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一种高效的动态组播密钥管理方案


摘 要:为了高效地管理动态组播,近年来提出了一些动态组播管理方案。在分析基于两层结构的密钥管理以及安全哈希函数理论的基础上,提出了一种新的密钥管理方案GC-RH以及相应的密钥更新算法。实验结果表明其在密钥存储量、加密计算量、网络通信量等性能方面均优于其他同类方案,比较适用于大型动态组播环境。
  关键词:组密钥;组播;随机数;哈希函数;密钥管理
  中图分类号:TP393 文献标志码:A
  文章编号:1001-3695(2010)03-1061-03
  doi:10.3969/j.issn.1001-3695.2010.03.071
  
  Efficient key management scheme for dynamic multicast groups
  
  XU Jian-zhen, DONG Yong-xian, LIANG Ke-hui
  (College of Computer, Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing 210003, China)
  Abstract:In order to manage the dynamic multicast efficiently,this paper proposed some management schemes for dynamic multicast group.And analyzed those schemes which based on bi-layered key management and security hash functions, and then presented a new management scheme which was called GC-RH(group center-random GC-random and hash) and related key-updating algorithm. Simulation results show that this scheme has strong points in the key storage, encryption, network traffic aspects over other ones,which fits those large-scale dynamic multicast environment.
  Key words:group key; multicast; random number; hash function; key management
  
  组播是下一代Internet应用的重要支撑技术,而组播的安全性是成功进行组通信所必须解决的重要课题之一。为了保障组播通信的安全性,需要使用所有组成员共享的传输加密密钥[1](traffic encrypting key,TEK)来加密通信内容,密钥服务器和组成员采用密钥加密密钥[1](key encryption key,KEK)来加密TEK。当组播中有成员加入或退出时,密钥服务器[1](key server,KS)更新组密钥,并用密钥加密密钥加密后发送至合法组成员。在组播安全问题中组密钥的安全管理是研究的热点课题。目前,人们已提出多种密钥管理方案。组密钥管理的基本结构主要有基于两层结构和多层结构。其中典型的有IKAM[2]和Iolus[3]。由于多层结构资源开销较大且系统时延较长,其不适合成员关系频繁变化的大型动态群组。本文主要讨论基于两层结构的密钥管理方案,提出了一种基于高效的动态组播密钥管理方案,并给出其密钥更新算法。 ......
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