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。     

基于密钥矩阵的组播密钥管理方案

安全性是组播应用的基本需求,安全、高效的组播密钥管理方案是保证组播通信安全的关键。该文在分析组播通信安全需求的基础上,提出一种基于密钥矩阵的组播密钥管理方案。该方案利用密钥对进行密钥更新,适合网络拓扑变化频繁、带宽有限的网络需求。通过比较发现,该方案在通信、存储开销以及计算复杂度方面均优于LKH, Iolus等其他方案。     

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。     

基于向量正交性的组播密钥管理方案

大型动态群组通信对组播密钥更新的安全性需求较高,且目前多数组播密钥更新协议开销较大.针对上述问题,提出一种正交向量简易生成算法,并基于该算法设计一种新的组播密钥管理方案.对群组成员以逻辑子组的形式进行管理,同时通过各自分段正交辅钥更新实时组密钥.当有成员变更时,密钥服务器仅需发送极少数的消息即可完成组密钥的同步.分析结果表明,与LKH和OFT方案相比,该方案的计算负载较低,组员端存储开销较小.     

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。     

基于广义猫映射的组播密钥管理方案研究

为处理组密钥管理中的"1影响n问题",曹国梁等人提出了组密钥与个体密钥之间存在广义猫映射关系的组播加密算法及其密钥管理方案.我们进一步分析其密码强度、前向/后向保密性和可扩展性问题.解析结果表明:对已知明文攻击的脆弱性使该密码不适合提供组播数据保密性安全服务;通信开销以组规模为渐近下界,使该方案不满足大型组播组中密钥管理低带宽开销的QoS要求.分析方法对其他密码算法转化为组密钥更新协议的研究亦有积极作用.     

安全组播中的密钥树最优结构

组播常用来对一组用户发送数据．为了保障安全性，安全组播使用组内共享的加密密钥对组内通信进行加密．因为组成员关系的动态性，有效进行组密钥管理成为安全组播通信性能的关键．本文研究了组密钥管理的密钥树结构，并提出了一种新的基于组成员更新概率的最优密钥树结构．这种结构能够进一步减少系统开销．实验结果表明这种密钥树结构要优于其它基于组成员更新概率的密钥树结构，同时理论分析给出了这种结构的平均更新代价的取值范围．     

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...     

基于单向函数的多权限群组密钥管理协议

多权限组播通信存在多个数据流且组播组中用户权限因获得数据流的不同而不同,其安全问题较难处理。该文提出一种针对多权限组播通信的高效的密钥管理协议,为密钥图中的每个节点分配一个ID,根据节点ID之间的特殊关系,组播组中的用户只要知道密钥图中加入/退出/改变权限节点的ID便可利用单向函数计算出新的密钥,减少了服务器的密钥更新开销。模拟结果表明,与MGKMS协议相比,该协议最多可以减少70%的密钥更新开销。     

自组网中一种新的组密钥更新策略

组播是自组网应用中的一个重要组成部分，如何对组播通信中的密钥进行管理，使得密钥能够安全地分发和高效地更新是目前的一个研究热点。该文提出了一种新的组密钥更新策略。利用多个密钥池进行密钥预分发，建立对称密钥进行组密钥的更新，基于ID的密码系统，降低节点的计算量和通信量。该策略的安全模型符合主动外部攻击模型，满足强安全性。对新策略的安全和性能进行了详细的分析。     

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。     

移动自组网络分布式组密钥更新算法

安全性是移动自组网络组通信的基本需求,安全、高效的组密钥更新算法是保证组通信安全的关键.在移动自组网络分布式组密钥管理框架(distrbuted group key management framework,简称DGKMF)的基础上,提出了一种组密钥更新算法--DGR(distributed group rekeying)算法.该算法能够利用局部密钥信息更新组密钥,适合拓扑结构变化频繁、连接短暂、带宽有限的移动自组网络.为了进一步降低算法的通信代价,通过在组密钥更新时动态生成组密钥更新簇，对DGR算法进行了改进，提出了CDGR(cluster distributed group rekeying)算法，并讨论了上述算法的安全性、正确性和完备性，分析了算法的通信代价.最后，利用ns2模拟器对算法的性能进行了分析.模拟结果显示，DGR和CDGR算法在组密钥更新成功率和延迟等方面均优于其他算法，并且由于采用簇结构，CDGR算法的更新延迟低于DGR算法.     

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。     

Secure and efficient group key management with shared key derivation

In many network applications, including distant learning, audio webcasting, video streaming, and online gaming, often a source has to send data to many receivers. IP multicasts and application-layer multicasts provide efficient and scalable one-to-many or many-to-many communications. A common secret key, the group key, shared by multiple users can be used to secure the information transmitted in the multicast communication channel. In this paper, a new group key management protocol is proposed to reduce the communication and computation overhead of group key rekeying caused by membership changes. With shared key derivation, new keys derivable by members themselves do not have to be encrypted or delivered by the server, and the performance of synchronous and asynchronous rekeying operations, including single join, single leave, and batch update, is thus improved. The proposed protocol is shown to be secure and immune to collusion attacks, and it outperforms the other comparable protocols from our analysis and simulation. The protocol is particularly efficient with binary key trees and asynchronous rekeying, and it can be tuned to meet different rekeying delay or key size requirements.     

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.     

Enable Secure Group Communication in the Mobile Environment

This paper considers the key management issue of secure group communication in a highly mobile networking environment. In such environment, there are frequent joining and leaving of members due to roaming or suspending for a period. In order to preserve forward and backward confidentiality, it is necessary to rekey every time a member joins or leaves. This paper introduces a new state-based group key management framework suitable for highly mobile environment. In this scheme, a member enters "Park" state when it is going to roam or suspend for a period, when it becomes active again, it send a request to the key server to get the current group key and changes its state to "Active" again. No rekeying is needed for a roaming, and reliable delivery of rekeying messages is not required for "Park" members. The scheme can notably reduce the communication overhead and provide an efficient method for error recovery.     

一种动态组播的密钥更新算法

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。基于树型分层式密钥管理方式使用户变更时的密钥更新代价减小，但前提是密钥树必须保持平衡。本文提出了一种应用m序B树作为组密钥树的密钥管理方法，在组播组中加入一个新成员，本方案比传统方案减少了密钥更新开销量，提高密钥更新效率。     

MANET中基于邻居节点权值的可验证组密钥更新算法

相对于传统有线网络集中化组密钥管理协议和算法,门限秘密共享技术能很好地适应移动自组网（MANET）的特点,提供高效可靠的安全保证。为了防止退出节点合谋重构组私钥威胁组通信安全,安全高效的组密钥更新算法是关键。在对合谋问题进行深入分析的基础上,本文提出了基于邻居节点权值的可验证的组密钥更新算法。该算法在保持组
私钥不变的情况下主动更新组成员的私钥份额,有效地解决了节点合谋、更新通信量大、恶意节点参与更新等问题。     

改进的LEO卫星网络密钥管理协议

卫星网络密钥管理协议是实现网络节点间安全通信的前提。在分析卫星网络密钥管理协议特性的基础上,提出了分布式与集中式相结合的LEO卫星网络密钥建立方案,改进了密钥管理协议的分簇方式和密钥更新方法,并进行了分析和验证。该方法进一步增强了安全性,同时提高了密钥更新速度。