安全多播组密钥的管理方案研究

摘要

多播是一种介于单播和广播之间的高效网络传输机制。它能够提供一种满足群组应用的消息交互模式，从而有效地降低网络带宽的占用、减轻网络负载等，所以多播在实时数据传送、多媒体会议、网络游戏等方面有着广泛的应用。但是多播的安全问题却阻碍了多播技术的进一步应用。目前，单播的安全问题己经得到了很好地解决。但多播相比单播有着更加复杂的体系结构，因此多播通信中仍存在着很多安全问题需要进一步研究。其中，多播组密钥的管理就是安全多播的核心问题之一。多播组密钥管理的目标是高效地产生、分发和更新通信的组密钥。本文重点研究了多播组密钥管理方案是如何产生、分发和更新组密钥以及由此产生的扩展性、健壮性和可靠性问题等。 本文提出了一种基于秘密份额的平坦型组密钥管理方案。通过性能的分析和比较，该方案不仅解决了平坦型组密钥管理方案可扩展性差的问题，而且易于进行批量更新密钥，提高系统更新密钥的效率。对相对于独立更新的批量更新策略进行了研究。本文提出了一种相对于固定周期的批量更新方案—基于队列的批量更新方案，并结合基于秘密份额的更新机制进行了性能的分析和验证。结果表明该方案相对于固定周期的批量更新方案，不仅能够根据请求到达的情况动态更新密钥，减少密钥的更新次数，提高了密钥更新的灵活性，而且降低了系统更新密钥的开销，提高了系统的更新效率，有一定实用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1课题来源

1.1.2研究的目的和意义

1.2多播的安全现状

1.3组密钥管理方案的研究现状

1.4本文研究的内容

1.5本文的组织结构

第二章IP多播技术

2.1多播技术概述

2.1.1多播的原理

2.1.2多播技术的发展历史

2.2多播技术

2.2.1多播地址机制

2.2.2多播协议的体系结构

2.2.3多播报文转发

2.3本章小结

第三章安全多播组密钥管理方案研究

3.1多播组密钥管理所要解决的问题

3.2多播组密钥管理方案

3.2.1集中式密钥管理方案

3.2.2分布式密钥管理方案

3.2.3分层分组式密钥管理方案

3.3本章小结

第四章基于秘密份额的平坦型组密钥管理方案

4.1平坦型组密钥管理方案

4.2基于秘密份额的平坦型组密钥管理方案

4.2.1门限理论

4.2.2秘密份额机制概述

4.2.3基于秘密份额管理算法描述

4.2.4基于秘密份额方案的管理

4.2.5性能分析

4.3本章小结

第五章批量更新方案

5.1独立密钥更新存在的问题

5.1.1效率低

5.1.2数据和密钥的不同步

5.2批量更新

5.2.1标记法批量更新方案

5.2.2 Kronos批量更新方案

5.2.3自适应的批量更新方案

5.3基于队列的批量更新

5.3.1队列的定义

5.3.2算法描述

5.3.3性能分析

5.3.4性能验证

5.4本章小结

第六章总结和展望

6.1本文工作总结

6.2进一步研究工作

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果