無線組播中組密鑰管理方案的研究.pdf

1、組播是一種不斷發(fā)展的、高效的、面向群組應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制，它提供了一種一到多和多到多的通信傳輸方式。隨著不斷豐富的組播服務(wù)的出現(xiàn)，如移動TV服務(wù)，視頻點(diǎn)播，交互式群組通信和視頻會議等，組播因其能節(jié)約發(fā)送者資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬以及存儲開銷而具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于無線網(wǎng)絡(luò)開放訪問的特性，使得在空中傳播的組播服務(wù)很容易受到各種安全攻擊，如竊聽攻擊、拒絕服務(wù)攻擊和偽裝攻擊等。為了保證在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，組播服務(wù)能夠安全的傳輸?shù)饺航M成員中，就必須

2、使用一種訪問控制機(jī)制以及傳輸機(jī)制。提供訪問控制機(jī)制的一個標(biāo)準(zhǔn)的方式是通過使用對稱的組密鑰，只有授權(quán)的合法群組用戶才能夠共享該組密鑰。因此，如何高效的實現(xiàn)組密鑰更新，使用戶安全合法的享受組播服務(wù)是我們必須關(guān)注的重要問題。
　　在無線組播環(huán)境中，組播用戶具有集群性和移動性。無線網(wǎng)絡(luò)中一定區(qū)域內(nèi)的組播用戶組成一個集群，對集群中的用戶管理一般采用樹形的集中式管理技術(shù)，現(xiàn)有的大多數(shù)組密鑰管理方案是通過邏輯密鑰樹(LKH)的思想構(gòu)建的。組密鑰

3、更新所要解決的問題就是在成員離開或者加入一個群組時，在保證前向安全性和后向安全性的前提下，如何減少組密鑰更新的開銷，提高密鑰更新的效率。
　　本文針對無線組播環(huán)境中移動用戶的組密鑰更新問題進(jìn)行了深入的研究與分析。針對現(xiàn)有的基于無線移動組密鑰管理方案的不足，提出了幾種安全高效的組播組密鑰管理方案，實現(xiàn)了移動用戶在不同的無線區(qū)域間移動時，享受無縫的組播服務(wù)，不僅擁有穩(wěn)健的安全性保證，密鑰更新的效率也有了很大的優(yōu)化。本文所取得的一些主要

4、研究工作包含如下幾個方面:
　　首先，介紹了組播技術(shù)的概念，并對組密鑰管理方案進(jìn)行了分類，分別對每一類都進(jìn)行了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析。
　　其次，基于廣義的中國剩余定理，研究了主密鑰加密算法問題，并根據(jù)改進(jìn)的主密鑰加密算法提出了一種基于區(qū)域的多組播組密鑰管理方案AMGKM，該方案支持無線網(wǎng)絡(luò)間訂閱多種服務(wù)的多個成員的移動性，并且擁有較小的通信開銷，減輕了核心網(wǎng)絡(luò)的信號負(fù)載，保證了前向安全性和后向安全性，并且支持成員關(guān)系的改變。

5、與其他方案相比，AMGKM有著更加高效的密鑰更新開銷。
　　然后，根據(jù)組密鑰的更新方式，提出了一種新穎的基于位置的移動組播組密鑰管理方案。一般的組密鑰更新方式是組控制器更新組密鑰后，通過LKH分發(fā)給群組中的相應(yīng)用戶，當(dāng)用戶數(shù)目較多時，更新開銷也會增加。本方案利用一個安全協(xié)處理器(Secure Coprocessor，SC)，使得用戶可根據(jù)同一個密鑰更新信息自行計算出組密鑰，避免了組密鑰的直接傳輸，擁有較強(qiáng)的安全性，顯著地降低了密鑰