安全组播密钥管理的研究

缺乏安全机制限制了组播在各种网络业务中的应用.组播密钥管理通过为组播成员生成、发送和更新组密钥来满足加密认证等安全需求.组播密钥管理方案的设计,除了要满足基本的安全需求,还要兼顾可扩展性、健壮性、可靠性等多方面因素.分析了组播密钥管理所面临的问题,并通过对已有的几种组播密钥树方案的介绍,探讨和总结了组播密钥管理的研究现状和发展趋势.     

基于逻辑密钥树的组播密钥管理研究进展

介绍了基于逻辑密钥树的组播密钥管理方案,以及针对逻辑密钥树的改进方案.分析了各个方案如何从组播应用的要求和限制出发,在满足安全需求、提高服务质量的同时尽量降低开销,指出各个方案都是在安全性、服务质量和开销等3个方面的要求之间进行适当的折衷与平衡.通过对各个改进方案的出发点及其优缺点的分析,为如何根据实际情况设计适合具体组播业务的密钥管理方案提供了参考.     

基于RSA的组播加密方法及其密钥管理方案

密钥更新效率是影响安全组播性能的重要因素. 为了避免安全组播中的密钥更新,强化密钥管理和提高安全组播的效率,在分析安全组播需求的基础上,提出组播加密方法的思想. 并通过对RSA公钥密码算法的改进,给出一种新的组播加密方法,进而给出相应的密钥管理方案. 分析表明,基于RSA的组播加密方法具有用一把密钥加密,多把密钥解密的功能. 相应的密钥管理方案实现了在任何组成员变化时,都不需要更新密钥,并且仍能满足前向和后向加密及抗同谋破解的安全组播需求.     

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.     

基于超球形的多播密钥更新方法

多播安全要确保所有参加多播的成员安全地共享同一组密钥,当有成员加入或离开时需要及时更新组密钥.当组播规模很大时,更新组密钥的效率是一个重要的问题.在研究密钥更新的基础上,提出一种基于超球形的多播密钥更新模型.该模型充分利用成员之间既有独立性又有协同性的特点,解决密钥更新问题,该方法更新效率高,组管理器储存密钥总数少.算法较LKH和OFT有优势.     

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.     

安全组播的动态密钥管理

提出了一种基于计算的动态密钥生成算法,对算法进行了安全性和效率方面的分析,论证了基于该算法的密钥管理方案的安全可行性,该算法非常适用于组播规模较大的环境下的应用,与传统的逻辑层次树密钥管理方案相比较,它大大地减少了密钥的存储量以及密钥更新时的通信量。     

基于树结构的Wimax网络组密钥管理方法

为了改善802.16e安全标准中组密钥管理的安全与应用性能,首先分析了常见的组密钥管理机制和Wimax无线网络的组密钥管理解决思路,利用密钥树和单向函数g,提出了一种改进的基于树结构的Wimax组密钥管理方法,设计了节点加入和离开网络时组密钥更新的过程.分析结果表明,与传统的逻辑密钥分层方案(logical key hierarchy,LKH)相比,该方法在密钥存储、密钥更新、通信量以及组管理者的计算量方面均有较好的性能.为Wimax网络的组密钥管理提供了一条有效解决思路,具有较高的实际应用价值.     

自适应无线组播密钥分组管理算法

IEEE 802.16e支持组播和广播业务,并定义了组播广播密钥更新算法(MBRA)来维护和管理组播密钥.为了提供安全组播所需的前向安全和后向安全并且提高组播密钥管理算法的可扩展性,该文参照组密钥管理协议(GKMP)对MBRA进行了优化和改进,提出一种自适应无线组播密钥分组管理算法.该算法针对实际网络的特点,结合2种分组方法,以近似最优的策略对组播成员进行分组管理.理论分析和仿真结果表明: 该算法可以显著地降低组播业务中因密钥更新导致的通信开销,从而提高网络容量.     

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.     

使用双线性配对实现组播密钥管理协议

目前多数Ad hoc网络中的组播密钥管理协议都是为了提高某一方面的代价而牺牲其他方面的代价,这与Ad hoc网络对带宽和计算资源的要求相矛盾.为解决这一矛盾,提出了新的分布式组播密钥管理方案,即基于双线性配对密钥树的TPAN协议.TPAN密钥树结合了PSTR方案和PTGDH方案的优点,在主干网络中使用了PSTR密钥树的结构,在部分节点分枝为PSTR密钥子树或PTGDH密钥子树.经过对协议通信代价和计算代价的比较及安全性分析,结果表明,该方案在通信代价和计算代价之间达到了平衡,都具有较小的代价,并且是安全的.     

移动自组网中节能的组播密钥分发方案

详细分析了地理位置和路由信息对于密钥分发方案的重要性,以及利用K-means算法构造逻辑密钥树的不足,提出一种新的基于路由分支法的节能组播密钥分发方案.实验表明该方案大大减少了组播密钥更新的能耗.     

Ad Hoc网络环境中基于EBS的安全组播密钥管理机制

为了解决Ad Hoc网络中的安全性问题,建立一个Ad Hoc环境下的新的组播密钥管理方案,从而更好地解决密钥产生、分发以及动态成员管理问题.采用二级管理模式的簇集架构下的安全组播密钥管理机制,提出了基于EBS方法的组播密钥管理协议,并利用卡诺图方法协助群组通信消息的传送.本密钥管理机制的设计除满足安全性需求外,与其他机制比较,每个节点所存储的密钥数量以及更新群组密钥所需通信代价更少.     

改进GDOI以支持TESLA的组播安全解决方案

现阶段组播安全研究主要集中在组密钥管理和组播源认证两大独立的领域。一个整合两种技术的完整解决方案成为很多用户的迫切需要。选用两个成熟的组播安全技术组密钥管理GDOI和源认证TESLA,对GDOI的报文进行改进,可以完美实现对TESLA的初始化参数分发的支持,从而满足了组播安全整体解决的要求。通过分析和计算论证了用GCKS代替组播源的方法以及在方案中所选用的各参数值的合理性。     

安全组播来源认证性能分析

组播技术可以为群组成员提供安全高效的群组通讯,出于安全需要对来源进行认证,来源认证的性能直接影响组播方案的性能。文章讨论了组播系统的安全性,对密钥管理方案进行了讨论,分析了Cannetti等人提出的利用MAC概念的组播来源的认证方法,并对该方法的性能进行了定量分析。分析结果对于评价安全组播来源认证方法的性能具有一定的参考意义。     

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.     

基于IPv6安全组播的研究

组播与单播在安全性方面有着相似的需求,但由于组播自身的特点,实现其安全性要求有更复杂的技术难度。针对组播网络存在的安全性问题,研究了基于IPV6的下一代网络的安全组播的实现方案,提出了群组密钥管理应考虑的关键问题。     

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.     

基于单向密钥链树的组播密钥更新协议

分析基于层次K叉树(HKT)的组播密钥更新协议,提出了组员加入和离开通信组时,基于单向密钥链树(OKCT)的组播密钥更新协议,分析了该协议的性能.结果表明,在不增加组控制者和组员密钥存储空间的基础上,该协议将组员加入和离开通信组的密钥更新消息包数分别减少到logk n和(k-1)logk n-1,并且降低了组控制者加密和组员解密密钥更新消息的计算量.     

基于STR非平衡树结构的混合型组密钥管理方案

STR组密钥管理协议因采用非平衡二叉树结构使得密钥更新过程简化,它可以有效降低组密钥管理的通信开销,但这是以高额的计算开销为代价的.提出一种基于STR非平衡密钥树结构的混合分层组密钥管理方案,在继承STR协议低通信开销的特点的同时,该方案显著降低了组密钥管理的计算开销并提高了密钥更新效率.