基于拉格朗日插值多项式的层次式组密钥分发方案

基于拉格朗日插值多项式给出一种适用于具有层次结构特点的群组通信系统的层次式组密钥分发方案.该方案将构造拉格朗日插值多项式和分发组密钥的过程分散给组成员完成,不依赖任何可信第三方,许多情况下这些过程是并行的.与已有方案相比,极大地减少了单一实体构造拉格朗日插值多项式的负担,显著缩短了组密钥的分发时间.     

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.     

基于拉格朗日插值多项式的层次式组密钥分发方案

基于拉格朗日插值多项式给出一种适用于具有层次结构特点的群组通信系统的层次式组密钥分发方案．该方案将构造拉格朗日插值多项式和分发组密钥的过程分散给组成员完成,不依赖任何可信第三方,许多情况下这些过程是并行的．与已有方案相比,极大地减少了单一实体构造拉格朗日插值多项式的负担,显著缩短了组密钥的分发时间．     

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.     

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.     

计算有效的分布式组密钥管理方案

基于Diffie-Hellman密钥交换协议以及逻辑密钥树的思想,提出了一种分布式组密钥管理方案.与当前基于DH密钥交换协议中性能最优的TGDH方案相比,组成员加入时,模指数运算次数最多的组成员的模指数运算开销降低了33%.如果不引起逻辑密钥树平衡性失调,组成员退出时新方案中不需要模指数运算,即使引起逻辑密钥树平衡性失调,新方案中指数运算最多的组成员的模指数运算开销也降低了33%.     

一种新的动态批密钥更新算法

针对传统单次密钥更新方法存在低效、资源浪费、数据和密钥不同步等问题,提出了一种基于密钥树的批密钥更新算法.通过2种方法保持密钥树的平衡:利用加入节点替代离开节点的位置来保持树的结构不变;搜索密钥树中高度最低的节点,然后根据该节点的类型及剩余的可加入节点数,将适量的节点加入到高度最低节点的位置.同时,对服务器的更新开销进行了理论分析,建立了用于计算开销的精确数学模型.仿真实验表明,与单次密钥更新方法相比,所提算法可以将更新开销减少74.6%,显著提高更新效率,并适合于大型动态群组的应用.     

高效的分布式组密钥协商机制

为了解决现有的组密钥协商机制需要各组用户在本地维护完整的密钥树信息,从而严重制约安全组播系统可扩展性的问题,提出一种高效的分布式组密钥协商机制(EDKAS).在该机制中,每个组用户仅需维护一个五元组结构的密钥树分支,降低了用户的存储开销和通信开销.同时,该机制采用分布式树平衡算法,使得尽管每个组用户仅维护部分密钥树信息,仍可以很好地保持密钥树的平衡.实验结果表明: EDKAS可以有效地降低维护密钥树的存储开销和通信开销,可适用于较大规模的分布式安全组播系统.     

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.     

基于三叉树可认证的群密钥协商方案

为了提供密钥认证并降低开销,将三叉树引入到群密钥协商中,使计算开销降低到O(log3n).通过引入群长期密钥(群公钥证书)为密钥树中的内部节点提供身份信息,并在群密钥中结合了成员和群的长期密钥及临时密钥,该方案提供了隐含密钥认证,能够抵抗主动攻击.该设计思想可以作为把可认证的两方和三方密钥协商协议扩展到多方的一种通用方法.     

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Pairing的可认证的群密钥协商协议

基于Pairing计算和密钥树提出了一种高效的动态群密钥协商方案.通过引入群公钥证书并在群密钥中结合群以及成员的长期密钥和临时密钥,提供了隐含密钥认证,以有效地对抗中间人攻击.此外,该方案的设计思想可以作为一种通用方法,把可认证两方Diffile-Hellman协议扩展到群环境.     

基于纠缠交换的第三方密钥分配

为了提高量子密钥分配协议的安全性,采用量子纠缠交换中一个有趣的规律,实现了基于纠缠交换的第三方密钥分配协议.在基于认证的基础上,能有效抵抗TC不诚实引起的安全问题,具有较高的传输效率.     

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...     

一种带验证和撤销的组密钥分发方案

提出一种在无线传感器网络中具有正确性验证和头结点撤销功能的组密钥更新方案. 通过建立组密钥之间的冗余关联,实现了在不增加结点负担的情况下,合法结点利用当前广播消息和自身秘密恢复丢失的组密钥. 利用撤销多项式实现对结点和头结点的撤销,此外还能提供密钥的正确性验证. 分析表明,在没有增加计算开销和通信开销情况下本方案具有更好的安全性.     

基于身份的移动网动态可认证群组密钥协商协议

群组密钥协商是保证无线网络群组安全通信的重要工具之一。2007年,Tseng等提出一种适合无线移动网络的高效群组密钥协商协议。对Tseng协议安全性进行分析,发现Tseng协议不具备认证性,不能抵御主动攻击。因此,通过改进Tseng协议,提出一种新的动态可认证群组密钥协商协议。该协议基于身份的公钥密码体制,降低了建立和管理公钥基础设施的代价;同时,协议支持节点间的相互认证。分析结果表明：协议满足群组密钥所要求的安全准则,降低了普通节点的计算和通信成本。