移动自组网络分布式组密钥更新算法

安全性是移动自组网络组通信的基本需求,安全、高效的组密钥更新算法是保证组通信安全的关键.在移动自组网络分布式组密钥管理框架(distributed group key management framework,简称DGKMF)的基础上,提出了一种组密钥更新算法——DGR(distributed group rekeying)算法.该算法能够利用局部密钥信息更新组密钥,适合拓扑结构变化频繁、连接短暂、带宽有限的移动自组网络.为了进一步降低算法的通信代价,通过在组密钥更新时动态生成组密钥更新簇,对DGR算法进行了改进,提出了CDGR(cluster distributed group rekeying)算法,并讨论了上述算法的安全性、正确性和完备性,分析了算法的通信代价.最后,利用ns2模拟器对算法的性能进行了分析.模拟结果显示,DGR和CDGR算法在组密钥更新成功率和延迟等方面均优于其他算法,并且由于采用簇结构,CDGR算法的更新延迟低于DGR算法.

组播安全中的组密钥更新问题

Security management of group key is becoming a key problem of multicast security. This paper summarizes five kinds of policy of rekeying group key and some of evaluating criteria of rekeying method, then discusses rekeying group key problem based on some current group key management method. Finally,a method to resist preventing rekeying message from transmitting is proposed.

基于逻辑密钥树的组密钥更新方案

在分析现有组密钥更新机制的基础上,提出一种基于逻辑密钥树的密钥更新方案,该方案使用单向函数、XOR运算和伪随机函数等降低存储复杂度和计算量。使用基于时间序列的组密钥增强了安全性,并引入2个变量将密钥的更新过程分为必要更新与辅助更新2个部分,减少逻辑密钥更新的次数。分析结果表明,该方案适用范围广,具有较好的鲁棒性和可扩展性。

路径洗牌算法：安全组播中一种高效的组密钥更新算法

安全组播通信使用组内所有成员共享的组密钥来加密通信内容。为了保障安全,密钥服务器需要在组成员关系改变时进行组密钥更新(rekey)。由于组内成员关系的动态性和加解密操作的高代价,组密钥更新性能成为衡量组密钥管理性能的主要指标。基于密钥树(key tree)的组密钥更新方法已经被广泛地使用,并达到了对数级的组密钥更新代价。密钥树的结构需要保证平衡,否则最坏情况下组密钥更新的通信代价会达到O(n)。该文提出了一种新的基于密钥树的路径洗牌算法PSA(Path Shuffling Algorithm),该算法能够将密钥树的平衡操作分散到一般的更新密钥操作中,减少了结构调整代价,从而提高了算法的性能。理论分析给出了该算法更新组密钥的平均通信代价,模拟实验也验证了这种算法更新组密钥的平均性能要优于其它同类算法。

无线传感器网络的组密钥更新算法

提出了一种适用于无线传感器网络的基于改进密钥链接树的组密钥更新算法。通过在基于密钥链接树的组密钥管理方案中引入问题密钥路径,并延迟这些问题密钥路径上的密钥更新操作,从而减少密钥链接树中辅助节点上的重复密钥更新。实验结果表明,与现有的组密钥管理方案相比,基于改进密钥链接树的组密钥更新算法在节点添加和删除操作时产生更少的密钥更新消息和消耗更少的能量。

自组网中一种基于填充设计的组密钥更新策略

保证密钥安全分发和高效更新是目前自组网安全领域的一个研究热点。该文采用拉丁方构造正交阵列,快速实现t填充设计,在此基础上,将t填充设计的无覆盖集的族性质应用于密钥预分发,提高了自组网抵抗节点合谋的能力,增强了节点的共享密钥连接度,使得密钥的管理更加高效。该文对策略的安全性和有效性进行了详细的理论分析和数据分析。

自组网中一种新的组密钥更新策略

组播是自组网应用中的一个重要组成部分,如何对组播通信中的密钥进行管理,使得密钥能够安全地分发和高效地更新是目前的一个研究热点。该文提出了一种新的组密钥更新策略。利用多个密钥池进行密钥预分发,建立对称密钥进行组密钥的更新,基于ID的密码系统,降低节点的计算量和通信量。该策略的安全模型符合主动外部攻击模型,满足强安全性。对新策略的安全和性能进行了详细的分析。

MANET中基于邻居节点权值的可验证组密钥更新算法

相对于传统有线网络集中化组密钥管理协议和算法,门限秘密共享技术能很好地适应移动自组网(MANET)的特点,提供高效可靠的安全保证。为了防止退出节点合谋重构组私钥威胁组通信安全,安全高效的组密钥更新算法是关键。在对合谋问题进行深入分析的基础上,本文提出了基于邻居节点权值的可验证的组密钥更新算法。该算法在保持组私钥不变的情况下主动更新组成员的私钥份额,有效地解决了节点合谋、更新通信量大、恶意节点参与更新等问题。

一种有效的Ad hoc网络组密钥更新方案

文章在讨论了一般动态Ad hoc网络密钥管理方案的基础上,针对密钥管理中较为难以有效实现的组密钥更新问题提出了一种有效的组密钥更新方案。

抗合谋攻击能力可调的有状态组密钥更新协议

逻辑密钥分层(LKH)协议已经被证明在抗完全合谋攻击时,它通信开销的下界是O(log n),但是在一些资源受限或者商业应用场景中,用户仍然要求通信开销低于O(log n)。虽然,有状态的完全排外子树(SECS)协议具有常量通信开销的特性,却只能抵抗单用户攻击。考虑用户愿意牺牲一定安全性来降低通信开销的情况,利用LKH协议的完全抗合谋攻击特性和SECS协议具有常量通信开销的优势,设计并实现了一种混合的组密钥更新协议(HSECS)。H-SECS协议根据应用场景的安全级别来配置子组数目,在通信开销和抗合谋攻击能力之间作一个最优的权衡。理论分析及仿真实验表明,与LKH协议和SECS协议相比,H-SECS协议的通信开销可以在O(1)和O(log n)区间进行调控。

一种M维几何球形组播密钥批量更新方案

在对组播密钥更新的典型方案分析的基础上,提出一种M维几何球形组播密钥更新方案,组密钥更新时利用了兄弟节点之间协作产生父节点密钥,从而有效降低组密钥更新的通信开销,同时不增加计算开销和存储开销,并能保证更新时的前向安全性和后向安全性.同时,采用批量更新方案,对大量用户的加入和移出进行优化,有效地降低密钥更新的通信开销,仿真结果证明,本文的方案具有较低的通信量,适用于大型动态组播应用场景.

自适应Huffman树组密钥更新方案

利用Huffman树来实现组密钥更新具有平均更新开销最小的优势.针对现有方案中Huffman树只能静态创建,而无法动态调整的问题,提出了一种根据用户进出组的频率而动态调整的自适应Huffman树算法;同时,提出了自适应调整过程中的节点位置交换密钥更新算法,并给出了用户加入或离开时的组密钥更新算法.分析表明,该方案能保证组密钥更新的安全性,当用户进出组时,树的形状随着用户的进出而动态变化,并能始终保持Huffman树用户平均密钥更新代价最小.

针对实时分布式应用的组密钥动态更新方案

针对有实时性需求的分布式组通信应用问题,提出基于哈希函数和BD协议的组密钥更新机制.建立以种子成员为主导的组密钥管理模型,密钥更新主要发生在局部范围,不会引起大范围的信息耦合现象.BD协议降低了组密钥链种子参数的生成时间,从而降低了密钥更新的时间.安全性,健壮性和效率分析表明:提出的组密钥更新机制在满足实时性要求的前提下,能保证信息的前向机密性和后向机密性.相对于Io-lus模型,不仅消除了GSC与GSI处单点失效引发的1toN问题,且不需在GSI处的转发环节,消除了GSI处的数据瓶颈问题.

适合于无线传感器网络的混合式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中经常出现节点加入或退出网络的情况,提出了一种安全有效的混合式组密钥管理方案。多播报文的加密和节点加入时的组密钥更新,采用了对称加密技术;而系统建立后,组密钥的分发和节点退出后的组密钥更新,采用了基于身份的公钥广播加密方法。方案可抗同谋、具有前向保密性、后向保密性等安全性质。与典型组密钥管理方案相比,方案在适当增加计算开销的情况下,有效降低了节点的存储开销和组密钥更新通信开销。由于节点的存储量、组密钥更新开销独立于群组大小,方案具有较好的扩展性,适合应用于无线传感器网络环境。

一种高效的组密钥分发协议

在一个大型动态多播群组中,提高组密钥更新效率是一个具有挑战性的难题.分析现存组密钥管理方案的基础上,提出了一种新的组密钥分发协议,该协议使用了异或运算和伪随机函数,使得逻辑密钥树上的密钥呈现出规律性,从而降低了存储量、通信量和计算代价,同时还引入了两个变量将密钥的更新过程分为必要更新与辅助更新两大部分.最后,对协议的安全性进行了分析,并从存储复杂度,通信复杂度和计算量三方面对协议的性能进行了评估.

异构无线传感器网络组密钥管理方案设计

为解决大规模异构无线传感器网络组密钥更新能耗大、效率低的问题,提出一种基于拓扑信息的异构无线传感器网络组密钥管理方案。利用节点拓扑信息构建αβ密钥管理树,在密钥管理树的生成与更新过程中对其进行结构优化,从而减少组密钥更新的能量消耗与更新时延。仿真实验表明,该方案是一种高效可扩展的组密钥管理方案,适合应用于异构无线传感器网络中。

Ad Hoc网络中基于簇的安全组播密钥协议

针对Ad Hoc网络中Joux协议不能抵抗主动攻击的问题,提出了一种基于簇的安全组播密钥协议.该协议采用基于身份的公钥密码体制,增加时间戳机制,同时不使用认证中心,对簇内成员进行身份认证.安全分析表明:该协议能够很好地抵抗Ad Hoc网络中的主动和被动攻击,安全地协商组密钥.性能分析表明:相对于使用认证中心的协议,减少了协议中包括通信轮数、通信次数、广播次数、消息总量等的通信开销,降低了协议中包括点乘、配对、指数运算的计算开销.

卫星组播多组共享密钥管理方案

现有的多组组密钥管理方案应用于大型动态卫星多组组播环境时,受卫星资源的限制,密钥管理效率成为瓶颈。设计了一种卫星多组组密钥管理方案SMGKM(Satellite Multiple Group Key Management),根据对组播源的访问能力对用户进行分组,并在子组中设置子组管理者,通过构造组播密钥管理图和子组密钥管理结构进行多组组密钥管理,具有良好的前向和后向安全性,与现有典型方案相比,SMGKM有效降低了卫星的通信和存储开销,更适合大型动态卫星多组组密钥管理。

基于逻辑密钥树的IEEE802.11i GTK更新方案

针对802.11i标准为了更新组密钥(GTK),需要与每一终端进行二次握手协议,从而加重AP负担,影响组播通信效率。提出一种基于改进逻辑密钥层次方案(Logical Key Hierarchy,LKH)的GTK更新方案,该方案使用组播方式更新组播密钥,且与802.11i标准兼容,同时将GTK更新信息量由O(n)降至Olog(n),可有效运用于无线局域网(WLAN)中。

一种有效的组密钥认证方法

文中针对组通信的特点,在深入研究已有组密钥管理认证算法优缺点的基础上,利用哈希函数、对称密码和捎带技术,给出了一种更为高效的组密钥认证方法,并从存储、计算和通信开销三方面与已有方法进行了详细比较。相比之下,采用该方法的优点是能够完全摆脱繁琐的基于公钥签名的认证计算,较适用于用户计算资源良莠不齐的大型动态组的密钥管理。