组播服务用户控制机制综述

组播技术以其支持大规模的一对多、多对多通信的特点,成为目前网络通信领域研究的热点。然而其开放的通信机制在提供高效、便利的同时,也带来了一系列的安全问题。本文分析了组播模型的基本特性所带来的安全弱点。介绍了建立组播服务用户控制机制的必要性,详细阐述了组播服务用户控制机制中四个领域的研究内容：接收者访问控制、组播源访问控制、组播源鉴别和组内信息区分技术。随着组播服务逐步的商业化运行,建立一套完善的群组用户控制机制成为十分迫切的任务,并且有着广阔的应用前景。     

一种基于Keynote信任管理系统的主动组播组控制机制研究

多播作为一种能够有效利用网络带宽、提高通信效率的通信机制,正在广泛地被应用于多个领域。传统组播缺乏细粒度的访问控制机制,这给组播的安全及性能带来许多隐患。本文在主动组播的基础上提出一种基于信任管理的访问控制机制,并在此基础上给出了Keynote信任管理系统在安全主动组播中的应用构架。该构架能较好解决传统IP组播中未能解决的组播组成员的访问控制与分布式授权问题,从而提高了IP组播的安全性。     

HSRM:一个适合组播会议控制的可靠组播通信模型

研究了组播会议控制对网络通信的要求．针对这一背景，提出了一个新的基于接收方丢失报文概率分组的可扩展可靠组播通信模型HSRM，设计了其分层结构的动态构建和维护策略，并进行了数值仿真．HSRM使用全分布方式和一致的组播通信构造与发送者无关的分层结构，限制了反馈和修复报文的扩散范围并控制了组内节点的异构性和组播组的规模．在保持良好鲁棒性、可扩展性和灵活性的前提下，提高了多对多可靠组播的性能．     

基于动态组播代理的移动组播协议

根据动态组播代理的移动组播算法原理,提出一种移动组播协议,采用新的快速组播切换机制,以时间量度和距离量度为依据,动态选择组播代理。仿真结果表明,该协议避免组播转发树的频繁重构,降低组播切换延迟,具有次优的组播传输路径,可以与现有网络协议相融合。     

基于实时应用的组播路由算法研究

摘要实时多媒体应用要求组播接收者在一定的时延限制之内收到组播信息,这就对组播路由提出了新的要求。该文提出了一种基于实时应用的组播路由算法,该算法以较低的通信代价建立满足时延界限的接近最优的组播树。最后简要讨论了组播接收者的动态改变时如何重建组播树的问题。     

一种单速率组播速率控制与修剪算法

组播网络的异构性问题导致了组播内部公平性问题。本文在分析了相关工作的局限性之后,提出了一种基于效用的单速率组播内部公平性标准,其优化目标是最大化组播会话的净收益。相应地设计了一种基于动态规划的速率控制与修剪算法,该算法在计算开销与通信开销两方面都是可扩展的。     

网络层组播在大规模流媒体直播系统中的研究与实现*

组播可以有效实现多点之间通信,如何利用网络层组播技术实现流媒体直播系统,是当前的研究热点之一。基于MixCast模型,提出并实现了一种新的基于网络层的安全组播模型。针对当前组管理协议IGMP不提供接入控制,任何端点用户可自由地加入组播组,缺乏安全控制问题提出了依靠应用层单播对接收者认证,提出一种解决网络层组播的安全性问题和可控性问题的方法。实验结果表明,本系统具有良好的安全通信效率和可控性。     

组播通信的安全性研究

综述了组播通信安全性的研究成果及发展现状．指出了组播通信的安全要求，分析了现有组密钥方案的优缺点．指出了组播通信安全性研究值得重视的方向．     

一种有时延约束的动态组播路由算法

贪婪算法是一种动态组播路由算法,该算法获得的通信树时延较大。文章在改进的多标号算法基础上,提出了一种有时延约束的动态组播路由算法,可以获得满足时延约束的通信树,仿真显示该算法可以获得问题的次优解。     

一种非完全组播网络中的算法可选组播框架

提出了一种新型实用的算法可选组播框架-FMPN（Flexible Multicasting on Partial-multicast Networks），该框架能够在非完全组播网络中实现组播功能，并且可以根据不同的业务和数据类型采用算法可选的组播机制，以达到系统整体最优的组播传输性能．FMPN有三个主要的特点：（1）算法可选组播机制，根据不同的应用需求来灵活地选择组播算法．并且通过IP隧道使得在路由器不支持的情况下也可以使用组播．（2）数据分类，通过对应用类型与数据的分析来调用合适的组播算法．（3）分层传输为可伸缩性码流提供各自独立的组播信道．实验表明，FMPN多媒体传输的系统整体性能高于当前常用的反向路径组播（RPM）、生成树（SpT）等组播算法，特别适合于实时多媒体应用．     

一种基于LKH的分层式安全组播密钥管理方案

安全组播是组播技术走向实用化必须解决的问题。在组成员动态变化时,设计一个高效的密钥管理方案是安全组播研究的主要问题。该文提出了一种基于LKH模型的分层式组播密钥管理方案。该方案基于分层机制将一个组播分为几个小组,并且采用了指数函数和随机密钥,使得在组成员离开组播时,具体的密钥更新由组成员自己完成。该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,并缩减了密钥存储量。     

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.     

Hierarchical agent-based secure and reliable multicast in wireless mesh networks

We propose and analyze a hierarchical agent-based secure and reliable multicast (HASRM) algorithm for efficiently supporting secure and reliable mobile multicast in wireless mesh networks, with design considerations given to minimize the overall network cost incurred by reliable multicast packet delivery, mobility management, security key management, and group membership maintenance. HASRM dynamically maintains a group of multicast agents running on mesh routers for integrated mobility and multicast service management and leverages a hierarchical multicast structure for secure and reliable multicast data delivery. The regional service size of each multicast agent is a key design parameter. We show via model-based performance analysis and simulation validation that there exists an optimal regional service size that minimizes the overall communication cost and the optimal regional service size can be dynamically determined. We demonstrate that HASRM under optimal settings significantly outperforms traditional algorithms based on shortest-path multicast trees extended with user mobility, security, and reliability support. We also show that a variant of HASRM is superior to a recently proposed multicast algorithm for secure group communication in wireless mesh networks.     

Decision Tree Based Key Management for Secure Group Communication

Group communication is widely used by most of the emerging network applications like telecommunication, video conferencing, simulation applications, distributed and other interactive systems. Secured group communication plays a vital role in case of providing the integrity, authenticity, confidentiality, and availability of the message delivered among the group members with respect to communicate securely between the inter group or else within the group. In secure group communications, the time cost associated with the key updating in the proceedings of the member join and departure is an important aspect of the quality of service, particularly in the large groups with highly active membership. Hence, the paper is aimed to achieve better cost and time efficiency through an improved DC multicast routing protocol which is used to expose the path between the nodes participating in the group communication. During this process, each node constructs an adaptive Ptolemy decision tree for the purpose of generating the contributory key. Each of the node is comprised of three keys which will be exchanged between the nodes for considering the group key for the purpose of secure and cost-efficient group communication. The rekeying process is performed when a member leaves or adds into the group. The performance metrics of novel approach is measured depending on the important factors such as computational and communicational cost, rekeying process and formation of the group. It is concluded from the study that the technique has reduced the computational and communicational cost of the secure group communication when compared to the other existing methods.     

一种新的无线网络组播密钥管理方案

在无线网络中,多播组成员的变化是劝态的,在某些特殊应用中,成员可能会在一段时间段内频繁地加入和离开,此时有线网络中的传统组播密钥管理方法就会体现出不足。针对此不足,提出一种适应于无线网络的组播密钥管理方案。该方案根据地理位置将组播成员划分为不同子组,每个子组根据本子组成员的变化情况来设置密钥更新间隔TTR和请求数的阀值RT。通过子组管理员来协调本子组与其他成员通信保持一致,提高通信效率、降低异步问题。理论分析和仿真结果表明：该方案在保证组播成员安全通信的基础上,显著地降低无线网络中的组播应用因密钥更新导致的通信开销,从而提高密钥更新效率,使无线网络在处理大流量等应用问题的同时,也具有较高的安全性。     

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。     

高效的动态安全组播密钥协商方案

组播提供了一种发送者可以同时发送信息到多个接收者的高效通信机制。设计高效的密钥协商方案是实现安全组播的主要环节。以双线性对为工具,本文提出了一个新的基于身份的动态安全组播密钥协商方案,并具体地分析了当新提出的密钥协商方案用于组播时,子组之间的通信过程,以及组成员动态变化时密钥的更新过程,结果表明该方案在降低计算和通信代价方面取得了较好的效果,且满足组播密钥协商的各种安全要求。     

基于ECC的动态安全组播密钥协商方案

设计高效的密钥协商方案是动态安全组播的难点.提出一个应用椭圆曲线密码体制进行密钥协商而在基于身份的公钥系统内进行组通信的全新安全组播方案.具体地分析了子组成员的密钥协商和子组间的通信过程,以及组成员动态变化时密钥的更新过程,结果表明,该方案在降低计算和通信代价方面取得了较好的效果,且满足密钥协商的安全要求.     

Ad Hoc网络能量意识组密钥更新方案EAwLKHT

为了降低Ad Hoc网络安全组播中组密钥更新过程的能量消耗,根据跨层设计思想,提出了一种基于能量意识逻辑密钥层次树(EAwLKHT)模型的组密钥更新算法.利用网络层、物理层反馈信息,对逻辑密钥层次树LKHT上成员节点的顺序进行调整,生成EAwLKHT;EAwLKHT通过合理分配中介密钥,提高组密钥更新过程中的信息传输效率,减少不必要的能量消耗,从而优化网络性能.并通过仿真实验对该方案的可行性进行了评估.