安全群組通信中組播密鑰管理方案的研究.pdf

1、安全群組通信是一個(gè)十分熱門的研究領(lǐng)域,其中組播密鑰管理機(jī)制的研究是最重要也最具有挑戰(zhàn)性的工作。本文重點(diǎn)研究面向安全群組通信的組播密鑰管理方案,在充分研究各類組播密鑰管理方案的優(yōu)點(diǎn)和不足的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有密鑰管理方案進(jìn)行了改進(jìn),既立足于現(xiàn)有方案公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn),又彌補(bǔ)了它們在性能或者安全性方面的某些不足。本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面:(1)對具有代表性的組播密鑰管理方案的研究?，F(xiàn)有的組播密鑰管理方案基本可以分為集中式、分布式和分組式三類。集

2、中式方案對組控制器的過度依賴導(dǎo)致了“1影響N”問題,同時(shí)組控制器負(fù)載過大也成了影響系統(tǒng)性能的瓶頸,擴(kuò)展性較差。分布式方案通過組成員共同協(xié)商方式計(jì)算組密鑰,有效地避免了單點(diǎn)失效。但對于大規(guī)模群組,密鑰更新的計(jì)算量大、延遲時(shí)間長。分組式方案將所有組成員分成若干個(gè)小組,通過組控制器和子組控制器進(jìn)行管理,成員變動(dòng)時(shí)的密鑰更新被控制在子組范圍內(nèi),雖然降低了組控制器的負(fù)荷,但是密鑰生成過程缺乏安全機(jī)制。
　　 (2)面向動(dòng)態(tài)群組組播通信的密

3、鑰管理方案的研究。由于參與組播的成員具有差異性和動(dòng)態(tài)性,導(dǎo)致組播通信比單播通信更為復(fù)雜。本文對組成員變動(dòng)頻繁的群組組播通信系統(tǒng)的密鑰管理問題進(jìn)行了研究。首先在LKH方案的基礎(chǔ)上給出了一種密鑰更新改進(jìn)算法。該算法不僅降低了GC的存儲量和計(jì)算量,還增強(qiáng)了方案的擴(kuò)展性。但是它也帶來了新的問題,由于每個(gè)組成員都要自行計(jì)算更新密鑰路徑上的密鑰,導(dǎo)致組成員的計(jì)算量過大,尤其是當(dāng)成員數(shù)目較大時(shí),會嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能,因此只適用于較小規(guī)模的組播群組。然后

4、,為滿足大型動(dòng)態(tài)組播通信系統(tǒng)的對密鑰更新開銷及擴(kuò)展性的較高要求,本文結(jié)合SKDC、LKH和Iolus三種經(jīng)典方案,設(shè)計(jì)了一種分層分組式的混合組播密鑰管理方案,并采用RSA密鑰加密體制減少密鑰更新過程中的通信次數(shù)和加密次數(shù),結(jié)果表明該方案比現(xiàn)有方案具有更好的綜合性能。
　　 (3)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)密鑰管理方案的研究。在移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中,密鑰管理方案具有重要的應(yīng)用,它不僅是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)安全群組通信系統(tǒng)的重要內(nèi)容