基于網(wǎng)格的組通信安全技術(shù)研究.pdf

1、組通信是網(wǎng)格中常采用的通信方式，可是，如何保證組通信的安全是一個十分困難的問題。在網(wǎng)格環(huán)境下，組通信的不同成員有可能位于不同的管理域。在組通信開始時，位于不同管理域的組成員需要和各自的域管理者及其對應(yīng)的虛擬組織進行信息交換。同時，沒有參與組通信但參與其它活動的成員也有可能和各自的域管理者和及其對應(yīng)的虛擬組織進行信息交換。因而，在組通信進行過程中，新加入的組成員有可能訪問過去的組通信信息，已離開組通信的成員也有可能竊取未來的組通信信息。這

2、些情況都會影響到組通信的前向安全和后向安全，也會影響到組通信的源認證和安全傳輸。而現(xiàn)有的一些安全技術(shù)并沒有考慮網(wǎng)格環(huán)境中組通信的這些通信特點，因而具有很大的局限性。因此，在網(wǎng)格中迫切需要一些策略和機制去保障組通信的安全性。 網(wǎng)格環(huán)境下的組通信方式通常分為兩種：一種是一對多的組通信方式，另一種就是多對多的組通信方式。一對多的組通信方式就是使用組播方式傳輸信息，而多對多的組通信方式就是使用組播的協(xié)同處理來傳輸信息。根據(jù)網(wǎng)格環(huán)境下組通

3、信的特點，提出一些安全策略和機制去保障組通信的安全。在一對多的組通信方式中，針對組通信的前向安全、后向安全和源認證問題，分別提出基于前向安全的組簽名機制、可變密鑰的組簽名機制和基于網(wǎng)格組播的密鑰分配策略。在多對多的組通信方式中，針對組通信的傳輸安全和源認證問題，分別提出組通信的密鑰管理機制和加密認證機制。 基于前向安全的組簽名機制和可變密鑰的組簽名機制是兩種不同類型的組簽名機制。前者是根據(jù)RSA數(shù)字簽名、GQ數(shù)字簽名和IR前向數(shù)

4、字簽名的基本思想所提出來的，后者是基于解離散對數(shù)問題所提出來的。在基于前向安全的組簽名機制中，組內(nèi)所有成員共用唯一的一個公鑰，而密鑰服務(wù)器為組內(nèi)每個成員分配一個能產(chǎn)生私人密鑰的“種子”；在有效時間段，組內(nèi)成員運用私人密鑰產(chǎn)生算法或更新算法，實現(xiàn)自己私人密鑰的產(chǎn)生或更新。在可變密鑰的組簽名機制中，信任中心每次只需要分發(fā)部分密鑰、每個組成員根據(jù)其接收的部分密鑰產(chǎn)生不同的私鑰，而且其組的公鑰是一個常數(shù)，簽名字節(jié)的大小與參與組通信的成員數(shù)相互獨

5、立。因此，基于前向安全的組簽名機制能夠保證組通信信息的前向安全性，而可變密鑰的組簽名機制能夠保證組通信信息的后向安全性。 在一對多的組通信方式中，為了保證網(wǎng)格環(huán)境下組通信信息在傳輸過程中的安全性，提出了一種一對多組通信方式的密鑰分配策略。這種策略是以集中控制和分布式管理所采用的密鑰管理策略為基礎(chǔ)，在遵循網(wǎng)格組播機制的前提下，考慮成員動態(tài)變化因素，提出分層方法、成員發(fā)現(xiàn)協(xié)議、分簇協(xié)議和密鑰分配算法，從而形成一種一對多組通信方式的密

6、鑰分配策略。實驗結(jié)果表明此密鑰分配策略具有良好的可行性和有效性。 為了解決網(wǎng)格環(huán)境下多對多組通信方式在傳輸中的安全性，根據(jù)網(wǎng)格環(huán)境下多對多組通信的特點，提出了一種密鑰管理機制。在這種密鑰管理機制中，將為組提供的服務(wù)邏輯分成兩個層次。一個層次是由虛擬組織提供，另外一個由一個或者多個管理域提供。在每個管理域內(nèi)使用完全二叉樹的方法去管理密鑰。而在虛擬組織內(nèi)使用Huffman二叉樹的方法去分配密鑰。在一個管理域內(nèi)，如果參與組通信的成員較多

7、，則它的輔助密鑰就多；如果參與組通信的成員較少，則它的輔助密鑰就少。另外，使用數(shù)字簽名與數(shù)據(jù)加密的方法去增強域管理者和組成員之間通信信息的安全性。使用數(shù)據(jù)加密的方法，保障組通信信息在傳輸方面的安全性。因此，這種管理機制不僅能夠?qū)崿F(xiàn)組通信信息的安全傳輸，而且又能實現(xiàn)成員的安全加入和退出。 在網(wǎng)格環(huán)境下，為了實現(xiàn)多對多組通信方式中組通信信息的源認證，保證組通信信息在傳輸過程中的安全性，提出一種認證加密機制。在這加密認證機制中，簽名組