(57)【要約】      （修正有）【課題】モバイルアドホックネットワーク内の中継器ノードを監視する方法を提供する。【解決手段】方法は、セキュアなネットワークの監視１１０と、統一信頼メトリックの確定１２０と、共同して行われるセキュアなルーティング及びセキュアな符号化１３０とを含む。ノードによる悪意のある挙動又は利己的な挙動が用いられて、ノードレピュテーションが維持及び配信される。このレピュテーションに基づいて、複数のパスを有することができる最もセキュアなルートが、パケット通信用に選択される。セキュアなルーティングとともに、前方誤り訂正符号が、ルートに沿ったあらゆる隣接ノードを通してレピュテーションに従って適応的に最適化され、悪意のあるノードによる盗聴及び偽装が回避される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法であって、
前記監視することは、モニタノードによって実行され、
前記中継器によって受信されたパケット及び送信されたパケットをカウントすることによって消失率を求めるステップと、
対応する、前記受信されたパケットと、前記送信されたパケットとの間の遅延を求めるステップと、
対応する、前記受信されたパケットと、前記送信されたパケットとを比較することによって誤り率を求めるステップと、
前記受信されたパケット及び前記送信されたパケットのデータレートを監視することによって通信路信頼度を求めるステップと、
前記消失率、前記遅延、前記誤り率、及び前記通信路信頼度を組み合わせて、前記中継器のレピュテーションを求める、組み合わせるステップと、
を含む、
ノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項２】
前記ネットワークは、モバイルアドホックネットワークである、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項３】
前記ネットワークは、複数の中継器を含み、
前記中継器のそれぞれの前記レピュテーションは、前記ノードの全てに配信される、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項４】
前記パケットは、暗号化される、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項５】
前記ネットワークは、一組のモニタを含み、
前記ネットワークは、ゾーンに分割され、
前記ゾーンのそれぞれの前記ノードは、前記一組のモニタ内の前記モニタのうちの１つによって監視される、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項６】
前記モニタのそれぞれは、前記ゾーン用の２Ｄ座標系を用いて、各隣接ノードのインターネットプロトコルアドレス及びロケーションを記憶するルーティングテーブルを維持する、
請求項５に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項７】
前記ルーティングテーブルは、分散ハッシュテーブルを用いる、
請求項６に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項８】
前記ゾーンは、前記モニタが前記ネットワークに入るときに分割され、前記モニタが前記ネットワークを出るときに結合される、
請求項５に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項９】
前記消失率、前記遅延、前記誤り率、前記通信路信頼度、及び前記レピュテーションは、統計量である、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１０】
前記組み合わせるステップは、加重和を求めることである、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１１】
前記パケットの前記受信及び前記送信は、前記中継器の悪意のある挙動の等価通信路モデルによって表現される転送プロセスである、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１２】
前記等価通信路モデルは、順に、
前記受信されたパケットの前記通信路信頼度に基づく第１のフェージング通信路と、
前記遅延に基づく遅延通信路と、
前記消失率に基づく消失通信路と、
前記誤り率に基づく誤り通信路と、
前記送信されたパケットの前記信頼度に基づく第２のフェージング通信路と
を含む、
請求項１１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１３】
前記パケットは、送信元ノードから宛先ノードに、複数のパスを有するルートを用いて転送され、
前記複数のパスは、複数の中継器を用いる、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１４】
前記パケットは、スループットに基づき前記複数のパスに沿って転送される、
請求項１３に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１５】
前記パケットは、秘密鍵を用いて暗号化される、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１６】
前記パケットは、低密度パリティ検査符号を用いて符号化される、
請求項１に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１７】
前記パケットは、複数のパスに沿って転送され、前記パケットのそれぞれは、Ｍ個のブロックに分割され、前記パスのそれぞれ用に前記ブロックがある、
請求項１６に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１８】
前記低密度パリティ検査の設計は、外部情報伝達チャートを用いる、
請求項１６に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項１９】
前記消失率はεであり、前記遅延はτであり、前記誤り率はρであり、前記通信路信頼度はθであり、信頼度がσであり、
前記転送プロセスの予想される時間リソース消費は、前記遅延通信路において生じるτ−シンボル遅延と、二元消失通信路の通信路容量が１−εであることから前記消失通信路において生じる１／（１−ε）Ｎ−シンボル遅延と、二元対称通信路の通信路容量が１−Ｈ（ρ）であることから前記誤り通信路において生じる１／（１−Ｈ（ρ））Ｎ−シンボル遅延とに基づいており、
式中、Ｎはパケットの平均ビット長を示し、Ｈ（・）は二元エントロピー関数、すなわち、Ｈ（ρ）＝−ρｌｏｇ（ρ）−（１−ρ）ｌｏｇ（１−ρ）を示す、
請求項１２に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項２０】
等価カスケード接続通信路モデルは、１／θ、τ、１／（１−ε）Ｎ、及び１／（１−Ｈ（ρ））Ｎの時間リソース消費の加重和によって、統一された方法で評価される、
請求項１９に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項２１】
等価カスケード接続通信路のスループットが、
Ｔ＝ｍｉｎ［θ１，１／τ，（１−ε）Ｎ，（１−Ｈ（ρ））Ｎ，θ２］．
である、
請求項１９に記載のノードからなるアドホック無線ネットワーク内の中継器ノードを監視するための方法。
【請求項２２】
一組のノードを含むアドホックネットワークであって、
パケットを受信及び送信するように構成された中継器ノードと、
前記中継器ノードによって受信された前記パケット及び送信された前記パケットをカウントすることによって消失率を求め、対応する、前記受信されたパケットと、前記送信されたパケットとの間の遅延を求め、対応する、前記受信されたパケットと、前記送信されたパケットとを比較することによって誤り率を求め、前記受信されたパケット及び前記送信されたパケットのデータレートを監視することによって通信路信頼度を求め、前記消失率、前記遅延、前記誤り率、及び前記通信路信頼度の組み合わせに基づいて前記中継器ノードのレピュテーションを求めるように構成されたモニタノードと
を含む、
一組のノードを含むアドホックネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、無線通信に関し、より詳細には、モバイルアドホックネットワーク内の中継器ノード（中継器）を監視することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノードからなるモバイルアドホックネットワーク（Ｍｏｂｉｌｅ  Ａｄ  Ｈｏｃ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＭＡＮＥＴ）では、ノードは、独立して移動することができ、これによって、ネットワークトポロジーが変化する。ＭＡＮＥＴにおけるパケットの通信は、通常、マルチホップであり、各ノードは、他のノードに向かうパケットを転送することができる。しかしながら、ノードの送信電力、計算能力及び利用可能な帯域幅は、限られている。
【０００３】
ＭＡＮＥＴは、自律的なピアノードのための構造を欠いているので、利己的な挙動及び悪意のある攻撃が生じやすい。ＭＡＮＥＴは、本来的に非セキュアであり、信頼できるものではない。利己的な中継器ノードは、その電力消費を削減してバッテリ寿命を伸ばすために、パケットを廃棄する可能性がある。したがって、利己的な挙動は、検出及び特定されるべきである。パケットは、中継器によって偽装される可能性もある。
【０００４】
これらの解決策のうちの１つは、不正挙動するノードを監視するレピュテーションシステムを含めることによって、ＭＡＮＥＴにおけるセキュリティを保護するものである。ノードのレピュテーションは、ＭＡＮＥＴにおける信頼を評価する不確実性及び信頼性の尺度として扱われる。その方式は、変形ベイズ推定方法又は自己規制（ｓｅｌｆ−ｐｏｌｉｃｉｎｇ）レピュテーションメカニズムを用いる。この方式は、ノードにおける局所的観測に基づいている。この方式は、間接的な（ｓｅｃｏｎｄ−ｈａｎｄ）信頼情報を利用して、不正挙動するノードを査定及び検出する。
【０００５】
大規模なＭＡＮＥＴの場合、階層的なレピュテーション管理を、例えば、レピュテーションシステム及び価格システムを組み合わせることで検討することができる。分散ハッシュテーブル手法を実装して、レピュテーション記録を記憶することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モバイルアドホックネットワーク内の中継器ノードを監視する方法を提供することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態が、モバイルアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）内の中継器ノードを監視するための方法を提供する。この監視することによって、中継器ノードの悪意のある挙動が検出され、ノードのレピュテーションが維持及び配信される。
【０００８】
レピュテーションに基づいて、最もセキュアなルートがパケット通信用に選択される。このルートは、複数のパスを有することができる。
【０００９】
セキュアなルーティングとともに、前方誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；ＦＥＣ）符号がレピュテーションに従って適応的に最適化される。その後、パケットが、上記複数のパスを用いて送信元から宛先に中継器を介して転送されるとともに、これらの複数のパスが盗聴及び偽装を最小にする。
【発明の効果】
【００１０】
これにより、モバイルアドホックネットワーク内の中継器ノードを監視する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態による、監視、ルーティング及び符号化を用いてネットワークセキュリティを改善するための方法の流れ図である。
【図２】本発明の実施の形態による監視システムの構成の概略図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態による、モニタノードがネットワークに入るときのレピュテーションテーブル及びルーティングテーブルを更新する流れ図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態による、モニタノードがネットワークを出るときのレピュテーションテーブル及びルーティングテーブルを更新する流れ図である。
【図４】本発明の実施の形態によるレピュテーションテーブルを生成するための概略図である。
【図５】本発明の実施の形態による、悪意のある挙動を行う中継ノードの等価カスケード接続通信路モデルの概略図である。
【図６】本発明の実施の形態によるレピュテーションテーブルに基づいてセキュアなルートを選択する概略図である。
【図７】本発明の実施の形態によるレピュテーションテーブルに基づくセキュアなマルチパスルート方法の概略図である。
【図８】本発明の実施の形態によるレピュテーションテーブルに基づく適応的な前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号化の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態は、モニタによってモバイルアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）内の中継器ノード（中継器）を監視するための方法及びシステムを提供する。このモニタは、このネットワーク内のノードのうちの１つ又は複数である。本明細書で説明する方法のステップは、モニタノード（モニタ）において入出力インターフェースに接続されたプロセッサが実行することができる。各ノードは、パケットを送受信する送受信機を備える。これらのパケットは、ペイロードデータを含むことができる。
【００１３】
本発明の１つの目的は、パケット内のペイロードデータを悪意のある中継器ノードからセキュアにすることである。悪意のある中継器ノードは、パケットを潜在的に廃棄又は偽装する可能性がある。したがって、パケットが議論されているとき、特に関係しているのはペイロードであることが理解される。パケットは、ルーティング情報等の他のデータも含むことができることが理解される。このルーティング情報は、パケットが送信元から宛先に転送されるときに更新することができ、転送プロセス中、全てのノードが読み取ることができる。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態による方法の概略を示している。この方法は、次のブロック、すなわち、セキュアなネットワークの監視１１０と、統一信頼メトリックの確定１２０と、共同して行われるセキュアなルーティング及びセキュアな符号化１３０とを含む。これらのブロックは、中継器ノードを監視し、レピュテーションベースの追跡を実行する。これらのブロックは、レピュテーションテーブルの配信も行う。
【００１５】
第１のブロック１１０は、レピュテーションテーブルを生成し配信することによって、悪意のある中継器ノードのあらゆる不正挙動を監視する。このブロックは、信頼転送モデルと、悪意のある挙動の等価カスケード接続通信路モデルとを用いる。
【００１６】
第２のブロック１２０は、不正挙動の等価通信路モデルを用いることで、レピュテーションテーブル内の情報を定量的な信頼メトリックベースに変換する。
【００１７】
第３のブロック１３０は、最も信頼できるノードを選択するとともに、信頼できない中継器ノードが存在する状況で符号化構造をセキュアになるように適応させることによって、セキュアなルーティング及びセキュアな符号化を共同で最適化して、信頼メトリックに基づくセキュリティを最大にする。
【００１８】
このブロックは、セキュアなルーティング及びセキュアな符号化の２つのサブブロックを有する。セキュアなルーティングは、ルーティングテーブルを更新し、そのセキュアを最大にし、信頼できるマルチパスサーチを実行する。セキュアな符号化は、共同して行われる誤り訂正及び暗号化を用いて、セキュリティを最大にする。このブロックは、適応的な次数構成（ｄｅｇｒｅｅ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を実行することができる。
【００１９】
無線通信ノードを含む同種ＭＡＮＥＴを考えることにする。これらのノードは、ネットワークに自由に出入りすることができる。したがって、ネットワークは、集中型信頼（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ  ｔｒｕｓｔ）又は集中型インフラストラクチャを欠いている。加入動作（ｊｏｉｎｉｎｇ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）は、新たなノードへのネットワークアクセスを可能にするために、存在するノードを連携させることを介して達成することができる。
【００２０】
ＭＡＮＥＴ内の送信電力の制限に起因して、送信元から宛先への通信は、隣接した中継器ノードからなるルートに沿った複数のホップを取る可能性がある。ノードは、当該ノードが別のノードの無線送信範囲内にあるとき、隣接している。
【００２１】
暗号メカニズムを用いて、パケットの認証、完全性及び否認防止を保護することができる。秘密鍵及び公開鍵の対がノード用に生成される。ノードは、ネットワークに加わるとき、公開鍵及び秘密鍵の対に基づいて証明書を生成する。
【００２２】
証明書を集中型証明書リポジトリに記憶する代わりに、ＭＡＮＥＴ環境における証明書は、ノードによって配信され、ノードにおいて記憶される。ノードは、ローカルなセキュリティ設定を完全に制御する。証明書は、ネットワーク、すなわち、ネットワーク内の或る特定の数の隣接ノードによって署名されなければならない。各ノードは、一意の識別情報を有する。
【００２３】
本発明の実施の形態は、監視構造を用いて、ネットワークトラフィックと、パケットが中継器によってどのように転送されるのかとを追跡することによって、中継器ノードのレピュテーションを求める。
【００２４】
図２は、ルーティング可能なＭＡＮＥＴ環境の一部として構築された概念的なアーキテクチャを示している。このネットワークは、送信元ノード（送信元）２１１、中継器ノード２１２、及び宛先ノード（宛先）２１３を含む。幾つかのノード２０１が、ゾーン２０３内の中継器ノードｒ２０２のパケット転送挙動を監視する。これらのノードは、一組のモニタを構成する。各モニタは、範囲内のネットワークトラフィックを受信することができる。
【００２５】
各中継器ノードが送受信するパケットの総数は、記録される。精度を高めるために、各ノードが受信した全てのパケットのうち、そのノードがパケットの送信元ｓ又は宛先ｄである場合には、そのパケットは、カウントされない。
【００２６】
一組のモニタは、ゾーン用の２Ｄ座標系を用いて各隣接ノードのインターネットプロトコル（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＩＰ）アドレス及びロケーションを記憶するルーティングテーブルを維持する。或るノードが、パケットを宛先に向けてルーティングする。このノードは、どの近隣ゾーンが宛先ノードに最も近いのかを判断し、次に、ルーティングテーブル内のＩＰアドレスをルックアップする。
【００２７】
分散ハッシュテーブル（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｈａｓｈ  Ｔａｂｌｅ；ＤＨＴ）ベースの記憶処理構造が用いられて、拡張性及び自己編成が達成される。このアーキテクチャは、仮想２次元空間であり、オーバーレイネットワークのタイプである。この２次元座標空間は、仮想論理アドレスである。この座標系全体は、いずれのノードも全空間内の少なくとも１つの異なるゾーンを占有するように、ネットワーク内の全てのノード間で動的に分割される。
【００２８】
図３Ａは、モニタがＭＡＮＥＴに入るときにレピュテーションテーブル及びルーティングテーブルを維持するブロック図を示している。図３Ｂは、モニタがＭＡＮＥＴを出るときのブロック図である。モニタは、ＭＡＮＥＴに入るとき、仮想座標及び実座標においてゾーンを特定する（３０１）。このモニタノードは、最も近いモニタを見つけて（３０２）、ゾーンを分割し（３１０）、レピュテーションデータの維持を引き継ぐ（３０３）。更新されたゾーンに基づいて、ルーティングテーブルは更新される（３０４）。
【００２９】
モニタがＭＡＮＥＴを出るとき、最も近いモニタがこの出ていくモニタを特定した（３１５）後、類似の手順が行われ、そのゾーンは、他の或るゾーンと結合される（３２０）。
【００３０】
図４は、中継器２１２用のレピュテーションのテーブル４００を、そのノードのパケット転送挙動を監視することによって生成するプロセスを示している。
【００３１】
モニタは、中継ノードにおける到来して受信されたパケット４１１及び送信されたパケット４１２の数をカウントして（４２１）、消失率ε４０１を確立する。このレピュテーションは、ノードがどの程度利己的であるのかを、パケットを転送しないことによって示す。
【００３２】
パケットを転送するための遅延（シンボル長によって正規化されたもの）τ４０２が測定される（４２２）。この遅延は、中継ノードの不正挙動したキューイングポリシーを示す。
【００３３】
対応する受信されたパケット及び送信されたパケットのペイロードデータを比較する（４２３）ことによって、データの意図的な偽装を示す誤り率ρ４０３が求められる。
【００３４】
受信されたパケット及び送信されたパケットのデータレート並びに再送回数を監視する（４２４）ことによって、通信路信頼度θ４０４が得られる。
【００３５】
上記量を組み合わせることによって、全体的なレピュテーションσ４０５が求められる。
σ            ＝｛ε，τ，ρ，θ｝．
この組み合わせることは、加重和を求めることとすることができ、割り当てられる重みは、各レピュテーション量の相対的な重要度を示すことができる。
【００３６】
これらの量４０１〜４０５の全ては、統計的なものとすることができ、例えば、平均、中数、確率等とすることができる。
【００３７】
このレピュテーションテーブルは、記憶及び配信することができる。このようにして、ノードは、パケットを転送するとき、良好なレピュテーションを有するノードからなるルートを選択することができる。悪意のあるノードは、全てが高い「不良」レピュテーションに寄与する高い消失率、長い遅延及び高い誤り率を有する傾向がある。
【００３８】
上記レピュテーションに基づいて、本発明の１つの実施の形態は、図５に示すような悪意のある挙動の等価カスケード接続通信路モデルによって信頼レベルを表す統一された方法を提供する。
【００３９】
パケット転送プロセスは、先ず、レピュテーション値４００に対応するフェージング通信路５０１、遅延通信路５０２、消失通信路５０３、及び誤り通信路５０４を含む、悪意のある挙動の等価通信路モデル５１０によって表現される。
【００４０】
これらの通信路ごとに、パケットを転送するための予想される時間リソース消費５２０が求められる。例えば、τ−シンボル遅延が遅延通信路において生じ、二元消失通信路（Ｂｉｎａｒｙ  Ｅｒａｓｕｒｅ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ；ＢＥＣ）の通信路容量が１−εであるので、１／（１−ε）Ｎ−シンボル遅延が消失通信路において生じ、二元対称通信路（Ｂｉｎａｒｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ；ＢＳＣ）の通信路容量が１−Ｈ（ρ）であるので、１／（１−Ｈ（ρ））Ｎ−シンボル遅延が誤り通信路において生じる。式中、Ｎは、パケットの平均ビット長を示し、Ｈ（・）は、二元エントロピー関数、すなわち、Ｈ（ρ）＝−ρｌｏｇ（ρ）−（１−ρ）ｌｏｇ（１−ρ）を示す。
【００４１】
無線リンクが容量θのフェージング通信路であると考えると、パケットを転送する悪意のある挙動の等価カスケード接続通信路モデルは、１／θ、τ、１／（１−ε）Ｎ、及び１／（１−Ｈ（ρ））Ｎの時間リソース消費５２０の加重和によって、統一された方法で評価することができる。
【００４２】
実際には、ＢＥＣ及びＢＳＣではない他の通信路表現を用いることができる。通信路遅延の加重和を用いて、中継のための最も信頼可能なノードを選択することができる。
【００４３】
別の統一信頼メトリックは、カスケード接続通信路に沿ったボトルネックスループットＴ５３０に基づいている。このメトリックは、各通信路の容量の以下の加重最小値によって得られる。
Ｔ＝ｍｉｎ［θ１，１／τ，（１−ε）Ｎ，（１−Ｈ（ρ））Ｎ，θ２］．
【００４４】
図６は、レピュテーションテーブルに基づくセキュアなルーティングの方法を示している。この例では、パケットは、送信元ノードＳから宛先ノードＤに、複数の中継ノードａ、ｂ、又はｃを通って送信される。２つの可能なルートＳ−ａ−ｂ−Ｄ６０１及びＳ−ａ−ｃ−Ｄ６０２がある。この方法は、盗聴リスクも考慮に入れながら、ルートに沿ったボトルネックスループットが最大である最も信頼できるルートを選択する（６０３）。
【００４５】
ノードｂがノードｃよりも高いボトルネックスループットを有するときにおいて、ルートＳ−ａ−ｂ−Ｄのスループットがノードｃにおける盗聴スループットよりも大きい場合には、当該ルートＳ−ａ−ｂ−Ｄが選択される。このルートは、任意の近隣ノードがより低いスループットを有する場合に確立される（６０４）。
【００４６】
図７に示すように、実施の形態は、複数のパスルートを同時に用いてセキュリティを改善することができる。図７では、送信元ノードＳは、パケットストリームを２つのルートＡ及びＢにわたって分割する。中継は、よりセキュアである。なぜならば、ノードｅは、ルートＢを通るパケットを知ることはなく、盗聴ノードｂ及びｃは、ルートＡの情報を何ら有することができないからである。この実施の形態は、複数のパスの可能な選択のための最大の秘密スループット（ｓｅｃｒｅｃｙ  ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を求め、潜在的な盗聴リスクが既定のしきい値よりも低い場合に、最適なルートが確立される。
【００４７】
図８は、本発明の実施の形態による、共同して行われる暗号化及び前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号化を示している。パケット８０３のペイロードデータ内のビット８０１は、容量接近（ｃａｐａｃｉｔｙ  ａｐｐｒｏａｃｈｉｎｇ）低密度パリティ検査（Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ；ＬＤＰＣ）符号等、エッジインターリーバー（ｅｄｇｅ  ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）８１０を通じて排他的論理和（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ；ＸＯＲ）チェックサムを生成することによって、秘密鍵８０２を用いて暗号化される。
【００４８】
生成されたチェックサムは、Ｍ個のブロックに分割される。ここで、Ｍは、上述したようなセキュアなルーティング方式によって確立されたルートのパスの数である。各ブロックのサイズは、各ルートのスループットに従って最適化される。
【００４９】
通信路ｍの予想される相互情報量Ｉｍ８２０が監視される。異なる通信路の相互情報量は、同一ではない。各ブロックの検査ノード８４１の次数分布及び各ブロックに接続する変数ノード８４２の次数分布が共同して設計される。秘密鍵の知識を有するノードのみが、鍵のより高度な事前相互情報量ＩＫ８３０を用いることができる。より高度な事前相互情報量ＩＫは、データビットのより高度な事後相互情報量ＩＰ８４０を提供する。幾つかの信頼できないノードが、秘密鍵の多少の知識を有する可能性がある。したがって、この方法は、目的とするノードの事後相互情報量と、目的とするノードの相互情報量との間の秘密相互情報量を最大にするように次数分布を最適化する。
【００５０】
この設計は、Ｉ１、．．．、ＩＭ、ＩＫ、及びＩＰを所与とした外部情報伝達（Ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ；ＥＸＩＴ）チャートの曲線フィッティングに基づいている。このＥＸＩＴチャートを用いて、反復して復号される誤り訂正符号、特にＬＤＰＣ符号及びターボ符号を構築することができる。
【００５１】
相互情報量は、上述したように、確立された各ルートの等価カスケード接続通信路モデルによって得ることができる。この実施の形態は、異なる通信路を通って送信される非同一の事前相互情報量を考慮している。
【図１】
2013247677.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
2013247677.tif 000005
【図３Ｂ】
2013247677.tif 000006
【図４】
2013247677.tif 000007
【図５】
2013247677.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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