動(dòng)態(tài)群組密鑰協(xié)商協(xié)議研究.pdf

1、隨著面向動(dòng)態(tài)群組的協(xié)同式、分布式和交互式應(yīng)用(如視頻會(huì)議、網(wǎng)格計(jì)算、即時(shí)通訊、網(wǎng)絡(luò)游戲和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享)愈加重要,提供安全與可靠的群組通信服務(wù)已經(jīng)成為現(xiàn)代計(jì)算領(lǐng)域的關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)通信的保密性、認(rèn)證性、完整性和不可否認(rèn)性,設(shè)計(jì)安全和高效的動(dòng)態(tài)群組密鑰協(xié)商協(xié)議成為首要的研究課題。
　　 在群組密鑰協(xié)商中,每個(gè)成員通過(guò)不可信的公開(kāi)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)地交換信息并協(xié)商出一個(gè)共同的會(huì)話密鑰,每個(gè)成員對(duì)該密鑰都有一個(gè)貢獻(xiàn)。各通信方用該密鑰對(duì)組內(nèi)消息進(jìn)

2、行對(duì)稱(chēng)加密和生成認(rèn)證碼,以實(shí)現(xiàn)后繼的安全目標(biāo)。首先,為了防止公開(kāi)網(wǎng)絡(luò)上的中間人攻擊,群組密鑰協(xié)商協(xié)議必須實(shí)現(xiàn)成員相互之間的身份認(rèn)證。其次,不同于兩方和三方的情況,在群組密鑰協(xié)商中跟參與通信的成員數(shù)目和成員之間通信距離有關(guān)的協(xié)議效率顯得尤為重要。再次,在動(dòng)態(tài)群組中隨時(shí)會(huì)發(fā)生成員關(guān)系變化,所以還要考慮在成員加入和離開(kāi)群組以及集團(tuán)成員合并和分割情況下及時(shí)地更新密鑰。最后,在實(shí)現(xiàn)前向保密性和后向保密性的前提下,盡可能地利用已有的計(jì)算結(jié)果,把更新

3、密鑰所帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)降到最低。
　　 本文致力于動(dòng)態(tài)群組密鑰協(xié)商研究,通過(guò)分析有代表性的密鑰協(xié)商協(xié)議和安全模型,提出了新的可擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)群組密鑰協(xié)商協(xié)議。
　　 首先,結(jié)合密鑰協(xié)商的研究背景,給出和討論了幾個(gè)經(jīng)典協(xié)議。其中,對(duì)現(xiàn)有典型的群組密鑰協(xié)商協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的分析和比較,主要從協(xié)議的安全性、認(rèn)證性、高效性、動(dòng)態(tài)性、可擴(kuò)展性和所基于的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行討論。
　　 其次,對(duì)形式化的群組密鑰協(xié)商的可證安全模型進(jìn)行了詳細(xì)

4、的分析。主要關(guān)注安全模型對(duì)被動(dòng)敵手、主動(dòng)敵手和惡意參與者攻擊能力的形式化定義,以及群組密鑰協(xié)商協(xié)議成功抵擋這三種敵手攻擊的相應(yīng)安全性定義。
　　 再次,在深入分析了現(xiàn)有典型群組密鑰協(xié)商協(xié)議的基礎(chǔ)上,在標(biāo)準(zhǔn)模型下提出了一個(gè)新的認(rèn)證的安全高效的靜態(tài)群組密鑰協(xié)商協(xié)議。該協(xié)議由于采用了基于多叉樹(shù)的結(jié)構(gòu),跟現(xiàn)有的基于線性結(jié)構(gòu)和二叉樹(shù)或三叉樹(shù)結(jié)構(gòu)的其它協(xié)議相比,在計(jì)算復(fù)雜度和通信復(fù)雜度上有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),并且更易于拓展到擁有大規(guī)模成員