安全組播通信中密鑰管理方案的研究.pdf

1、隨著Internet的普及和廣泛應用，組播通信技術也得到了迅速的發(fā)展。組播技術適用于多點到多點、一點到多點的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。與單播相比，組播的主要優(yōu)點是允許發(fā)送者對每個報文只發(fā)送一次，由路由器自動轉發(fā)報文到每個目的接收者，從而大大節(jié)省網(wǎng)絡帶寬、發(fā)送者資源以及減少網(wǎng)絡流里。但是，可靠性和安全性問題變得比單播更為復雜。在組播通信中，所有成員共享一個組密鑰，用于加密群組數(shù)據(jù)。組成員是動態(tài)變化的，為了確保成員不能在加入群組之前或離開群組以后解密群

2、組數(shù)據(jù)，必須及時更新組密鑰。在組播安全問題中組密鑰的安全管理是一個重要的研究課題，己成為目前研究的熱點。 本文首先介紹了組播技術和組播的安全性要求，對現(xiàn)有的組播密鑰管理方案進行分類，并對幾種典型的組播密鑰管理方案進行了比較和分析，指出了現(xiàn)有方案存在的問題。在LKH方案的基礎上提出了一種改進的組播密鑰管理方案PE-RLKH，介紹其原理、結構和密鑰更新算法。以密鑰的存儲量、加密計算量、網(wǎng)絡通信量和抗沖擊性四個方面作為衡量組播密鑰管理

3、方案性能優(yōu)劣的指標，對相關的幾種方案進行了分析和比較，給出了數(shù)據(jù)結果。分析結果表明：PE－RLKH方案在密鑰存儲量，計算開銷這兩方面的性能較為理想，在大規(guī)模的組播情況下能提高一定的效率。 隨后本文介紹了面向組播通信的密鑰管理框架的設計和研究?，F(xiàn)有的組播密鑰管理框架基本可以分為集中式和分布式兩類。集中式方法存在“1影響N”問題；分布式方案是一種分層分組的結構，存在解密與重新加密負載過重以及通信延遲等問題。本文采用一種折中的思路，在

4、分布式方案Iolus協(xié)議提供的組播密鑰管理安全框架的基礎上，設計了一種新的分布式密鑰管理體系結構。該結構將整個通信群組劃分為若干個子組，每個子組設置一個組安全控制器的組安全代理，由它負責局部子組的密鑰管理任務，并采用LKH方案實現(xiàn)子組內的密鑰管理。在密鑰分發(fā)過程中通過增加簽名標記改進了現(xiàn)有密鑰管理協(xié)議對成員身份認證的不足。本文提出的組播密鑰管理方案有效地減輕了“1影響N”問題，減少了組安全代理解密和重新加密的負載及其帶來的通信延遲，適合