無(wú)線移動(dòng)自組網(wǎng)的分布式密鑰管理和認(rèn)證研究.pdf

1、無(wú)線移動(dòng)自組網(wǎng)一種節(jié)點(diǎn)可任意移動(dòng)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高度動(dòng)態(tài)變化、沒(méi)有預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有可臨時(shí)組網(wǎng)、快速展開(kāi)、無(wú)控制中心、抗毀滅性等特點(diǎn)，在軍事通信和民用系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。然而，由于自組網(wǎng)的無(wú)線鏈路、動(dòng)態(tài)拓?fù)?、缺乏集中管理和資源受限等特點(diǎn)，其本身就是很脆弱的，容易遭受多種攻擊，而且傳統(tǒng)的安全機(jī)制不再適合于它，這極大地阻礙了自組網(wǎng)的應(yīng)用。于是本論文重點(diǎn)研究了適合于自組網(wǎng)安全機(jī)制的分布式密鑰管理和認(rèn)證，具體包括以下四

2、個(gè)方面的內(nèi)容： 1．深入研究適用于自組網(wǎng)的門(mén)限橢圓曲線數(shù)字簽名方案，提出了基于安全多方計(jì)算的門(mén)限橢圓曲線數(shù)字簽名方案。由于橢圓曲線密碼體制具有安全性高、計(jì)算量小、占用空間少等優(yōu)點(diǎn)，適合于自組網(wǎng)的需要?，F(xiàn)有的門(mén)限橢圓曲線數(shù)字簽名方案幾乎都是在Takaragi -Miyazaki 門(mén)限方案上的改進(jìn)，因此我們深入研究Takaragi -Miyazaki門(mén)限方案，Tzong-Sun Wu證明了 Takaragi -Miyazaki門(mén)限方

3、案不能抵御內(nèi)部偽造攻擊，于是我們采用標(biāo)準(zhǔn)的橢圓曲線數(shù)字簽名算法構(gòu)建了基于安全多方計(jì)算的門(mén)限方案，通過(guò)和Takaragi -Miyazaki門(mén)限方案作比較，說(shuō)明了我們所提方案是安全的。門(mén)限橢圓曲線數(shù)字簽名方案可以作為證書(shū)服務(wù)的簽名算法應(yīng)用到自組網(wǎng)的密鑰管理和認(rèn)證中。 2．深入研究了基于門(mén)限機(jī)制的部分分布式密鑰管理和認(rèn)證方案，分析了該方案的密鑰管理服務(wù)和密鑰更新服務(wù)，指出了部分分布式密鑰管理和認(rèn)證方案存在的問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)基于門(mén)限機(jī)制

4、的完全分布式密鑰管理和認(rèn)證方案，以及方案中的信任模型、證書(shū)服務(wù)(證書(shū)簽發(fā)、證書(shū)簽名分量驗(yàn)證、證書(shū)撤銷(xiāo)和 CRL)、密鑰分量的分布式自初始化和驗(yàn)證，與密鑰分量的更新服務(wù)進(jìn)行了深入的研究，最后也指出了完全分布式密鑰管理和認(rèn)證方案存在的問(wèn)題。 3．深入研究了 Hubaux 等人提出的分布式自組織密鑰管理方案，在統(tǒng)計(jì)分析PGP 公鑰的基礎(chǔ)上，提出了構(gòu)建本地證書(shū)庫(kù)的改進(jìn)最大自由度算法，對(duì)PGP證書(shū)圖的仿真結(jié)果表明：由改進(jìn)最大自由度算法構(gòu)建

5、的本地證書(shū)庫(kù)鑒別成功率大于改進(jìn)前的算法；在相等鑒別成功率的條件下，改進(jìn)后的算法減少了對(duì)節(jié)點(diǎn)證書(shū)存儲(chǔ)空間的需要。同時(shí)，還提出了受限長(zhǎng)度可達(dá)路徑、受限長(zhǎng)度多路徑、受限長(zhǎng)度 k連接多路徑、受限長(zhǎng)度獨(dú)立多路徑四種由低到高的鑒別強(qiáng)度來(lái)研究虛假證書(shū)的鑒別，對(duì)PGP證書(shū)圖的仿真結(jié)果表明：對(duì)于存在虛假證書(shū)或錯(cuò)誤證書(shū)情況下，改進(jìn)后的鑒別成功率明顯大于改進(jìn)前，說(shuō)明算法改進(jìn)后的方案更能適應(yīng)于實(shí)際的自組網(wǎng)環(huán)境。 4．在分析總結(jié)門(mén)限機(jī)制方案和證書(shū)鏈方案的