基于门限体制的自组网密钥管理与认证技术研究

论文摘要

移动自组网是由一组无线移动节点组成的集合,一般称为移动Ad hoc网络,可以在没有任何网络基础设施和集中化管理的情况下互相通信。移动Ad hoc网络是一个有实际应用价值的研究领域。但是,由于其自身的开放媒质、动态拓扑、分布式协作和受限能力等特点,网络本身极其容易受到攻击。所以保障移动Ad hoc网络安全显得尤为重要,而其中的中心问题是密钥的管理方式与用户身份的认证。本文首先讨论了移动Ad hoc网络的基本概念、特点、安全需求及安全威胁,在分析了当前移动Ad hoc网络安全方面的研究现状之后,针对Ad hoc网络的特点,设计了基于门限体制的移动自组网密钥管理和认证服务框架,对移动Ad hoc网络的密钥管理和安全认证做了具体的研究。本论文所做的主要工作如下:1、设计了一种有效的分布式密钥管理与认证系统设计方案,描述了该方案的组成和各部分功能,包括主密钥分发,主密钥份额刷新以及证书的签发、合成及废除技术。本方案在一定程度上解决了移动Ad hoc网络中密钥管理和认证所存在的问题。2、设计并实现了移动Ad hoc网络分布式密钥管理和认证服务系统,详细介绍了系统的功能组成模块和设计流程。系统的成功运行验证了分布式密钥管理与认证技术方案的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 移动自组网安全的研究现状
• 1.2.1 密钥管理与认证机制的研究现状
• 1.2.2 国内已有的研究基础
• 1.3 本文的章节安排
• 第二章 密钥管理与认证机制的需求分析
• 2.1 移动自组网介绍
• 2.2 移动自组网的脆弱性
• 2.3 移动自组网的安全威胁及需求
• 2.3.1 移动自组网安全性面临的威胁
• 2.3.2 移动自组网的安全需求
• 2.4 密钥管理与认证机制的挑战
• 2.4.1 移动自组网中密钥管理与认证的特殊性
• 2.4.2 移动自组网中的密钥管理
• 2.4.3 移动自组网中的认证机制
• 2.5 本章小结
• 第三章 理论基础与关键技术研究
• 3.1 理论基础
• 3.1.1 RSA数字签名体制
• 3.1.2 LaGrange内插多项式门限秘密共享体制
• 3.1.3 门限RSA数字签名体制
• 3.2 关键技术研究
• 3.2.1 理论模型
• 3.2.2 私钥分量产生过程
• 3.2.3 私钥分量刷新
• 3.2.4 分布式认证方法
• 3.3 本章小结
• 第四章 密钥管理与认证服务体系结构
• 4.1 体系结构
• 4.2 系统模型
• 4.3 系统初始化
• 4.4 分布式密钥管理
• 4.4.1 私钥分量更新
• 4.4.2 虚拟CA的动态扩展
• 4.5 分布式认证服务
• 4.5.1 证书的发放
• 4.5.2 证书的撤销
• 4.6 安全性分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 原型系统的设计与实现
• 5.1 设计思想
• 5.1.1 总体框架
• 5.1.2 系统的功能模块
• 5.1.3 算法流程
• 5.2 系统设计与实现
• 5.2.1 密钥对生成模块设计
• 5.2.2 子密钥分发模块设计
• 5.2.3 客户端模块设计
• 5.2.4 服务器端总体设计
• 5.2.5 证书申请消息处理模块设计
• 5.2.6 签名组合模块设计
• 5.3 证书签发系统使用流程
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻读硕士期间的研究成果
• 作者攻读硕士期间参加的科研项目