安全I(xiàn)P組播通信技術(shù)研究.pdf

1、IP組播技術(shù)為群組應(yīng)用提供了一種高效的傳輸機(jī)制，但是由于缺乏對(duì)安全性、流量管理以及可靠性等方面的有效支持，使得IP組播的應(yīng)用還很受限制。其中組播安全性是關(guān)鍵因素之一。在IP組播通信中，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)要提供機(jī)密性、完整性以及源認(rèn)證性保護(hù)。而且，由于IP組播模型的開(kāi)放性，使得其極易遭受：DoS攻擊，因此也必須對(duì)IP組播組成員實(shí)施有效的訪問(wèn)控制機(jī)制。 本文對(duì)安全I(xiàn)P組播的大部分領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)的研究，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容包括： 1

2、.組密鑰協(xié)定是適用于動(dòng)態(tài)對(duì)等組組播應(yīng)用的組密鑰分發(fā)方案，此類方案一般是基于對(duì)Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展而加以實(shí)現(xiàn)的，衡量其優(yōu)劣的主要指標(biāo)就是模指數(shù)運(yùn)算的開(kāi)銷。本文提出了一種基于Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議以及邏輯密鑰樹(shù)思想的分布式組密鑰管理方案，與當(dāng)前基于DH密鑰交換協(xié)議中整體性能最優(yōu)的TGDH方案相比，組成員加入時(shí)模指數(shù)運(yùn)算最多的組成員的模指數(shù)運(yùn)算開(kāi)銷降低了33％，如果不引起邏輯密鑰樹(shù)平衡性失調(diào)，組成

3、員退出時(shí)新方案中不需要模指數(shù)運(yùn)算，即使引起邏輯密鑰樹(shù)平衡性失調(diào)，新方案中指數(shù)運(yùn)算最多的組成員的模指數(shù)運(yùn)算開(kāi)銷也降低了33％。其余組成員所需的模指數(shù)運(yùn)算開(kāi)銷也大大低于TGDH方案。 2.對(duì)于成員數(shù)量很多的單對(duì)多、少對(duì)多組播應(yīng)用來(lái)說(shuō)，通常采取集中式組密鑰管理方案，通過(guò)引入異或運(yùn)算以及單向函數(shù)鏈技術(shù)，本文提出了一種基于邏輯密鑰樹(shù)的集中式組密鑰管理的改進(jìn)算法，降低了組密鑰更新時(shí)的通信、計(jì)算以及存儲(chǔ)開(kāi)銷。 3.對(duì)當(dāng)前存在的幾種典型

4、的組播源認(rèn)證機(jī)制進(jìn)行了對(duì)比研究。提出了一種基于數(shù)字簽名以及單向函數(shù)值鏈的組播源認(rèn)證機(jī)制。與當(dāng)前存在的機(jī)制相比，該機(jī)制不需要發(fā)送方積累一定的報(bào)文才能產(chǎn)生源認(rèn)證信息，而接收方收到組播報(bào)文后也能立即進(jìn)行源認(rèn)證驗(yàn)證，因而適合于不能容忍認(rèn)證延遲的實(shí)時(shí)組播應(yīng)用。 4.傳統(tǒng)IP組播模型的開(kāi)放性使得整個(gè)IP組播體系架構(gòu)易于遭受DoS攻擊，因而有必要引入IP組播組的接收者、發(fā)送者訪問(wèn)控制技術(shù)。通過(guò)引入雙邏輯密鑰樹(shù)結(jié)構(gòu)以及訪問(wèn)控制密鑰對(duì)Gothic

5、方案進(jìn)行了改進(jìn)，降低了參與訪問(wèn)控制的邊緣路由器的計(jì)算開(kāi)銷，并消除了Gothic方案中組成員與組播路由器之間必須存在安全信任關(guān)系的限制。提出了基于雙邏輯密鑰樹(shù)的發(fā)送者訪問(wèn)控制技術(shù)，分析了存在接收者訪問(wèn)控制機(jī)制的安全組播環(huán)境中組密鑰管理方案的安全需求的變化以及組密鑰更新規(guī)則的變化。 5.不同的組播應(yīng)用對(duì)于組播的安全性需求不同，而且對(duì)組播的安全需求隨著新組播應(yīng)用的出現(xiàn)也會(huì)發(fā)生變化，提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的安全I(xiàn)P組播基礎(chǔ)設(shè)施以滿足變化的安全