“希望你志存高遠(yuǎn)，回國干一番事情”，面對(duì)母校的深情召喚，劉家佳在2013年時(shí)毅然選擇回國工作。
實(shí)際上，在做出這個(gè)決定之前，劉家佳幾乎獲得日本應(yīng)用信息學(xué)方面的所有獎(jiǎng)項(xiàng)，并在日本東北大學(xué)獲得了正式教職。更重要的是，他關(guān)于移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的研究成果，已經(jīng)逐漸得到全世界同行的關(guān)注和認(rèn)可，發(fā)表SCI論文13篇，被引用近300次，被認(rèn)為是“移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)特性解析技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)”。
對(duì)于1984年的劉家佳，如果說16歲上大學(xué)、20歲參加工作、28歲評(píng)上教授的經(jīng)歷，能讓他與同齡人相比顯得與眾不同，那么工作2年后把掙來的錢大部分交了違約金重回校園讀研，以及在拿到博士學(xué)位后放棄國外大學(xué)正式教職回國的決定，就讓他更值得人敬佩和尊重。
本期菁英人才，讓我們一起了解31歲的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)理論與關(guān)鍵技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室固定研究人員、網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師劉家佳，以及他的研究工作——專注于移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的理論研究和推廣應(yīng)用。
選擇移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)作為研究方向
目前無線通信網(wǎng)絡(luò)，主要分兩類：一種是以基站為通信網(wǎng)絡(luò)核心的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，如手機(jī)通信使用的2G和3G系統(tǒng)；另一種就是無基礎(chǔ)設(shè)施的分布式網(wǎng)絡(luò)，即無線自組織網(wǎng)絡(luò)?！叭绻渲械墓?jié)點(diǎn)可以自由移動(dòng)，那么這種無線自組織網(wǎng)絡(luò)，就是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)?！?/p>
劉家佳介紹說，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)（Mobile Ad-Hoc Network，以下簡稱MANET）并不是一個(gè)全新的概念，對(duì)它的研究和應(yīng)用以各種不同形式已存在了20余年，這一技術(shù)的初衷就是出于戰(zhàn)場軍事通信的需要?！按蛘虝r(shí)，你不可能指望著基站提供通信支持。”
MANET是由一組帶有無線收發(fā)信裝置、邏輯上對(duì)等的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的一類無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，它不依賴于預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，通過傳輸范圍有限的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作和自我組織保持網(wǎng)絡(luò)連接和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，是無中心、自組織、多跳的移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)，劉家佳進(jìn)一步指出。這種“移動(dòng)+無線+自組織”的連接方式具有低成本、易組網(wǎng)、高靈活性和強(qiáng)抗摧毀性的特點(diǎn)，是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。在移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)之中，每個(gè)設(shè)備都兼具信息發(fā)出者、信息接收者或路由器的作用，通過分布式協(xié)同合作，提供必要的網(wǎng)絡(luò)通信功能。
從2008年通過西安電子科技大學(xué)推薦，被日本文部省錄取為國費(fèi)生，2009年10月開始在日北東北大學(xué)應(yīng)用信息科學(xué)專業(yè)攻讀博士學(xué)位開始，劉家佳就選擇了移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)作為研究方向。
刻畫兩跳行為增進(jìn)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)安全
“前面說了一系列移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)際上這個(gè)領(lǐng)域存在許多技術(shù)難點(diǎn)需要突破。”劉家佳說。
“除了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)處于變化之中，不同節(jié)點(diǎn)參與通信時(shí)間不同，容易受到可用帶寬限制、信號(hào)衰減、噪音和信道間干擾，以及組建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)需要克服路由、移動(dòng)管理、資源調(diào)度、吞吐量、時(shí)延等一系列問題外，擋在移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)廣泛使用前的攔路虎，恐怕就是安全性不強(qiáng)的問題了?！?/p>
劉家佳進(jìn)一步介紹，節(jié)點(diǎn)之間的無線通信，使得移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)更易受到竊聽、假冒、篡改、重放和拒絕服務(wù)等攻擊，開放的廣播信道環(huán)境，也使得網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不可避免地受到各種直接或間接攻擊，尤其是當(dāng)節(jié)點(diǎn)工作于對(duì)抗環(huán)境中時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可能漫游到敵方區(qū)域而被俘獲，節(jié)點(diǎn)內(nèi)的密鑰、報(bào)文等信息存在被破獲的危險(xiǎn)。
“把移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的研究對(duì)象，限定和簡化到最多兩跳范圍內(nèi)去考慮，這就是近年來我開展的主要工作?！眲⒓壹颜f，“所謂兩跳，即信息從發(fā)出者到接收者只經(jīng)過兩步、3個(gè)設(shè)備。即便只是兩跳，其中的問題依舊十分復(fù)雜，但解決了這些問題，今后便可以向范圍更大、信息傳輸更為復(fù)雜的多跳傳輸擴(kuò)展。”
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