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网络编码下的网络电视条件接收系统关键技术

摘要:网络编码的主要优点是提高网络吞吐量、均衡网络负载以及提高带宽利用率，尤其适合无线网络、adhoc、p2p以及流媒体传输等领域，在构建ip网络电视方面具有巨大的潜力。研究在网络编码下构建网络电视的条件接收系统，提出了一种基于随机网络编码（rlnc）和spoc模型的轻量级加密方法和一种高效的层次组密钥分发管理方案。所提方案具有加密数据量非常小的优点，适合用于网络电视实时流媒体加密，同时结合mpeg多分辨率的特点，可以针对各种付费用户，根据不同的收费提供不同网络视频质量。性能分析表明，所提方案利用网络编码提高了网络吞吐量，同时加密数据量远小于传统的ip网络电视加密方法，层次组密钥分发管理方案有效解决了密钥分发问题。

关键词:数据安全与计算机安全；网络编码；条件接收系统；层次组密钥分发管理；多分辨率；网络电视

中图分类号:tp393.08;tn918.3文献标志码:a

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abstract:networkcodinghastheadvantageofprovidinghighernetworkthroughput,usingbandwidthefficientlyandbalancingthetraffic,whichissuitableforwirelessnetworks,adhoc,p2pcontentdistributionandstreamingmediaservice,especiallyforinternettv.theauthorsdidsomeresearchintotheconditionalaccesssystemforinternettvundernetworkcoding,proposedaschemeforconditionalaccesstechniquebasedonrandomlinearnetworkcoding(rlnc)andsecurepracticalnetworkcoding(spoc),andhierarchicalkeydistribution.thisschemealsoprovideddifferentmediaqualitytodifferentpayingcustomers.theschemehaslowcomplexitycryptographicoverhead,anditisthussuitablefortherealtimeencryptionofstreamingmedia.theperformanceanalysisshowsthattheproposedschemeimprovesthethroughputofinternettv,thequantityofencrypteddataisfarlessthanthetraditionalmethods,andthehierarchicalgroupkeydistributioneffectivelysolvestheproblemofkeydistribution.

keywords:dataandcomputersecurity;networkcoding;conditionalaccesssystem;hierarchygroupkeydistribution;multiresolution;internettv

0引言

ahlswede等［1］在2000年的ieee信息论会刊上首次提出了网络编码(networkcoding)的概念并从理论上证明：如果允许网络节点对传输的信息按照合适的方式进行编码处理(如模二加、有限域上的运算等)，而非限于存储和转发，则基于该方式的网络多播总能够实现理论上的最大传输容量（最大流最小割）。网络节点对传

率的优点，尤其适合无线网络、adhoc、p2p以及流媒体传输等领域，因此本文希望构建基于网络编码的网络电视条件接收系统。与传统的数字媒体有条件接收系统一样，基于网络编码的网络电视条件接收系统需要解决如下两个关键问题。

1)数字视频加密方法的安全性与实时性。数字视频数据量大、实时性强，加/解密操作会增加运算负担；同时，用户端设备运算能力和资源有限。因此需要快速、有效的加密方案。

2)密钥管理的复杂性和可扩缩性。密钥管理是安全系统中最复杂的部分，