集群网络密钥管理方案研究综述

随着人工智能和通信网络技术快速发展,集群智能越来越受到重视,集群网络作为集群智能重要组成部分,信息安全交互问题备受关注,集群密钥管理成为该领域的研究热点。近年来,研究者对集群密钥管理研究的不断深入,提出了很多集群密钥管理方案,为复杂的集群网络体系进行信息安全交互提供了有效解决思路,但缺乏系统性的概括论述。对现有集群密钥管理方案进行了分析和总结,并探讨了集群密钥管理未来研究方向和应用场景。介绍了包括控制层、簇头层、节点层的典型三层集群网络模型,指出集群网络具有数量规模较大、动态拓扑变化、分层分簇异构的网络特性;根据密钥管理策略和集群网络场景,按照网络部署前和网络部署后归纳了集群密钥管理流程,并从安全性、效率、灵活性3方面分析了密钥管理评价指标;重点论述了预分配管理、愈合管理、动态管理3种密钥管理方案,并分析了不同类型方案的基本思路和优缺点,从技术基础、安全优势、灵活优势、效率优势4方面对不同方案性能进行了对比总结;从跨域异构、集群认证、愈合机制、技术融合4方面对集群密钥管理相关的研究热点进行了展望,并探讨了集群密钥管理在泛在物联、全域作战、智慧城市3个未来应用场景中的重要安全作用。     

面向无人机群组的轻量动态密钥管理方案

针对无人机群组在军事对抗复杂环境中,网络拓扑结构动态变化,提出了一种面向无人机群组的轻量动态密钥管理方案,旨在解决无人机加入及退出、批量加入及退出、群组合并及分裂等网络拓扑动态变化导致密钥更新问题,同时在网络拓扑没有变化情况下进行本地周期性更新,提高无人机群组密钥更新效率。将参与构造的秘密信息分为用户空间、剩余空间和撤销空间,用户空间可以在接收密钥组管理器（key group manager,KGM）的广播消息后,计算恢复出会话组密钥,剩余空间和撤销空间无法计算恢复出组密钥。密钥更新过程中,KGM利用空闲时间提前在密钥池中选取密钥进行预计算处理,降低KGM因构造广播消息进行复杂计算导致的时延问题。分析和实验仿真表明,该方案具有前向和后向安全性、抗共谋攻击和节点撤销能力,与现有无人机密钥管理方案相比,该方案优化了计算和通信开销,且节点存储开销较小,适用于动态拓扑变化的无人机群组网络。     

拒止环境下无人机集群安全通信问题分析

近年来发生的几场局部战争表明，具有自主协同功能的无人机集群协同作战将是拒止环境下无人作战的主要发展方向。为提升无人机集群在拒止环境下安全通信的能力，首先对拒止环境下无人机集群的任务阶段进行了划分，而后结合无人机集群在各任务阶段的网络拓扑结构，总结了无人机集群通信网络所面临的通信安全问题，提出了相对应的安全防护技术和策略，为保障拒止环境下无人机集群通信网络安全提供参考。