一种高效的动态组播密钥管理方案

为了高效地管理动态组播,近年来提出了一些动态组播管理方案。在分析基于两层结构的密钥管理以及安全哈希函数理论的基础上,提出了一种新的密钥管理方案GC-RH以及相应的密钥更新算法。实验结果表明其在密钥存储量、加密计算量、网络通信量等性能方面均优于其他同类方案,比较适用于大型动态组播环境。     

基于椭圆曲线密码体制的大型动态多播组的分层二级密钥管理

对于大型动态多播组的密钥管理，目前都存在一个共性难题：为了确保组通信安全，组内成员需要共享一个组通信密钥。对于组中频繁的成员变化，需要相应改变组通信密钥，这样的系统开销很庞大。本文提出一种基于椭圆曲线密码体制的大型动态多播组的分层二级密钥管理方案，将原来的组通信密钥改为多层两级密钥，这样大大减小了系统开
开销，便于管理，并且使用椭圆曲线密码体制加强了通信安全。     

基于代理的分布式大型动态组播密钥管理协议

参照分布式方法代表性协议Iolus提供的组播密钥管理安全框架和因特网组管理协议IGMP，设计了一种新的分布式密钥管理体系结构，组播组由一些分布的组播子组构成，采用一种改进的LKH协议实现子组内密钥管理，提出了一种基于代理的分布式的大型动态组播密钥管理协议，并通过增加签名标记改进了现有密钥管理协议对成员身份认证的不足。与LKH、Iolus协议相比．该文协议降低了“1影响N”问题，具有较好的可扩展性，有效降低了协议通信延迟和带宽等负载。     

一种新的基于混合策略的组密钥管理方案

基于对目前已有的几种典型的组密钥管理方案优缺点分析,针对大型动态组播的密钥管理问题的解决,提出了一种新的基于Iolus LKH SKDC混合策略的组密钥管理方案,通过层次结构的组安全控制器与子组安全控制器的设计,构建了一种多级密钥管理体系架构。组安全控制器通过密钥树来管理各个子组安全控制器,降低了延迟开销,每个子组内采用LKH SKDC方案管理子组成员,单点失效问题被有效限制在子组范围内,不会对全局产生影响。相比于已有的密钥方案,该方案具有较好的综合性能,并且适用于移动网络中的组密钥管理。     

一种新的组密钥管理算法

在对组密钥管理算法进行全面研究的基础上,提出了一种新的用于安全组播的组密钥管理算法。本算法将集中式密钥分配算法与分布式密钥协商算法相结合,吸取了集中式密钥分配算法的可扩展性的优点,同时克服了其单点失效的问题,将密钥分配思想用于密钥协商算法中,产生了一种底层基于密钥链而上层组织为三叉密钥树的密钥分发算法。本算法可以代替密钥协商算法应用于所有成员关系对等且不存在可信第三方的组播组中,并克服了分布式密钥协商算法中的大计算延时问题,适用于成员关系变化频繁的大型组播组,具有较高的可扩展性。     

基于单向函数动态安全的组播密钥分配方案

提出了一种基于单向函数的满足动态安全性的组播密钥分配方案，比较了其与OFT方案的不同特点，使用该方案在组成员加入或退出时只需更改节点公开信息，减少了密钥更新所需的广播消息量，结果表明，该方案具有较高的可行性。     

组密钥管理算法研究

针对安全组播中分布式密钥协商算法在密钥更新时计算开销较大、组密钥生成延时较大的问题,利用一些组播组成员之间可信的特点,动态选取组管理者为全组生成组密钥,将集中式密钥分配算法和分布式密钥协商算法相结合,设计一种基于密钥链和密钥树的组密钥管理算法,以降低组密钥生成的计算量,使密钥管理算法具有较高的可扩展性。     

基于QKD的组密钥服务初始化研究

随着量子密码学领域研究的深入,视频会议、网络游戏、股市交易等动态群组通信模型对量子组密钥提出了应用需求。为了很好地服务这类应用,在分析传统组密钥管理方案的基础上,给出了一种两层分组分布式量子组密钥管理模型,设计了这种模型下的量子组密钥服务协议,重点研究了协议的初始化阶段。与几种经典组密钥管理方案对比,该方案在组密钥生成和共享中效率较高,具有一定的实际意义。     

一种适合大型动态多播的密钥管理方案

分析了已有基于两层结构的密钥管理方案的优缺点，在此基础上综合了上述方案和PE方案的特点，提出了一个新的密钥管理方案，并给出了相应的更新算法。通过对本方案和其他方案的密钥存储量、加密计算量、网络通信量等性能的分析结果表明，该方案在组控制器和子组控制器方面都具有良好的通信效率、较低的计算开销和可扩展性，适用于大型的动态多播环境。     

大型动态组播群组的密钥管理

介绍了大型动态组播群组密钥管理的安全性要求,分析了集中式管理、分散式子组管理及分散式管理三种密钥管理方法的结构、算法,并对其优缺点进行了比较。     

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.     

群密钥分配的动态安全性及其方案

相对于端到端的通信、安全群组通信更为复杂,从基本算法,系统及安全协议到安全实现都存在需解决的问题,安全群通信的一个基本方法是所有群成员共享一个群密钥、如何将群密钥安全有效地分配给群组的成员是安全群通信应用的一个基本问题,它的难点在于群线的动态性,针对该问题,目前已提出了各种解决方案,这些方案大致可分为两类：集中式管理和分布式管理,现有的群密钥分配方案分析,该文提出了可扩展的安全群密钥分配方案的教学模型,基于该模型形式地定义了群密钱分配的动态安全性,现有群密钥分本的数学描述只能刻画群密钥分配静态的安全性,与之相比该文提出的模型是更为实用的。随后,定义了群密钥分配方案的方法,作为这种构造方法的应用实例,提出了一个新的适用于大数量的,动态组播群组的群密钥分配方案,该方案采用分层管理结构,可高效地处理群成员的动态加入和退出,在单向函数假设条件下,它的安全性是可证明的,不依赖计算复杂性密码学假设,该方案中可以通过设立了群管理员分散对成员的管理,降低群中心管理员的负担,因而,可灵活应用于集中式和分布式的应用环境。     

基于逻辑层次树的动态组播密钥管理改进方案

提出了一种基于逻辑密钥分层机制(LKH)的密钥管理改进方案。该方案中密钥树采用节点坐标标记方法，便于密钥树的更新。组管理器只需要根据成员ID值计算成员所在路径上各节点密钥值，维护自己的私钥。对其安全性、组管理器计算量、密钥分发量等性能的分析表明，与传统的逻辑层次树密钥管理方案和其他改进方案相比，该方案减少了组管理器的密钥存储量和更新时的计算量与通信量，适合于大规模动态组播的应用，     

基于秘密共享的组播密钥更新算法

提出一种基于秘密共享的组播密钥更新算法。采用二叉逻辑密钥树结构,根据组成员状态变化,利用秘密共享的思想构造广播消息,使组成员可以逐步计算组密钥,而非组成员不能计算组密钥,从而实现组密钥更新。分析表明,与采用逻辑密钥树的算法相比,该算法能降低密钥更新时的通信量和计算量,适用于大型的动态群组通信。     

A hybrid multicast–unicast assignment approach for data distribution management in HLA

The main focus of data distribution management (DDM) in HLA is to reduce the amount of data received by federates in large-scale distributed simulations. The use of limited multicast resources plays a key role in the performance of DDM. In order to improve the performance of DDM by using communication protocol effectively, a hybrid multicast–unicast data transmission problem and its formal definition are presented, and then a hybrid multicast–unicast assignment approach is proposed. The approach uses a new adaptive communication protocol selection (ACPS) strategy to utilize the advantages of multicast and unicast, avoid their disadvantages, and consider the inter-relationship between connections. It includes the ACPS static assignment algorithm and the ACPS dynamic assignment algorithm, according to the difference between the static connections and the dynamic connections. In our approach, a concept of distance is presented to measure the inter-relationship between connections for multicast and the message redundancy for unicast, which is the core of the two algorithms in order to gather the connections to a multicast group or to balance the use of unicast and multicast for best performance. As a result, our algorithms can more effectively decide whether a new connection should use unicast or multicast communication, and whether adjusting previous assignment result can further improve the performance. In addition, a control mechanism is introduced to deal with connection changes during the dynamic assignment. The experiment results indicate that our algorithms can utilize the multicast and unicast communication resources effectively, as well as can achieve better performance than existing methods in the real running environment.     

群组密码的对等VPN系统及多播密钥分发协议

互联网经济的发展,使得企业在大范围内建立连接各种分支机构网络的需求日益强烈,原有采用集中式网关模式的VPN逐渐转向采用对等技术的VPN系统.现有采用两方密钥交换方法的对等VPN技术更适用于两两通信,而在多节点通信中,由于隧道密钥相互独立,不同隧道加密的累计延迟将增加消息同步接收的困难.针对这一问题,提出一种被称为GroupVPN的对等VPN框架,通过设计具有非中心化、高扩展性的多播密钥分发协议,提高对等VPN中的多播通信效率.该框架在安全隧道层的基础上新增了便于动态群组管理、高效密钥分发的群组管理层,结合公钥群组密码下的广播加密方案,实现具有选择和排除模式的高效密钥分发,保证协议在SDH假设下满足数据私密性、数据完整性、身份真实性这3方面安全性要求.实验分析结果表明：该协议的通信耗时和密钥存储开销与群组规模无关,可将通信延迟限制在会话密钥共享阶段,提高系统性能.     

一种组播钥匙分配的分析和设计方法

基于生成树组播钥匙分配方案的各种方法在提供有效的用户删除方法的同时努力将用户钥匙存储最小化。在这篇论文中，我们说明可以运用信息理论的基本概念来系统地研究生成树框架上的用户钥匙存储，同时可以将基于生成树组播钥匙分配问题作为最优化的问题提出，特别说明通过成员删除统计的平均信息量可以确定分配给一个成员钥匙平均数的最佳值。我们接着通过一个钥匙分配方案的实例说明了生成树上钥匙分配可以达到最优化但不能防止用户串通。     

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.     

基于椭圆曲线完全自组织Ad hoc网络密钥管理方案

该文针对目前Ad hoc网络密钥管理方案存在计算量大,可信中心难以确定以及密钥更新周期大小难以确定的问题,提出一种基于ECC完全自组织Ad hoc密钥管理方案。该方案为解决计算量大而采用EEC代替RSA,以完全自组织方式解决可信中心的瓶颈,通过使用双重密钥更新机制克服定期更新大小难以确定等问题。本方案具有计算代价小,安全可靠,扩展性好等优点,适合大规模Ad hoc网络。     

Cost Effective Decentralized Key Management Framework for IoT

Security is a primary concern in communication for reliable transfer of information between the authenticated members, which becomes more complex in a network of Internet of Things (IoT). To provide security for group communication a key management scheme incorporating Bilinear pairing technique with Multicast and Unicast key management protocol (BMU-IOT) for decentralized networks has been proposed. The first part of the proposed work is to divide the network into clusters where sensors are connected to and is administered by cluster head. Each sensor securely shares its secret keys with the cluster head using unicast. Based on these decryption keys, the cluster head generates a common encryption key using bilinear pairing. Any sensor in the subgroup can decrypt the message, which is encrypted by the common encryption key. The remaining part focuses to reduce communication, computation and storage costs of the proposed framework and the resilience against various attacks. The implementation is carried out and results are compared with the existing schemes that have given considerably better results. Thus, the lightweight devices of IoT can provide efficiency and security by reducing their overhead in terms of complexity.