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随着数字化技术和Internet的发展,网上交易和传播的电子图书、音乐、视频和软件等数字内容越来越多。由于数字化信息极易被复制、修改和传播,我们不可避地面临着版权保护的问题,迫切需要数字版权管理系统(DRM)来保障版拥有者的合法权益。广播加密方案能够非常直观地构建DRM系统,成为近几年信息安全领域的一个热点。
广播加密中的一种常见且应用广泛的情形是:加密消息的客户接收端是无状态的装置,如受版权保护的CD和DVD,卫星接收装置,数字机顶盒等。广播加密的难点是在不安全的广播信道上广播加密消息,只有(可能是动态变化的)授权用户能够解密,撤销用户(即使串谋)无法解密,且尽量降低系统通信量和用户密钥量。因此,设计能够应用于无状态接收装置的广播加密方案尤为重要。在用户量巨大的广播系统,现有的大部分广播加密方案都只对少量撤销用户较为有效,对一般情况,特别是撤销用户数量较大的情况,效率较低。
本文从解决撤销任意数量用户出发,对基于无状态接收者广播加密进行了研究,其重要贡献如下:
(1)在基于智能卡的应用中,将撤销用户进一步细分为非订阅者和盗版用户,利用Asmuth-Bloom门限秘密共享机制构造了高效的基本撤销方案。通过用户分区和允许撤销人数按Fibonacci序列递增的多个基本方案,构造了一个能够撤销更多盗版用户的广播加密方案,并减少了客户端的计算量,延长了广播加密系统的生存周期。
(2)在完全子树方案基础上,引入免费接收者。使用贪婪算法,构造了允许免费接收者的广播加密方案。方案通过引入可控数量的免费接收者,降低了系统的通信代价。
(3)改进了文献[53]提出的允许免费接收者的概率方案。改进的方案使用带权重的门限秘密共享机制,极大地降低了系统的通信代价,并且允许精确控制免费接收者数量。