【IT168专稿】8月29日上午，由中国计算机学会主办的“网络编码与下一代网络”专题报告会在中科院自动化所举行。来自西安电子科技大学蔡宁教授为此次报告会带来了主题为《网络编码理论概述》的精彩演讲。
现任西安电子科技大学特聘教授的蔡宁博士，是网络编码理论奠基人之一。曾任职或访问于德国比勒费尔德大学、香港中文大学和新加坡国立大学等校。担任2008、2009 年度 IEEE 信息论协会评奖委员会委员。2005年，蔡宁教授和李硕彦、杨伟豪二位教授一起荣获IEEE Information Theory协会非常好的论文奖。是网络编码领域的权威专家。
网络编码是网络通信领域的一项前沿科技。传统理论中认为，在网络中的节点对正在传输的数据进行“加工”不会带来任何收益。因此，传统的网络通信传输一直通过路由等方式来进行。直到2000年，由蔡教授和李、杨两位教授共同提出了网络编码理论，才彻底颠覆了传统看法。蔡教授等人指出：通过在网络节点对传输数据进行编码，可以达到最大流界，性能和效果上高于传统的路由方式。这一理论的提出，直接导致了一个新的领域——网络编码的诞生。
然而，虽然三位教授在2000年就提出了网络编码理论并说明了它的优越性，但在当时并没有给出具体的实现方式和数学模型。也就是说，2000年的时候，网络编码还仅仅是告诉了世界我们可以做到什么，但没有说明我们将如何做到。直到2003年，又一篇里程碑式的论著诞生(作者同样是上述三位教授)，才给出了具体的实现方式。从此，网络编码不再仅仅是一种理论和设想，而成为了可以实现的技术。这篇关于线性网络编码的论文也荣获了2005 IEEE Information Theory协会非常好的论文奖。
至此，网络编码领域的大幕已徐徐拉开，吸引着众多网络通信领域的专家学者投身其中。蔡教授在报告会上介绍到，在众多研究学者中，Koetter和M.Medard教授在静态网络编码方向的研究，就大大推动了网络编码理论的发展。蔡教授还特别提到，另一篇引起网络编码领域震动的论文——《随机线性编码》，竟是出自一位学生之手。这篇轰动了整个网络编码领域的论文，正是这位天才学生的毕业论文。蔡教授说，之所以告诉大家这个故事，正是为了鼓励在场的众多青年学者，科学的世界，是没有资历的年龄的限制的，更多的新鲜力量，才能筑起更高的科学殿堂。
那么，网络编码的实际应用在何处呢?或者说，相对于目前已经广泛应用的路由技术，新兴的网络编码理论有哪些优势和特点?对此，蔡教授给出了它的解答。
相对于路由技术，网络编码有着如下的优势。首先，通过新的设计和架构理论，网络编码可以提供更高的网络传输率。同时，网络编码具有普适性、鲁棒性(对误差的容忍程度)和可调节性，以及更可靠更安全的网络数据传输。另外，网络编码相对于传统的路由技术，可以降低为了寻找经典方案而带来的计算复杂性。
网络编码既然有这么多的优势，自然引起了很多专家学者的兴趣和重视。那么，对于想要进入这一领域研究的科技工作者来说，该选择那些研究方向呢?作为网络编码理论的奠基人，蔡教授特别介绍了目前网络编码领域几个重点的研究方向。
一、网络卷积编码：
在网络卷积编码领域，目前已经完成的工作，有单信源网络卷积编码的最大流界限、编码算法、DVR上的推广、有圈和无圈情况下的统一表示、Local encoding kernels决定Global encoding kernels的条件……
今后，在网络卷积编码领域，主要的任务是进一步的完善整体理论，以及研究如何将这一理论投入实用。
二、随机线性网络编码：
由于实际网络中的拓扑结构存在不可预知和随时变化的情况，因此需要一种能处理此类情况的网络编码方法。随机线性网络编码随之诞生。目前，已完成的研究有：整体理论的建立和模型设计、接收端如何译码、译码成功概率的提高等。
目前需要进一步研究和完善的地方有：提高网络传输效率。
三、网络安全之网络纠错能力：
任何成熟的网络技术，都应该包含网络纠错能力。目前，网络纠错领域的研究，已完成了网络纠错编码的建立和推广(任何错误类型的纠错编码)等。
接下来的工作重点，是如何将Hamming距离推广到网络纠错编码，以及随机网络编码的纠错。
四、网络安全之反窃听技术：
随着网络的高速发展，通过网络窃取数据的罪行大大增加。网络反窃听技术的研究迫在眉睫。目前，在网络编码的反窃听领域，已完成了理论建立和模式设计(包含了Shannon密钥系统密钥共享方案)。
下一步的工作有：不完全保密技术、随机线性编码的安全、General Hamming weight和安全、更加通用的一般模型……
五、多信源网络编码：
在网络中，通常会出现这种情况：网络接入了不同的信源，不同的用户需要获取不同子集的信源产生的信息。这时候，就需要多信源网络编码技术来处理。目前已获知的结论有：用信息不等式表示容量区域、容量区域等价于寻找信息不等式、确定容量区域的NP-hard等。
在这个研究方向，涉及的相关领域有：信息不等式、组合数学、拟阵、算法理论、编码理论等等。
六、网络信息论：
在这一领域，目前的研究内容和方向有：信息量的性质和应用、信源编码定理、信道编码定理、信源-信道联合编码定理等等。
在蔡教授的精彩报告中，涵盖了从网络编码的历史、发展到最新的技术趋势和动态，以及下一步的研究方向。为感兴趣和致力于这个领域的学者指明了方向。作为一位德高望重的老专家，蔡教授用自己的身体力行，向每一位到场的学者诠释着什么是真正的师道和学术精神。
