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基于SigComp的会话初始化协议压缩算法
基于SigComp的会话初始化协议压缩算法
摘要
网络通信时，会议初始化协议的压缩算法是很重要的工具。本文主要探讨基于SigComp的会话初始化协议压缩算法，介绍了SigComp基本概念和原理，并针对SigComp的一些不足和问题，提出了一种改进算法，并与其他算法进行了比较，证明本文算法有较好的压缩效果和安全性。
关键词：SigComp、会话初始化协议、压缩算法
引言
在网络通信中，压缩数据是最有效的方法之一。会话初始化协议是网络通信中的一种基本协议，它规定了通信方之间建立连接的过程。在会议过程中，存在大量的首部信息、状态信息、标志位等，这些信息需要压缩，并添加到通信方之间建立的会话中。如何有效地压缩这些信息，缩短会议连接的时间，是网络通信中一个十分重要的问题。
为此，基于SigComp的会话初始化协议压缩算法应运而生。SigComp是一个用于压缩通信协议的标准化方法，它通过压缩会话初始化协议的数据降低网络繁忙时的传输成本，同时也可以增强网络的安全性。本文将介绍SigComp的基本概念和原理，并在此基础上进行算法改进。
一、SigComp基本概念和原理
SigComp是SessionInitiationProtocolCompression的缩写，也就是会议初始化协议压缩。它是一种减少通信流量的技术，可用于SIP、HTTP、RTP、RTCP等通信协议。SigComp这个名字表明了，它是通过信号压缩实现通信协议压缩的。其主要思想是将会话中的一些通信信号预先进行压缩，然后在通信过程中以压缩的方式发送这些信号。
SigComp采用动态字典的方式来实现压缩，这个字典可以添加新的条目，或删除一些不再使用的条目。被压缩的数据首先要被分成很多小的段，在SigComp中，这个分段称为压缩块。一个压缩块包含了字典编号和参数。这个字典编号代表使用哪个字典，而参数则是与这个压缩块有关的一些数据。另外，SigComp约定了一个最大块长度，一般为2^14-1。SigComp消息的包头有四个自己定义的扩展字段，分别是响应（R）、引用（R）、压缩上下文长度（C）和地址（A）。其中，引用和响应字段可能会用到压缩块。
SigComp的压缩流程如下图所示：
1.在源端，SIP消息首先会被分成三个部分：固定首部、变长首部和消息体。
2.变长首部和消息体都可以被压缩，变长首部可以先被压缩，将变长首部中重复的部分压缩成压缩块，并将这些压缩块添加到字典中。
3.消息体也可以被压缩，如果消息体有固定的结构，则整个消息体可以被当做一个压缩块压缩。
4.然后，对整个SIP消息进行压缩，并在包头中包含以上定义的四个扩展字段。
5.在目的端，接收到压缩后的SIP消息后，首先要对压缩块进行解压，然后再重建整个数据报文。
以上就是SigComp的基本流程和原理，下面将介绍SigComp的一些问题和不足，并提出解决方法。
二、SigComp的问题和不足
SigComp采用的动态字典方式，可以有效地压缩符号串，但同时也存在以下问题和不足：
1.字典的效率不高：SigComp使用的字典是动态变化的，很可能增加了字典的复杂度。特别是对于大型的字典来说，它可能不太适用于实际应用环境。
2.解压过程时间较长：解压SigComp消息的过程涉及到动态字典的搜索和匹配问题，因此耗时较长。
3.安全性较差：由于SigComp消息体被压缩，因此存在恶意攻击可能，可能会导致重放数据或插入恶意数据等问题。
以上问题和不足需要我们探索更好的解决办法，下面将介绍我们提出的方法：基于SigComp的会话初始化协议压缩算法改进。
三、基于SigComp的会话初始化协议压缩算法改进
为了解决SigComp的问题和不足，在使用SigComp方法的基础上，我们对其进行了改进，主要包括以下几个方面：
1.压缩算法优化：
我们尝试将SigComp字典拆分成多个小字典，每个小字典的大小不超过原字典的1/3，然后根据SIP消息的类型选择适当的字典进行压缩。这样做可以避免大字典带来的复杂度，同时，小字典的匹配效率也更高。
2.解压算法优化：
进行压缩操作之后需要解压，这个过程通常比较费时。我们尝试使用一种基于哈希表的快速匹配算法，该算法可以在几乎恒定的时间内完成匹配，这样可以有效地减少解压时间。
3.安全性提升：
由于SigComp消息具有可重复性，并且容易被攻击者利用，因此我们提出了一种改进的签名算法。该签名算法基于哈希链，可以提高签名的安全性。哈希链是由一系列哈希函数组成的，当前哈希函数的一个输出被用作下一个哈希函数的输入。使用链式哈希函数，可防止针对哈希结果的换项攻击。
四、实验结果
为了测试我们改进的算法效果，我们将其与其他算法进行了比较，实验结果如下表所示：
|算法|原始数据大小