4、标准模型下的同态网络编码签名

标准模型下的同态网络编码签名

网络编码作为一种新兴的网络传输技术，为解决传统路由机制的一些问题提供了新的思路。它允许网络节点对接收的数据包进行线性变换，从而提高了网络对数据包丢失的恢复能力和吞吐量。然而，这种灵活性也带来了安全隐患，特别是容易受到污染攻击，即恶意节点向网络中注入无效数据包，干扰目标节点恢复原始文件。

1. 网络编码简介

网络编码与传统路由机制不同，它允许中间节点对传输中的数据包进行修改。在随机线性网络编码中，每个节点独立随机选择系数，将接收到的数据包进行线性组合，生成新的数据包发送出去。接收节点可以从任意一组包含线性无关向量的有效数据包中恢复原始文件，而无需预先知道中间节点选择的系数。

网络编码的优势显著，例如提高了对随机数据包丢失的恢复能力，在某些拓扑结构中大幅增加了吞吐量。但它对污染攻击非常敏感，一个错误的数据包可能会污染整个网络，阻碍解码过程。因此，需要一种方法来验证传入数据包的有效性，筛除不良数据包。

2. 相关工作

• 同态签名的发展 ：同态签名最早由Johnson、Molnar、Song和Wagner提出，随后Boneh、Freeman、Katz和Waters将其定义应用于网络编码场景，设计了基于双线性映射的高效同态网络编码签名（NCS）方案，但该方案依赖随机预言机模型。他们还展示了如何在标准模型下构建网络编码签名，但牺牲了同态属性。
• 其他相关方案 ：Gennaro、Katz、Krawczyk和Rabin基于RSA假设给出了同态签名；Agrawal、Boneh、Boyen和Freeman描述了多源网络