廣播加密方案研究與應(yīng)用.pdf

1、廣播加密提供一種在非安全信道上同時(shí)傳輸數(shù)字信息給多個(gè)授權(quán)用戶的方法，廣泛應(yīng)用于付費(fèi)電視、衛(wèi)星廣播通信、數(shù)字版權(quán)產(chǎn)品(如CD/DVD)的分發(fā)以及多媒體保護(hù)等領(lǐng)域。
　　目前在廣播加密領(lǐng)域已取得很多研究成果，但在安全性、效率以及實(shí)際應(yīng)用等方面仍有些問(wèn)題亟待研究和改進(jìn)。借助現(xiàn)有的理論與技術(shù)，設(shè)計(jì)安全高效的廣播加密體制，構(gòu)造易于實(shí)際應(yīng)用的廣播加密方案顯得尤為重要。本文以廣播加密技術(shù)為研究對(duì)象，研究了廣播加密技術(shù)中的加密體制、密鑰分配技術(shù)以

2、及其在實(shí)際的應(yīng)用，在此研究基礎(chǔ)上，提出了兩種新型的廣播加密方案。
　　首先對(duì)對(duì)稱(chēng)密鑰廣播加密方案和非對(duì)稱(chēng)密鑰廣播加密方案進(jìn)行深入分析和廣泛比較，計(jì)算分析各種方案的通信開(kāi)銷(xiāo)、存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)、計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)以及相關(guān)安全性。通過(guò)各種方案之間的比較，歸納各個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)與不足，使廣播加密方案體系脈絡(luò)更加清晰，為設(shè)計(jì)安全高效的廣播加密體制奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　其次，提出一種基于格的身份分層結(jié)構(gòu)廣播加密方案。利用格的性質(zhì)，巧妙將格與身份分層結(jié)構(gòu)套接。

3、用格表示用戶身份信息，通過(guò)格和子格的結(jié)構(gòu)關(guān)系表達(dá)分層結(jié)構(gòu)；用格的短基表示用戶的私鑰，通過(guò)格基生成算法迭代地生成每層格的短基；然后基于格中LWE困難問(wèn)題設(shè)計(jì)加密、解密算法。并且用反證法證明，本方案對(duì)于非授權(quán)用戶在適應(yīng)性選擇密文攻擊下具有不可區(qū)分安全性；同時(shí)構(gòu)造FS-CCA攻擊模型，證明本方案對(duì)于授權(quán)用戶在選擇密文攻擊下具有前向安全性。最后進(jìn)行效率分析，與基于RSA的廣播加密方案相比較，本方案將密鑰存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)從O(logN)降為O(1)，而且

4、不需要第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)；與基于雙線性對(duì)的廣播加密方案相比較，本方案將加解密階段所需的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)從3次模冪運(yùn)算和2次weil配對(duì)運(yùn)算降為3次線性運(yùn)算和2次與或運(yùn)算。
　　然后，提出了一種基于智能移動(dòng)終端設(shè)備的CS-I廣播加密方案。以智能移動(dòng)終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)為背景，將完全子集結(jié)構(gòu)加密技術(shù)與區(qū)間結(jié)構(gòu)加密技術(shù)相結(jié)合，使其適用于忠實(shí)用戶組(廢除用戶少)和臨時(shí)用戶組(廢除用戶多)并存的智能移動(dòng)終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中。其設(shè)計(jì)思想利用如下特性：完全子集加