群组密钥协商协议的设计与分析

摘要

信息作为一种资源，它的普遍性、共享性、增值性、可处理性和多效用性，使其对于人类具有特别重要的意义。信息安全的实质就是要保护信息系统或信息网络中的信息资源免受各种类型的威胁、干扰和破坏，即保证信息的安全性。信息安全是任何国家、政府、部门、行业都必须十分重视的问题，是一个不容忽视的国家安全战略。 密码技术是信息安全中的关键技术。密码技术包括加密/解密技术，认证技术等；通过密码技术的应用，可以为人们提供信息保密性，数据完整性，身份认证，消息认证，数字签名，以及不可否认性等多种安全特性。只有密码学得到了很好的发展，掌握了这些前沿的密码技术才能很好的保证信息的真正安全。而在密码学里而，密码系统的安全都是依赖于密钥的安全保密性，因此如何安全有效的协商出共同的会话密钥是一个非常重要的问题。有了安全的密钥协商机制，才可能将加密方案或者数字签名方案应用到实际中去。 由于密钥协商的重要性，密钥协商的研究吸引了很多人的关注，是密码学理论研究中的一个热点。本文的前半部分主要介绍了密钥协商的一些基本概念，包括其所需要的安全要求和数学基础；同时还对密钥协商方面的研究进展进行了调研，介绍了人们在这些方面的研究成果。 随着计算机网络中面向群组的应用的兴起，人们也很关注与之密切相关的群组密钥协商的研究。目前，群组密钥协商的研究已经从最初的静态群组的非认证密钥协商发展到了动态群组的认证密钥协商。这里其中一个重要的分支是移动网中的群组密钥协商。在移动网中，成员用户所拥有的资源和计算处理能力千差万别，有的处理能力很强，有的则仅拥有有限的一些资源。考虑到这些特点，本文在借鉴前人研究的基础上，利用双线性对，提出了一个认证的动态群组密钥协商方案。在此方案中，系统的主要处理任务由处理能力强的用户来负责，而其它用户仅需要处理少量的计算和通信任务。此外，我们还对该方案的效率和安全性进行了分析，得出我们的方案是安全有效的结论。因此，我们的方案适用于移动网这种应用环境。 此外，还研究了与密钥协商协议效率密切相关的椭圆曲线的标量乘法。在借鉴之前的标量乘法窗口算法和侧信道原子块方法的基础上，提出了一个抗侧信道攻击的标量乘法窗口算法，并在此基础上，提出了一个新的并行标量算法。新的并行算法可以抵抗侧信道攻击，而且其效率也优于之前的并行标量算法。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号对照表

关于学位论文使用授权的说明及声明

第1章绪论

第2章密钥协商介绍

第3章一个新的动态群组密钥协商方案

第4章动态群组密钥协商方案的协议分析

第5章并行标量算法

第6章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果