安全群组通信系统中的密钥分配机制

提出了一种基于B-树结构的新的组密钥分配方案(BKA),包括集中式分配协议(C-BKA)和分布式分配协议(D-BKA).该方案提供了密钥独立性,能够确保密钥分配的前向、后向安全性,并且能够抵抗联合攻击.集中式方案虽然不可避免地存在单失效点,但协议的计算量和通信量都较小,能够高效地处理成员的加入与退出,扩展性好,适用于任意大小的群组.分布式方案与集中式相比计算量虽有所上升,但具有密钥产生公平性,不会形成单失效点,通信量亦较小,同样能够很好地适应群组的动态变化,扩展性好,对中小规模分布安全组通信系统尤其适用.     

分布式安全存储中基于共享组的周期性密钥更新

分布式存储是解决海量数据存储的重要手段, 而多用户环境下密钥的分发和更新是分布式安全存储的重要问题. 传统方法大多采用密钥分发中心(key distribution enter, KDC)进行控制, 但随着用户数的增多, 密钥中心的工作量增大. 利用Chebyshev多项式的周期性特性和逻辑密钥树(logical key hierarchy, LKH)的层次密钥结构, 设计一种分布式文件存储中基于文件共享组的周期性密钥更新方案(cyclic key update scheme, CKUS). 该方案的特点是密钥的更新和传递无需借助公钥密码体制, 而直接通过文件所有者进行组播; 文件共享者采用本地计算, 提高了计算效率. 同时, 利用Chebyshev多项式的周期性特点, 使每个文件共享者自适应密钥更新, 有效降低密钥更新时的通信量, 减少用户节点的密钥存储量.     

一种新的会议密钥分发方案

为了有效克服当前密钥系统中的单一失效点,提出一种新的会议密钥分发方案.在具有容错性和前向安全性的基础上,一方面该方案是由会议主席和会议参加者共同产生密钥份额,而不是会议参加者或会议主席单独产生;另一方面该方案中任一会议参加者至少联合t-1个合法会议参加者并通过多项式插值才能恢复会议密钥.该方案相比于传统方案,大大提高了会议密钥的安全性和可靠性.     

一个基于GDH群的前向安全分布式数字签名方案

将一个基于GDH群的数字签名方案扩展到分布式数字签名中,并将前向安全的概念扩展到该签名方案中,提出一个有效的前向安全分布式签名方案.使用部分签名密钥安全前向更新,使集体签名安全前向更新,使得任何成员都不可能单独控制签名密钥的更新.增强密钥的安全性,使签名方案具有前向安全性.     

安全的分散式多播密钥管理方案

为解决集中式多播密钥管理方案中服务器端的可靠性、安全性和可用性问题,提出了一种新的安全分散式多播的密钥管理方案.基于分散式控制和门限秘密共享的思想,将单个密钥服务器扩展为具有(t,m)门限控制结构的服务器组.多播组密钥的产生、分发和更新由多个服务器结点协作完成.提供了确保服务器成员只知道组密钥的影子密钥而不知道所产生的组密钥的安全机制,这种机制使得某些服务器成员被攻击导致信息泄漏也不会影响系统安全.此外,分散式管理结构和门限控制机制可有效避免单点失效和性能瓶颈问题,还可提高了密钥服务器的可靠性和抗毁性能.     

基于Weil Pairing和连分式插值的组密钥管理方案

在组播安全需求的基础上,提出了一种基于Weil Pairing和连分式插值的组密钥管理方案.该方案充分利用了组播的优势和效率,使得组密钥的分发和更新有很快的速度,提高了组密钥的管理效率.并且满足前向保密、后向保密和抗同谋破解等组播安全性要求,加强了组播安全.同时也具有良好的可扩展性.     

一种高效的Wimax安全组播密钥管理方案

组播密钥管理是Wimax组播服务安全的核心问题,为了适应大型Wimax组中成员频繁进出的情景,文中在“多重秘密共享”和“秘密组播机制”的基础上,设计了一种新的适合于周期密钥更新策略的Wimax安全组播密钥管理方案SGMBM,该方案根据组中成员关系的动态变化来分发管理密钥.和已有经典方案的对比结果显示,SGMBM获得了更少的组密钥更新数量和能量消耗,并保证了前向和后向安全性.     

支持追责和用户撤销的属性基加密方案

针对当前属性基加密系统中用户与中心滥用密钥以及用户解密权限的撤销问题, 提出一种支持追责和用户撤销的属性基加密方案. 该方案使用“不动点”作为密钥拥有者的标识符, 实现了对恶意用户的身份追踪; 通过用户与中心交互生成解密密钥, 解决了半信任中心滥用密钥的问题; 利用完全子集方案和自更新加密方案实现了用户的即时撤销, 并达到了前向/后向安全性; 同时使用Paillier加密体制, 避免了追踪过程中的存储代价. 该方案无需在系统建立阶段预先确定属性个数, 且在标准模型下被证明是选择明文安全的.     

一种基于身份可认证两方密钥协商方案

为了降低计算开销,提高安全性,通过 Diffie-Hellman 协议建立密钥共享,结合用户身份信息,以 VBNNIBS 签名思想作为基础,提出了一种可认证的两方密钥协商方案。密钥生成中心 KGC 结合用户身份信息仅为用户生成部分私钥和公钥,其完整的私钥和公钥由用户结合自己的长期私钥生成,安全性基于椭圆曲线离散对数问题。方案中无双线性对运算,只需椭圆曲线上4次点乘运算、1次模运算、3次哈希运算,通信双方只需2次通信就可实现双方认证和密钥协商,提高了密钥产生的效率。分析表明,该方案具有完美前向保密性、抗密钥泄露伪装攻击、已知会话密钥通信安全、非密钥控制、抗重放攻击等安全属性。性能及安全性比较表明,该方案在安全性和性能方面具有较大的优势,适用于资源受限的无线网络通信环境中。     

一种适用于量子密钥分配网络的组密钥协商方案

为了更好地在QKD(Quantum Key Distribution)中服务多用户组播通信,在量子密钥成对产生的特殊应用背景基础上,构建了组密钥协商模型,提出了一种基于分簇结构和二进制编码的组密钥协商方案.该方案消耗少量的端端量子密钥,经过安全协商,得到一致的组密钥.当新成员加入或者旧成员离开时,密钥更新快速易行.分析发现,该方案具有较好的安全性.     

一种面向大规模用户的组安全管理体系

为了解决大规模组播的安全性和可管理性等问题,提出了一种面向大规模用户的组安全管理体系结构MGSMA.依据现代网络分为核心网和接入网的构成特点,MGSMA方案将组播安全分为主干区域和叶子区域两个层次,组成员管理由各个叶子区域负责.叶子区域将大规模的用户分为多个分组,并部署多个密钥分发器来进行分布式管理,将单个分组的用户规模减小,从而实现对多组播组和大规模用户的管理.MGSMA具有防止单点故障,易于扩展和部署的优点.     

基于以太坊的格上属性基可搜索加密方案

提出了一种基于以太坊的安全、灵活、高效的格上属性基可搜索加密方案.方案基于格密码体制提出,解决了传统基于双线性配对技术的属性基可搜索加密方案存在的不可抗量子攻击安全问题.方案使用基于以太坊技术的分散存储方法解决了传统云存储系统中单点故障问题,并且方案中数据拥有者代替私钥生成器为用户生成私钥,这避免传统方案由于密钥托管问题造成的密钥滥用以及隐私泄露.采用以太坊的智能合约解决了以往属性基可搜索加密方案中云服务提供商不可信情况下关键字搜索结果的可靠性问题.与传统属性基可搜索加密方案相比,方案不仅可实现对加密关键字的细粒度检索,并且可抵抗量子攻击,增强了方案的安全性.在容错学习问题(learning with errors,LWE)假设下,证明了方案的安全性.     

Ad Hoc中基于双线性对和证书的组密钥管理协议

针对当前多数分布式组密钥管理协议不能提供密钥认证及不能抵御主动攻击的安全问题,设计了满足认证性的CBPSTR(certificate- owned and bilinear pairing- based STR)协议.该协议采用特殊的三叉密钥树结构,结合STR和TGDH协议并引入证书和双线性对密码体制.CBPSTR协议包括6个子协议:建立多播组、成员加入、成员离开、合并多播组、拆分多播组和更新组密钥.安全性分析表明CBPSTR协议在计算上是安全的.与STR协议进行比较,CBPSTR协议具有较低计算和通信代价.由于具有成员间的认证性,CBPSTR能抵抗中间人攻击、密钥泄漏假冒攻击和未知密钥共享攻...     

一种新的基于ECC的Ad hoc组密钥协商协议

在Ad hoc网络中进行安全的组通信,安全的组密钥协商协议是关键.采用椭圆曲线密码方案(elliptic curve cryptosystems,ECC),提出了一种安全有效的Ad hoc网络组密钥协议,并对其可行性和安全性进行了证明.针对Ad hoc 网络节点有随时加入或离开组的特点,提出有效的具有前向保密与后向保密...     

空间信息网络中安全可追溯的影像分发方案

遥感影像分发是空间信息网络的重要应用.针对现有遥感影像分发方案存在的共谋密钥问题,基于关键数据保护方法,提出了差异化安全分发方案.该方案具有对分发内容的可追溯能力,基于JPEG2000图像压缩方法,将影像内容分为关键部分和公共部分;关键部分通过部署于地面的分发中心实现集中分发,使用无证书公钥密码技术实现安全传输,用户从...     

基于单光子的安全通信方案

提出了利用单光子态在通信双方之间建立密钥以及进行安全通信的方案.在此方案中除了用于检测窃听者是否存在的量子态以外,剩余的量子态全部用来建立密钥,效率较高,并且在此基础上提出的安全通信方案的安全性达到"一次一密"的水平.     

组密钥协商的多权限访问控制

网络中很多组播应用需要参与成员拥有多重访问权限.这些访问控制要保证拥有不同用户能获得不同层次的数据.提出一种多重组的控制方案,该方案使用集中式与分布协同式相结合的密钥更新算法实现了多权限控制.