安全组播中密钥分配.docVIP

目 录 摘要 2 1. 引言 3 2. 相关理论定义介绍 3 3. 组播环境下的密钥管理 4 3.1 SKDC密钥管理方法 5 3.2基于密钥分级树的密钥管理方案 5 3.3基于Huffman和布尔函数化简的密钥管理方案 6 3.3.1 Huffman密钥二叉树的构建 6 3.3.2基于Huffman密钥分层树进行密钥管理的分析 7 3.3.3布尔函数在其中的应用 8 4. 结束语 9 参考文献 10 安全组播中的密钥分配 摘要：组播以其独特的优势，在网络通信方面的应用越来越广泛，但随之而来的就是安全问题，其中密钥管理是最基本的问题之一。本文研究了安全组播中的密钥管理问题。介绍了现有的两种主要解决方案，即SKDC方案和密钥树管理方案，并分析了它们的不足之处，指出基于密钥树的研究方向，在此基础上提出基于Huffman密钥分级树的密钥管理方案，将布尔函数的分析方法运用其中使管理简便化。并对该方案的性能从密钥管理的存储空间和密钥刷新通信量两个方面，给出了相应的分析。 关键词：组播; 密钥管理; 赫夫曼树; 布尔函数 Abstract: Because of the advantage of multicast, it becomes more and more popular in the network communication. This paper studies the problem of key management in secure multicast. It introduces two main schemes including SKDC and the key tree to solve this problem, and analyses their demerits. On the basis of the scheme of key tree, it puts forward a key management scheme using Huffman hierarchy and Boolean function minimization techniques. From the aspects of the number of keys held by each user and the cost of re-keying, this paper gives some analysis. Key words: multicast; key management; Huffman tree; Boolean function 1. 引言 在网络的传输中，主要采用了三种数据的传送方式：单播、广播和组播[1]。组播以其独特的优势，即带宽比传统的单播占用的要小，同时它可以在不同的网络结构上实现，也可以在不同的网络层次上实施，并且它比广播系统更易于管理，易于了解组员的应用情况，使其在应用范围上极其广泛，成为一种高效、快捷的数据传输方式。但是，随之而来的是网络安全问题，即如何为彼此互联的不同团体用户群组提供安全的访问机制。组播通信的安全性较比单播传播更为复杂。归纳起来，组播通信的安全性主要体现在三个方面：访问控制、数据源认证以及可用性维护。其中，访问控制是最基本的安全性保证。通常情况下，在所有的多播群组成员之间维护着一个不为非群组成员所知的公共密钥即组播密钥，群组成员之间的所有通信均使用该群组密钥加密，这样组播中的密钥管理问题随之产生了，在一个具有动态成员关系的群组中要保证当群组成员动态离开或者加入时，群组密钥更新到每个成员。 本文重点研究了组播环境下的密钥管理问题，提出了基于Huffman型密钥二叉树以及布尔函数化简技术的密钥管理方案，讨论了如何建立密钥二叉树，并且对于此方案的特点和优势给出了相应的分析。 2. 相关理论定义介绍 安全组播通信是指在参与必威体育官网网址通信的所有组成员中构建一个公共密钥（即为组播密钥），该密钥是根据组播密钥管理协议（GKAP）建立起来的。GKAP[2]应该包含的属性有： 必威体育官网网址性：由于组播成员“加入”和“离开”事件的发生，产生了“向后安全”和“向前安全”的问题。GKAP提供“向后安全”的关键是新成员接受的所有信息与加入前组中的任何信息无关，新成员和组外成员一样不能利用它所接收的新密钥获得以前的必威体育官网网址信息。同样，GKAP提供“向前安全”的关键是组成员离开后就和组外成员一样，不能再获得组播通信的必威体育官网网址信息。 完整性：GKAP确保信息不被组外攻击者修改或伪造。即使组外用户无攻击企图时，也不能对构建组播密钥产生任何影响。 安全认证：GKAP对组成员安全认证保证只有合法用户加入组播通信，这同时也实现了对组播密钥的认证。 安全组播环境下密钥管理的性能参数包括：密钥管理的存储空间、密钥刷新通信量、抗冲