安全群通信的密钥管理协议

论文摘要

近年来,安全可靠的群通信已成为研究领域的热点问题,尤其是在基于群的应用和合作领域,群通信越来越受到人们的关注。设计安全有效的密钥管理协议面临着重大挑战。其难点在于群的动态性,即群成员可以在任意时刻加入或退出群。 对于动态对等群,Yongdea Kim等人在[1]中提出了STR密钥协商协议。本文通过运用Pairing与密钥树结合的方法,推广了STR协议,提出了一个简单、容错、安全的三方密钥协商协议。此外,本文还分析和讨论了新协议的通信开销和计算开销,并证明了其对于抵抗恶意窃听和针对群的其它攻击的安全性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 绪言
• 第1章 密码学相关理论
• 1. 1 协议及其攻击方法
• 1. 2 群通信和群的密钥管理
• 1. 2. 1 群通信
• 1. 2. 2 群的密钥管理
• 1. 3 安全密钥协商的密码学性质
• 1. 4 Hash函数
• 1. 5 数字签名
• 1. 6 Diffie-Hellman密钥交换
• 1. 7 椭圆曲线密码体制及椭圆曲线Diffie-Hellman问题
• 1. 7. 1 椭圆曲线
• 1. 7. 2 椭圆曲线上群运算
• 1. 7. 3 椭圆曲线离散对数问题
• 1. 7. 4 椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换协议
• 1. 8 三方通信
• 1. 8. 1 双线性配对
• 1. 8. 2 双线性Diffie-Hellman问题和BDH假设
• 1. 8. 3 Joux的协议
• 1. 9 本章小结
• 第2章 当前动态对等群的密钥协商协议
• 2. 1 动态对等群
• 2. 1. 1 群的动态性
• 2. 1. 2 动态对等群
• 2. 2 动态对等群的密钥协商协议
• 2. 2. 1 Clique GDH． 3协议
• 2. 2. 2 BD协议
• 2. 2. 3 TGDH协议
• 2. 2. 4 STR协议
• 2. 3 几种协议的性能分析与比较
• 2. 4 本章小结
• 第3章 协议的设计与实现
• 3. 1 符号说明
• 3. 2 三叉BSTR密钥树
• 3. 3 BSTR密钥管理协议
• 3. 3. 1 单个群成员加入协议
• 3. 3. 2 单个群成员退出协议
• 3. 3. 3 群的分离协议
• 3. 3. 4 群的合并协议
• 3. 4 本章小结
• 第4章 协议的性能分析
• 4. 1 安全性讨论
• 4. 1. 1 群密钥的安全性
• 4. 1. 2 密钥的独立性
• 4. 2 BSTR协议的性能对比分析
• 4. 3 动态群密钥协商协议通信复杂性的下界
• 4. 4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文
• 参考文献
• 独创性声明