67、网络对抗模型与Ad Hoc无线网络MAC层研究

网络对抗模型与Ad Hoc无线网络MAC层研究

1. 网络对抗模型

在网络性能方面，经典网络对抗模型要求对手注入的数据包数量小于网络容量，这相当于追求吞吐量的最大化。然而，优化网络吞吐量可能会导致其他性能指标（如网络延迟等）恶化。因此，提出了基于网络效用最大化的网络对抗模型：
- 模型提出 ：
- 经典模型：$\sum e_{lse} N_{I} \leq c$ ，其追求吞吐量最大化，但可能影响其他性能指标。
- 新模型：$\max \sum_{s \in S} U(N_{I}(s))$ ，约束条件为 $\sum_{e} N_{I}(e) \leq c$ 。该模型中的 $N_{I}(e)$ 是随机变量，对手可以以任何方式向网络注入数据包。它与之前的一些模型不同，考虑了不同数据源的总流量约束，更具实用性。
- 模型应用 - 加密安全与效用 ：
- 计算机和网络通信安全的重要工具是加密和解密，通常用加密块长度来衡量安全级别。设消息由 $n$ 帧组成，每帧加密块长度为 $N_{i}$ 位，则安全级别为 $s = \sum_{i = 1}^{n} \log_{2} N_{i}$ 。
- 假设加密块的传输速率为 $R_{i}$ ，信道误码率为 $P_{i}$ ，则每块的吞吐量为 $N_{i} R_{i}(1 - P_{i})$ ，由于 $P_{i}$ 远小于 1，可近似为 $R_{i}(1 - N_{i} P_{i})$ 。
- 定义每个数据源的效用为 $U(N_{i} R_{i}(1 - P_{i}))$ ，根据上述模型，得到效用对抗模型：
- 原模型：$\max \sum