層級系統(tǒng)中密鑰管理及存取控制方法的研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展及信息系統(tǒng)的廣泛使用，信息的安全問題(如保密性、完整性、信息系統(tǒng)的存取控制等)越來越突出。各種商業(yè)、政務(wù)、及其它組織機構(gòu)中普遍存在自上而下的多層級的管理架構(gòu)。與此相應(yīng)地，信息系統(tǒng)的訪問結(jié)構(gòu)要求上級管理者有權(quán)存取、訪問下級人員的相關(guān)資料信息，反之則不行。與這種層級結(jié)構(gòu)即上級對下級的訪問方式相對應(yīng)的信息系統(tǒng)就是用戶層級管理系統(tǒng)。為保證信息的安全，假定用戶層級管理系統(tǒng)中的所有信息是加密后保存的，層級系統(tǒng)中的某個級別的用戶要想

2、獲得下級用戶的信息，首先要獲得其密鑰，從而解密獲得其保密信息。對密鑰的管理就是實現(xiàn)信息系統(tǒng)訪問控制的方法之一。 到目前為止所有層級系統(tǒng)中密鑰管理及存取控制的方案大體分三種類型，一是層級系統(tǒng)中密鑰的生成、分配和動態(tài)管理相對固定，密鑰推導(dǎo)只能得到直接下級的密鑰，要想得到間接下級的密鑰需遞歸推導(dǎo)，更為復(fù)雜的是增加/刪除用戶類、增加/刪除用戶類關(guān)系、用戶要改變密鑰等將影響整個層級系統(tǒng)，也就是說層級系統(tǒng)動態(tài)存取控制不夠靈活；二是借助中國剩

3、余定理和多項式插值等進(jìn)行密鑰的生成和推導(dǎo)，密鑰推導(dǎo)可以得到所有可訪問下級的密鑰，增加/刪除用戶類、增加/刪除用戶類關(guān)系、用戶要改變密鑰等只對局部的用戶類產(chǎn)生影響；三是秘密密鑰有時限的要求，一個用戶訪問下級用戶的信息是有時間的限制，即有權(quán)用戶只能在指定時間內(nèi)獲得下級用戶的秘密密鑰，進(jìn)而獲取信息。一旦不在這段時間范圍內(nèi)，用戶將不能獲取相應(yīng)信息。考察層級系統(tǒng)中密鑰管理及存取控制方案優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)主要有四個方面： (1)方案中密鑰的產(chǎn)生和推

4、導(dǎo)是簡單和有效的； (2)方案能夠防止攻擊者聯(lián)合一些用戶，協(xié)作獲得他們前驅(qū)的或兄弟結(jié)點的密鑰，即保證層級系統(tǒng)的方案是安全的； (3)公開參數(shù)盡可能少，且占用較小的存儲空間； (4)方案能夠足夠靈活的處理一個層級系統(tǒng)中動態(tài)存取控制問題。 上述四個方面也是到目前為止的各種層級系統(tǒng)方案存在的主要問題，方案要么推導(dǎo)復(fù)雜，要么不夠安全，要么公開參數(shù)占用很大的存儲空間，要么動態(tài)存取控制不夠靈活。 本文對傳統(tǒng)的

5、用戶層級管理系統(tǒng)的密鑰管理及存取控制方法中的各種優(yōu)缺點進(jìn)行了細(xì)致的分析，重點對上述四個方面和方案的實用性等方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究，在此基礎(chǔ)上，提出了三種新的方案，前兩種方案重點解決目前層級系統(tǒng)方案中存在的推導(dǎo)復(fù)雜問題、安全問題、公開參數(shù)多少和占用空間大小的問題以及不同方案的實用性問題，方案中對用戶(類)的增加/刪除，用戶(類)關(guān)系的增加/刪除，用戶(類)秘密密鑰的變更等動態(tài)的存取控制問題進(jìn)行了詳細(xì)討論，并對方案的安全性、復(fù)雜度、公開參數(shù)多