安全性高(步驟S15 )。在小于閾值的情況下(步驟S14"否，，)， 判定為抗竊聽性弱、即安全性低(步驟S16)。
通過進行以上的步驟，可以針對所確定的集合K判定安全性。例 如在源節(jié)點2或節(jié)點1 - n中進行該判定，如果以判定為安全性高的方 式確定K，并向全部節(jié)點(源節(jié)點2以及節(jié)點1-n)通知所確定的K， 則可以進行安全性高的編碼。另外，也可以預先通過本實施方式的通 信系統(tǒng)外的單元(其他計算機等)進行該判定，根據(jù)判定結(jié)果確定K 以使安全性變高，將其設定到各節(jié)點。
另外，在K中存在其他的制約，而無法以使安全性變高的方式確 定K情況下，也可以通過釆取考慮安全性低的狀況后而對與通信系統(tǒng) 內(nèi)的安全性相關(guān)聯(lián)的其他參數(shù)進行調(diào)節(jié)等的其他對策，來確保安全性。
另外，上述式(4)的竊聽健壯性的指標是考慮在各鏈路L中流 過的數(shù)據(jù)全部被竊聽的情況而導入的計算式，但式(4)的指標還可以 使用于考慮了以下所示那樣的情形的情況中。圖8是示出用于說明考 慮了其他竊聽方法的情況的通信系統(tǒng)的一個例子的圖。在圖8中，虛 線表示省略了其中的節(jié)點1 - n和鏈路L的連接的部分。
假設竊聽者對作為從源節(jié)點2發(fā)送的發(fā)送信息的數(shù)據(jù)即d維向量 和在某特定的鏈路LT流過的數(shù)據(jù)即K的元素進行竊聽。將以該竊聽 設為1組的竊聽重復幾次，而希望竊取作為原來的發(fā)送信息的d維向 量和在鏈路L中流過的數(shù)據(jù)的關(guān)系。在該情況下，在把為了明確該關(guān) 系而必須將該竊聽進行平均幾次(幾組)這樣的指標設為竊聽健壯性 的指標的情況下，也與式(4)所示相同。即，不僅在假設為竊聽矩陣 MS1以及MT的情況下，而且在假設為竊聽d維向量和鏈路L流過的 數(shù)據(jù)的情況下，也可以使用式(4)的竊聽健壯性的指標。
這樣，在本實施方式中，在構(gòu)成通信系統(tǒng)的各節(jié)點中進行編碼， 根據(jù)獨立路徑的最大值d和在通信系統(tǒng)中發(fā)送的數(shù)據(jù)的要素的集合K 的大小來計算出竊聽健壯性的指標，通過竊聽健壯性的指標是否大于
規(guī)定的閾值來判定安全性。因此，通過確定K以使竊聽健壯性的指標 大于規(guī)定的閾值，可以進行安全性高的數(shù)據(jù)傳送。 實施方式2
在實施方式l中，對可以根據(jù)竊聽健壯性的指標來進行安全性的 評價的數(shù)據(jù)傳送方法進行了敘述，但在本實施方式中，在實施方式1 的編碼方法中，由于編碼中使用的矩陣的^"素的值，存在流過原始的 數(shù)據(jù)的情況。即使難以竊聽整個數(shù)據(jù)或加密的整個結(jié)構(gòu)，但未加密的 原始的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上即使流過一部分也并非是優(yōu)選的。例如，希望防 止信用卡號碼的一部分直接流過。在本實施方式中，對盡可能防止原 始的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上流過的新的編碼方法進行敘述。另外，本實施方式 的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實施方式1相同。
在實施方式1的編碼方法中，對進入節(jié)點l-n的數(shù)據(jù)乘以矩陣 MT。該矩陣可以考慮成與輸出目的地的鏈路L分別對應的1行d維 橫向量以鏈路L的數(shù)量而縱向排列的矩陣。即，如果關(guān)注源節(jié)點2中 的提供作為最初的發(fā)送信息的數(shù)據(jù)的d維縱向量VS1與在某特定的鏈 路L中流過的數(shù)據(jù)(K的元素)之間的對應，則可以考慮按照每個鏈 路L，對VSl乘以d維橫向量。將如此考慮時的d維橫向量稱為編碼 向量ECVT。圖9是示出設為d-4時的編碼向量ECVT的一個例子 的圖。在本實施方式中，考慮成針對每個鏈路L確定編碼向量，通過 研究該編碼向量的要素的選擇方法來防止原始數(shù)據(jù)的一部分在網(wǎng)絡上 流過《
圖10是示出用于說明本實施方式的編碼方法的通信系統(tǒng)的一個 例子的圖。首先，向節(jié)點附加序號。此處，將對圖IO的各節(jié)點附加的 標號的分支序號作為節(jié)點序號，各鏈路L設為從節(jié)點序號少的一方朝 向多的一方。在本實施方式中，由于與實施方式1同樣地假定為在網(wǎng) 絡內(nèi)沒有循環(huán)路徑，所以可以附加這樣的序號。然后，從成為始點的 節(jié)點開始，依次按照節(jié)點序號從小到大的順序針對每個鏈路L選擇編
碼向量。
以節(jié)點1 - n為始點所具有的鏈路L的編碼向量ECVT是如下那
樣選擇的。首先，考慮由進入節(jié)點l-n的鏈路L所具有的鏈路L的 個數(shù)大小的編碼向量ECVT進行l(wèi)次組合而得到的向量所形成的線性 組合V。通過2個編碼向量ECVT進行1次組合而得到的線性組合V 例如成為包括2個編碼向量ECVT的平面。在上述專利文獻3中，如 果從該線性空間V中，選擇"一般性，，的向量，則表示可以達成最大效 率。
在本實施方式中，通過在選擇該"一般性"的向量的步驟中追加新 的條件，防止原始數(shù)據(jù)的一部分在網(wǎng)絡上流過。首先，將d維的第j 分量為1且余項的分量全部為0的向量設為ej。將進入某節(jié)點l-n 的鏈路L的根數(shù)設為t。將與該鏈路L分別對應的t根編碼向量所展 開的子空間設為V。從已經(jīng)被確定成從節(jié)點序號比節(jié)點l-n新的節(jié)點 出發(fā)的鏈路L的編碼向量的編碼向量中，選擇(d-l )根以下的向量。 在該根數(shù)不是恰好(d-l)根時，選擇一個ej。此時，將t根編碼向 量和ej所展開的子空間設為W。在W包含有V時，該W被舍棄。 另外，在所選擇的編碼向量恰好為(d-l)根時，將這些展開的子空 間設為W。在W仍包含有V時，該W,皮舍棄。無論怎樣選擇了 (d -1)根以下的編碼向量和ej，都將這些展開的W中未包含的V的元 素設為從節(jié)點l-n出發(fā)的鏈路L的編碼向量。
圖ll-1、圖11-2是針對1根鏈路示出本實施方式的編碼向量 的選擇步驟的一個例子的流程圖。首先，求出進入節(jié)點1-n的t根鏈 路L的編碼向量所展開的子空間V(步驟S21)。接下來，將應避開的 子空間的集合X放置到空集合(步驟S22)。然后，從已經(jīng)被確定成從 節(jié)點序號比節(jié)點l-n新的節(jié)點出發(fā)的鏈路L的編碼向量的編碼向量 中，選擇(d-l)根以下的組合(步驟S23)。此時，在執(zhí)行第2次以 后的步驟S23的情況下(在從步驟S33返回而執(zhí)行步驟S23的情況下)， 去除在之前的步驟S23中未選擇的組合后進行選擇。
接下來，判定所選擇的編碼向量的根數(shù)是否為(d-l)根(步驟 S24)。在所選擇的編碼向量的根數(shù)為(d-l)根的情況下(步驟 S24"是")，進入步驟S30。在所選擇的編碼向量的根數(shù)并非(d-l)根的情況下(步驟S24"否，，)，選擇1根ej (步驟S25 )。此時，在執(zhí) 行2次以后的步驟S25的情況下，從在之前的步驟S25中未選擇的ej 中選擇1根(步驟S25 )。
接下來，將在步驟S23中選擇的編碼向量和在步驟S25中選擇的 ej所展開的空間設為W。接下來，判定V是否包含于W(步驟S27)。 在判定為V包含于W的情況下(步驟S27"是")，進入步驟S29,在 判定為V未包含于W的情況下(步驟S27"否")進入步驟S28 (步驟 S28)。在步驟S28中，將W追加到X。
在步驟S29中，判定是否仍有在步驟S25中尚未選擇的ej。在判 定為仍有未選擇的ej的情況下(步驟S29"是")，返回步驟S25。在判 定為沒有未選擇的ej (所有的ej已經(jīng)被選擇)的情況下(步驟 S29"否")，進入步驟S30。接下來，將在步驟S23中選擇的編碼向量 所展開的空間設為W (步驟S30)。然后，判定V是否包含于W(步 驟S31)。在V包含于W的情況下(步驟S31"是")，進入步驟S33。 在V未包含于W的情況下(步驟S31"否，，)，將W追加到X (步驟 S32)。
接下來，在步驟S33中，判定是否仍有從已經(jīng)選擇的編碼向量中 選擇(d-l)根以下的組合的方法(步驟S33)。在仍有選擇方法的情 況下(步驟S33"是")，返回步驟S23。在已經(jīng)沒有選擇方法(從已經(jīng) 選擇的編碼向量中，(d-l)根以下的所有組合的選擇結(jié)束了 )的情況 下，從V中選擇未進入包含于X的任何W中的編碼向量，設為所對 應的鏈路L的編碼向量(步驟S34)。
然后，針對從節(jié)點l-n出發(fā)的所有鏈路L執(zhí)行以上的處理即可。 圖12是示出整個通信系統(tǒng)的節(jié)點(源節(jié)點2以及節(jié)點l-n)的處理 步驟的一個例子的流程圖。首先，從仍未進行編碼向量處理的節(jié)點中 選擇成為編碼向量處理的對象的節(jié)點(步驟S41)。然后，從所選擇的 節(jié)點出發(fā)的鏈路中，選擇一個編碼向量的選擇未完成的鏈路L (步驟 S42)。接下來，針對所選擇的鏈路L,通過圖11-1、圖11-2中說 明的處理，選擇編碼向量(步驟S43)。然后，判定在從所選擇的節(jié)點
出發(fā)的鏈路中，是否仍有未選擇編碼向量的鏈路(步驟S44)。在仍有 未選擇編碼向量的鏈路的情況下(步驟S44"是")，返回步驟S42。在 無未選擇編碼向量的鏈路的情況下(步驟S44"否")，判定是否仍有未 進行編碼向量處理的節(jié)點(步驟S45)。
在判定為有未進行編碼向量處理的節(jié)點的情況下(步驟 S45"是")，返回步驟S42。在判定為無未進行編碼向量處理的節(jié)點的 情況下(步驟S45"否")，結(jié)束處理。
如此針對所有節(jié)點，確定關(guān)于從該節(jié)點出發(fā)的鏈路L的編碼向量。 另外，也可以在通信系統(tǒng)內(nèi)的特定的節(jié)點中進行該確定處理，而向所 對應的節(jié)點分別通知編碼向量，也可以通過通信系統(tǒng)外的其他計算機 等計算出編碼向量，并設定到各節(jié)點。
如上所述，在本實施方式中，在W包含于V的情況下，舍棄該 W，針對所有ej以使W不包含于V方式選擇編碼向量。因此除了實 施方式l的效果以外，還可以使原始數(shù)據(jù)盡可能不在網(wǎng)絡上流過，隱 匿性*安全性進一步提高。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)
如上所述，本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳送方法以及通信系統(tǒng)對采用網(wǎng)絡編碼 的通信系統(tǒng)是有用的，特別適用于要求高安全性的通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1. 一種數(shù)據(jù)傳送方法，在由生成發(fā)送信息的源節(jié)點、和作為上述發(fā)送信息的目的地節(jié)點或?qū)ι鲜霭l(fā)送信息進行中繼的中繼節(jié)點的一般節(jié)點構(gòu)成的通信系統(tǒng)中，在上述源節(jié)點以及上述一般節(jié)點中進行編碼后傳送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)傳送方法的特征在于，包括如下的步驟獨立路徑最大值計算步驟，求出將上述源節(jié)點設為始點并將上述一般節(jié)點設為終點的獨立路徑的數(shù)量的最大值；集合設定步驟，對將上述發(fā)送信息以及編碼中使用的矩陣的各要素設為結(jié)構(gòu)要素的集合的大小進行設定；竊聽健壯性指標計算步驟，根據(jù)上述最大值和上述大小計算出表示針對竊聽的健壯性的竊聽健壯性指標；以及參數(shù)設定步驟，根據(jù)上述竊聽健壯性指標來設定與通信系統(tǒng)的安全性相關(guān)的參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)據(jù)傳送方法，其特征在于，在上述參 數(shù)設定步驟中，判定上述竊聽健壯性指標是否大于規(guī)定的閾值，在上 述竊聽健壯性指標小于規(guī)定的閾值的情況下，再次設定上述大小以使 上述竊聽健壯性指標大于規(guī)定的閾值。
3. —種數(shù)據(jù)傳送方法，在由生成發(fā)送信息的源節(jié)點和作為上迷發(fā) 送信息的目的地節(jié)點或?qū)ι鲜霭l(fā)送信息進行中繼的中繼節(jié)點的一般節(jié) 點構(gòu)成的通信系統(tǒng)中，在上述源節(jié)點和上述一般節(jié)點中進行編碼后傳 送數(shù)據(jù)的情況下，計算出與作為連接上述源節(jié)點與上述一般節(jié)點之間 或連接上述一般節(jié)點之間的通信路徑的各個鏈路對應的編碼向量，通 過對在各鏈路上通過的信息乘以與該鏈路對應的上述編碼向量而進行 編碼，該數(shù)據(jù)傳送方法的特征在于，包括如下的步驟編碼向量空間計算步驟，求出與上述一般節(jié)點成為連接目的地的 鏈路對應的上述編碼向量所展開的子空間，作為已確定編碼向量空間；編碼向量選擇步驟，從已經(jīng)被確定成編碼向量的編碼向量中，選 擇從上述最大值減去1后得到的數(shù)量以下的根數(shù)的編碼向量； 第l選擇編碼向量計算步驟，在上述選擇出的編碼向量的根數(shù)小 于從上述最大值減去l得到的數(shù)量的情況下，把上述選擇出的編碼向 量、和作為從將維數(shù)設為上述最大值并僅將其中某1個分量設為1且將其他分量設為0的向量組中選擇出的1個向量的選擇向量這兩個向 量所展開的空間作為選擇編碼向量空間而求出；笫2選擇編碼向量空間計算步驟，在上述選擇出的編碼向量的根 數(shù)為從上述最大值減去1得到的數(shù)量的情況下，求出上述選擇出的編 碼向量所展開的空間，作為選擇編碼向量空間；除外空間計算步驟，在上述已確定編碼向量空間包含于上述選擇 編碼向量空間的情況下，將上述選擇編碼向量空間設為除外空間；以 及編碼向量確定步驟，直到在第l選擇編碼向量計算步驟中選擇所 有上述向量組，并且，在上述編碼向量選擇步驟中從已經(jīng)被確定成編 碼向量的編碼向量中選擇出從上述最大值減去1得到的數(shù)量以下的根 數(shù)的編碼向量的全部組合為止，重復執(zhí)行上述編碼向量選擇步驟、上 述第l選擇編碼向量計算步驟、上述第2選擇編碼向量計算步驟和上 述除外空間計算步驟，在上述重復之后，從上述已確定編碼向量空間 中，選擇未被當成上述除外空間的編碼向量，把上述選擇出的編碼向 量確定成與將上述一般節(jié)點設為連接源的鏈路對應的編碼向量。
4. 一種通信系統(tǒng)，由生成發(fā)送信息的源節(jié)點和作為上述發(fā)送信息 的目的地節(jié)點或?qū)ι鲜霭l(fā)送信息進行中繼的中繼節(jié)點的一般節(jié)點構(gòu) 成，上述源節(jié)點以及上述一般節(jié)點進行編碼后傳送數(shù)據(jù)，該通信系統(tǒng) 的特征在于，上述源節(jié)點或一般節(jié)點具備獨立路徑最大值計算單元，求出將上述源節(jié)點設為始點并將上述 一般節(jié)點設為終點的獨立路徑的數(shù)量的最大值；集合設定單元，設定將上述發(fā)送信息以及編碼中使用的矩陣的各 要素設為結(jié)構(gòu)要素的集合的大?。桓`聽健壯性指標計算單元，根據(jù)上迷最大值和上述大小計算出表 示針對竊聽的健壯性的竊聽健壯性指標；以及參數(shù)設定單元，根據(jù)上述竊聽健壯性指標來設定與通信系統(tǒng)的安 全性相關(guān)的參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所迷的通信系統(tǒng)，其特征在于，上述參數(shù)設定 單元判定上述竊聽健壯性指標是否大于規(guī)定的閾值，在上述竊聽健壯 性指標小于規(guī)定的閾值的情況下，再次設定上述大小以使上述竊聽健 壯性指標大于規(guī)定的閾值。
6. —種通信系統(tǒng)，由生成發(fā)送信息的源節(jié)點和作為上述發(fā)送信息 的目的地節(jié)點或?qū)ι鲜霭l(fā)送信息進行中繼的中繼節(jié)點的一般節(jié)點構(gòu) 成，計算出與作為連接上迷源節(jié)點與上述一般節(jié)點之間或連接上述一般節(jié)點之間的通信路徑的各個鏈路對應的編碼向量，通過對在各鏈路 上通過的信息乘以與該鏈路對應的上述編碼向量而進行編碼，該通信 系統(tǒng)的特征在于，其特征在于， 上迷源節(jié)點或一般節(jié)點具備編碼向量空間計算單元，求出與上述一般節(jié)點成為連接目的地的 鏈路對應的上述編碼向量所展開的子空間，作為已確定編碼向量空間； 編碼向量選擇單元，從已經(jīng)被確定成編碼向量的編碼向量中，選擇從上迷最大值減去i后得到的數(shù)量以下的根數(shù)的編碼向量；第l選擇編碼向量計算單元，在上述選擇出的編碼向量的根數(shù)小 于從上述最大值減去l得到的數(shù)量的情況下，把上述選擇出的編碼向 量、和作為從將維數(shù)設為上述最大值并僅將其中某l個分量設為l且 將其他分量設為o的向量組中選擇出的l個向量的選擇向量這兩個向 量所展開的空間作為選擇編碼向量空間而求出；第2選擇編碼向量空間計算單元，在上述選擇出的編碼向量的根 數(shù)為從上述最大值減去l得到的數(shù)量的情況下，求出上述選擇出的編 碼向量所展開的空間，作為選擇編碼向量空間；除外空間計算單元，在上述已確定編碼向量空間包含于上述選擇 編碼向量空間的情況下，將上述選擇編碼向量空間設為除外空間；控制單元，直到在第l選擇編碼向量計算單元選擇所有上述向量組，并且，由上述編碼向量選擇單元從已經(jīng)被確定成編碼向量的編碼 向量中選擇出從上述最大值減去1得到的數(shù)量以下的根數(shù)的編碼向量 的全部組合為止，重復執(zhí)行上述編碼向量選擇單元、上述第l選擇編碼向量計算單元、上述第2選擇編碼向量計算單元和上述除外空間計 算單元的處理；以及編碼向量確定單元，在上述重復之后，從上述已確定編碼向量空 間中，選擇未被當成上述除外空間的編碼向量，把上述選擇出的編碼 向量確定成與將上述一般節(jié)點設為連接源的鏈路對應的編碼向量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)傳送方法以及通信系統(tǒng)，可以進行安全性高的數(shù)據(jù)傳送。該數(shù)據(jù)傳送方法是在由生成發(fā)送信息的源節(jié)點和作為發(fā)送信息的目的地節(jié)點或中繼節(jié)點的一般節(jié)點構(gòu)成的通信系統(tǒng)中，在源節(jié)點以及一般節(jié)點中進行編碼的數(shù)據(jù)傳送方法，該數(shù)據(jù)傳送方法的特征在于，包括如下的步驟求出將源節(jié)點設為始點并將一般節(jié)點設為終點的獨立路徑的數(shù)量的最大值的步驟(S12)；設定將發(fā)送信息以及編碼中使用的矩陣的各要素設為結(jié)構(gòu)要素的集合的大小的步驟(S11)；根據(jù)上述最大值和上述大小計算出表示針對竊聽的健壯性的竊聽健壯性指標的步驟(S13)；以及根據(jù)上述竊聽健壯性指標來設定與通信系統(tǒng)的安全性相關(guān)的參數(shù)的步驟。
文檔編號H04L9/36GK101378322SQ200810214418
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者河東晴子 申請人:三菱電機株式會社