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多播组密钥管理研究如何实现信息的排外共享,主要解决如何为组成员生成、分发和更新组密钥,以及由此引发的扩展性、健壮性和可靠性问题,为动态多播通信提供安全保障。
多播组密钥管理方案按服务集中与分散的情况可分为三大类,集中控制式、分散控制式和混合控制式。混合控制式组密钥管理方案由若干服务系统协作完成组密钥更新或者所有组成员被分成若干个子组,各子组可自主选择采用集中控制式或分散控制式的组密钥管理方案。混合控制式组密钥管理方案既避免了集中控制式的单点失效问题,又克服了分散控制式缺少集中控制、组密钥更新时通信量大的问题。
Shamir秘密共享(ShamirSecretSharing)是针对密钥管理中密钥的泄露和遗失问题提出来的一种组密钥管理方案,用于保护密钥不被发现,实现了密钥生成与密钥存储的逻辑分离。
本文的主要工作:借鉴混合控制式组密钥管理方案和分散控制式组密钥管理方案的思路,设计了一个分散控制式组密钥管理方案;在可验证Shamir秘密共享方案的验证方法基础上引入检测参数,设计了一个基于秘密共享的分散控制式的组密钥管理方案;将安全多播应用于安全多方计算,为安全多方计算提供了安全的广播信道。相关的研究工作要点如下:
(1)对多播组密钥管理进行了理论研究,通过在基于TGDH(Tree—basedGroupDiffie-hellman)的分散控制式方案中增加验证项,增强现有组密钥管理方案对成员的身份认证。
(2)设计了一个分散控制式组密钥管理方案,并给出该方案的密钥更新方法和相应算法;运用SVO逻辑对该方案进行分析,验证该方案能实现组成员变化时的密钥更新。
(3)从存储结构角度分析Shamir秘密共享的特性,在可验证Shamir秘密共享的验证方法中引入检测参数,设计了一个基于秘密共享的分散控制式组密钥管理方案。
(4)将安全多播应用于安全多方计算,即由所有参与者共同生成一个组密钥,传输经过组密钥加密的广播数据,从而实现安全多方计算中安全广播数据的要求。