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基于ECC的MANET组密钥管理方案研究

作　者: 王江
导　师: 刘春刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: MANET 组密钥管理椭圆曲线密码体制组播通信
分类号: TN918.82
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要

近年来,MANET组播技术迅猛发展,随之而来的安全问题受到了越来越广泛的关注。由于MANET自身的特点,使其比传统网络更容易遭受各种安全威胁。而在解决各种安全问题时组密钥管理是关键,但传统网络中常用的组密钥管理方案在MANET网络中无法直接应用,因此,能否设计出适用于MANET的安全高效的组密钥管理方案,是影响MANET组播技术发展与应用的关键。本文对MANET网络和组播通信做了系统的研究,分析了在MANET组播中存在的安全问题以及要达到的安全目标。重点研究了目前密钥管理领域广泛应用的椭圆曲线密码体制,详细分析了椭圆曲线离散对数问题,并对已有的三类MANET组密钥管理方案进行了分析,通过三种典型方案指出其优缺点以及是否适用于MANET网络。本文把分布式与层次式组密钥管理方案相结合,提出了一种新的基于椭圆曲线密码体制的层次式组密钥管理方案,该方案保留了传统层次式方案扩展性好的优点,同时有效地抑制了单点失效问题。文章详细介绍了该方案中组密钥生成与更新协议,并对协议的正确性和安全性做了证明。在方案的性能分析部分,首先在通信开销、计算开销、存储开销方面与已有方案做了对比,最后采用OPNET仿真软件对组密钥更新算法进行仿真,给出了更新延迟与更新成功率,有效地验证了本文提出的方案具有安全高效的特点,更适用于MANET网络。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景及研究意义  8-9
  1.2 国内外发展现状  9-13
  1.3 本文主要研究内容与结构安排  13-14
第2章 MANET 组密钥管理概述  14-30
  2.1 MANET网络概述  14-21
    2.1.1 MANET网络的定义及特点  14-16
    2.1.2 MANET网络的应用  16
    2.1.3 MANET的组网结构  16-18
    2.1.4 MANET网络的安全目标  18-19
    2.1.5 MANET组播通信  19-21
  2.2 椭圆曲线密码体制  21-25
    2.2.1 椭圆曲线的概念和分类  22-23
    2.2.2 椭圆曲线上的运算  23
    2.2.3 椭圆曲线离散对数问题  23-24
    2.2.4 ECC的执行过程  24-25
  2.3 组密钥管理方案概述  25-28
    2.3.1 组密钥管理的基本概念  25-27
    2.3.2 MANET中已有组密钥管理方案  27-28
  2.4 本章小结  28-30
第3章基于ECC的层次式组密钥管理方案  30-41
  3.1 主要符号说明  30-31
  3.2 网络模型结构描述  31-32
  3.3 组密钥协商协议  32-34
    3.3.1 簇密钥的产生  32-33
    3.3.2 组密钥的产生  33-34
  3.4 组密钥更新协议  34-35
    3.4.1 成员加入事件的组密钥更新协议  34
    3.4.2 成员离开事件的组密钥更新协议  34-35
  3.5 方案的正确性分析  35-37
    3.5.1 簇密钥部分的正确性分析  35-36
    3.5.2 组密钥部分的正确性分析  36-37
  3.6 方案的安全性分析  37-38
  3.7 性能比较与分析  38-39
  3.8 本章小结  39-41
第4章算法仿真与性能分析  41-51
  4.1 OPNET简介  41-44
    4.1.1 OPNET Modeler模块组成及功能  41-42
    4.1.2 OPNET Modeler建模过程  42-44
  4.2 计算机仿真与性能分析  44-50
    4.2.1 仿真设计与实现  44-46
    4.2.2 仿真结果及分析  46-50
  4.3 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-57
致谢  57

基于ECC的MANET组密钥管理方案研究

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