安全多播批量密钥更新中优化树的研究

LKH是安全多播密钥管理采用的一种重要方法。基于LKH的批量密钥更新进一步减少了各种开销,提高了密钥更新的效率。通过分析LKH方法在批量密钥更新中的应用特性,对现有文献中提出的LKH优化树进行了进一步的探讨,并给出了优化树的具体数学模型。实验结果表明,文中提出的数学模型对实际的安全多播应用具有指导意义。     

基于限高树的分布式LKH

组密钥管理是组通信安全的核心问题,目前研究的组密钥管理方案大都源于状结构(LKH),而限高树密钥结构能够通过限制树的高度来保证组密钥管理协议的性能。本文提出了采用限高树密钥结构的分布式LKH组密钥管理协议。     

混合LKH密钥管理方案的存储最小化研究

在特定的密钥更新通信开销的情况下，研究了多播通信中基于混合LKH树的安全密钥管理方案问题。混合LKH树方案将含Ⅳ个成员的组划分为若干个含M个成员的簇，并将每个簇安置在密钥管理树的叶子结点上。根据簇大小，本文将组控制器的密钥最小存储开销表示为约束优化问题，再将约束优化问题转化为一个关于簇大小肘的不动点方程。当密钥更新通信开销约束为O（logN）时，证明不动点方程的最大根为簇大小肘的最优值，它使得混合LKH树的密钥存储开销达到最小。同时设计了一个最小化存储开销的算法。     

基于LKH树的安全多播密钥管理

简要介绍安全多播中的密钥管理问题,重点描述基于LKH树的安全多播密钥管理机制及其实现。     

安全多播密钥更新机制优化方案

组密钥的安全管理是安全多播的核心问题,目前应用最广泛的组密钥管理方案是基于LKH的。分析了一种已有的安全多播密钥管理方案的优缺点,并在此基础上提出一种新的密钥更新机制。通过加入单向散列函数,一些成员能够自己计算出其所在路径上各结点密钥值,单个成员离开时,由多播组中的一个成员代替密钥服务器进行密钥更新。对方案的通信开销、存储开销和计算开销等性能的分析表明,与LKH及原方案相比,该方案减少了密钥服务器的通信开销和密钥存储量。     

基于LKH的多播密钥管理改进方案

在LKH的基础上结合共享函数技术,提出了一个多播密钥管理的改进方案,该方案有效地减少了组控制器端的密钥存储量,密钥更新的延时和通信开销,从而提高了多播密钥管理的性能。     

批量密钥更新中密钥树的概率组织方法研究

可缩放组密钥更新是大型动态组通信需要面对的一个重要问题。当前,最有效的组管理技术是基于LKH机制的,且LKH树通常被组织成平衡二叉树。在对批量密钥更新和成员行为进行分析的基础上,结合星型结构和树型结构,给出了一种密钥树的概率组织方法。该方法基于成员的变动概率将其分类,每类关联一棵最优子树,从而进一步减小了密钥更新开销,较好地解决了多播组中异构成员变化带来的组密钥更新问题。实验结果表明,密钥树的概率组织方法显著优于平衡二叉树,且更具有一般意义。     

自主深空DTN组密钥管理方案

深空DTN(delay tolerant networks)网络难于提供可靠的端到端服务,因此在组密钥管理中密钥管理中心不能及时有效地执行密钥更新过程。针对这一问题,提出了一种自主组密钥管理方案。通过单加密密钥多解密密钥密钥协议设计逻辑密钥树,树中的叶子节点为成员的秘密加密密钥,非叶子节点为公开加密密钥,组成员具有和密钥管理中心相同的能力——更新逻辑密钥树中公钥,并且保证组密钥更新的前向和后向安全性。与LKH(logical key hierarchy)方案对比,建议的组密钥管理方案加入更新消息开销减少一半,退出更新消息开销为常数,与组成员规模无关,无需密钥管理中心支持,满足长延时深空DTN网络安全需求。     

批量密钥更新中密钥树的概率组织方法研究

可缩放组密钥更新是大型动态组通信需要面对的一个重要问题。当前，最有效的组管理技术是基于LKH机制的，且LKH树通常被组织成平衡二叉树。在对批量密钥更新和成员行为进行分析的基础上，结合星型结构和树型结构，给出了一种密钥树的概率组织方法。该方法基于成员的变动概率将其分类，每类关联一棵最优子树，从而进一步减小了密钥更新开销，较好地解决了多播组中异构成员变化带来的组密钥更新问题。实验结果表明，密钥树的概率组织方法显著优于平衡二叉树，且更具有一般意义。     

加密广播的密钥管理优化

本文提出了一个四层密钥分层管理模型,改进了逻辑密钥层次LKH树,使其适应成员变更频繁的大型动态系统,并采用改进LKH树方案优化了数字电视广播系统的密钥管理模块。经实例分析,将优化后的系统与一般广播系统对比,对比后的结果证明本方案缩减了组管理器的密钥存储开销并降低了系统通信开销。     

基于RSA的混合组播密钥管理方案

针对大型动态群组组播通信密钥更新开销大的问题,提出一种高效的混合组播密钥管理方案.结合SKDC、LKH和Iolus的优点,构造分层分组式结构密钥树,采用RSA算法进行密钥加密传输,提高可扩展性和安全性.在多个成员变动情况下采取批量密钥更新,降低子组控制器的负担.实验结果表明,该方案在存储开销、通信开销和计算开销方面优于...     

一种改进的组播密钥管理方案

针对现有组播密钥管理方案存在的前向加密、后向加密和同谋破解问题,提出一种改进的组播密钥管理方案。改进方案由组播认证、安全组播转发树的维护、组密钥的分发和更新组成,通过二层控制方式降低组成员离开时密钥更新操作的复杂度,从而保障组密钥分发和更新过程的安全性和高效性。实验结果表明,改进方案具有较优越的计算开销、通信开销和可接受的存储开销。     

基于门限的组密钥管理方案

在动态门限密码共享方案的基础上,将Shamir门限密码体制应用到组播加密过程中,提出一种基于门限的组密钥管理方案GKMT。当有组播用户加入或退出组播组时,无需重新分发组密钥,从而提高方案执行效率。引入分层控制的思想,对GKMT方案进行改进,得到LGKMT方案。性能分析结果表明,GKMT和LGKMT方案在通信开销方面优于现有组密钥管理方案,适用于组成员状态经常发生变化的组通信网络。     

大型动态多播群组的密钥管理和访问控制

随着因特网用户的急剧增加和因特网不断的商业化,多播技术呈现出极为广阔的应用领域.在国际上,多播是一个崭新的学术研究领域,主要的研究成果集中在多播的路由算法、流量控制、拥塞控制和可靠传输上,多播安全领域的研究成果相对较少(尤其是在组通信密钥管理方面).研究了多播安全机制中的组通信密钥管理和访问控制问题.提出了一种基于子组安全控制器的组通信密钥管理和访问控制方案,该安全方案改进并解决了IOLUS系统和WGL方案中存在的若干问题,简化了访问控制策略,达到了预期的设计目标和要求.     

Computation-Efficient Multicast Key Distribution

Efficient key distribution is an important problem for secure group communications. The communication and storage complexity of multicast key distribution problem has been studied extensively. In this paper, we propose a new multicast key distribution scheme whose computation complexity is significantly reduced. Instead of using conventional encryption algorithms, the scheme employs MDS codes, a class of error control codes, to distribute multicast key dynamically. This scheme drastically reduces the computation load of each group member compared to existing schemes employing traditional encryption algorithms. Such a scheme is desirable for many wireless applications where portable devices or sensors need to reduce their computation as much as possible due to battery power limitations. Easily combined with any key-tree-based schemes, this scheme provides much lower computation complexity while maintaining low and balanced communication complexity and storage complexity for secure dynamic multicast key distribution.     

结合接收者访问控制的组密钥管理方案

目前存在的组密钥管理方案都没有考虑组播组的接收者访问控制,实际上,接收者访问控制能优化组密钥更新的策略,从而提高组密钥管理方案的性能.本文给出了具有接收者访问控制情况下的组密钥更新策略,在此基础上基于Gothic中提出的接收者访问控制技术以及LKH密钥管理方案,提出了一种新的结合接收者访问控制的组密钥管理方案.     

一种基于组控制器的组播密钥管理方案

日益涌现的组播应用对安全提出了特殊要求。针对IPSec协议在组播环境中存在的问题,文章提出一种基于组控制器的一对多组密钥管理方案;将组密钥与源鉴别密钥捆绑在一起,很好地解决了组播源鉴别问题。分析结果表明方案有效控制了组密钥更新对系统性能的影响。     

一种安全组播的批密钥管理方案

为了保证组播通信的机密性,安全组播使用不为组外成员所知的密钥来加密数据,并随组成员关系的变化而动态更新.目前的研究大多集中在单个组播成员加入或退出时所要进行的密钥更新.而单个密钥更新存在以下两个缺点:一是密钥更新效率低,浪费服务器资源,二是存在数据和密钥之间不同步问题.而采用组播批密钥更新策略,可以有效地提高密钥更新效率,节约服务器资源.本文提出一种基于迭代哈希函数链的批密钥更新方案.比较分析结果表明,该方案可有效地节约服务器资源.仿真结果进一步证明,与单密钥更新相比,该方案可有效地提高服务器密钥更新效率.     

安全组播中密钥分配问题的研究

组播是面向组接收者的首选网络通信技术,其重要性随着Internet的发展日益突出.组管理协议IGMP不提供成员接入控制.为了保护通信机密性,安全组播使用仅为认证组成员所知的会话加密密钥(SEK)来加密业务数据.每当组成员关系发生变化时,都应动态更新SEK,密钥分配也就成为安全组播研究的关键问题.在设计密钥分配算法时,通信开销、存储开销、抗冲击性和计算开销被认为是4个重要因素.提出了一种利用多项式展开的组密钥分配方案,其特点是不使用传统加密和解密.分析表明,其在小型组播中可获得较好的性能.将基于多项式展开的该算法与逻辑密钥层次结合,又提出了一种PE-LKH方案,在保留通信开销随组规模呈对数增长的同时,其计算复杂度有效降低,可适用于大规模动态群组.     

基于PIM-DM实时密钥的更新仿真

解决多播安全的主要措施是多播密钥管理，包括实时密钥管理和批量密钥管理。该文讨论了实时密钥更新管理中的密钥分发问题，分析了密集模式协议实现方法，并针对密集模式协议，添加了实时密钥更新管理模型，分别对星型结构和树型结构的密钥管理，利用NS仿真软件中的多播协议进行了仿真。结果增强了该协议的安全性。