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关于多播安全的算法研究

作　者: 李佳
导　师: 王新房
学　校: 西安理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 多播多播安全多播认证组密钥管理 VOD系统
分类号: TN915.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着互联网的发展和宽带网络的普及,多播通信由于其高效、快捷的数据传输技术而得到越来越广泛的应用。多播技术普及的同时,多播应用也对多播的安全性能提出了要求。针对多播技术自身的特点,构造高效的、安全可靠的多播通信环境已成为当前许多多播通信应用的迫切需求。如何利用现有的安全标准来实现安全的多播通信技术,成为当前安全多播通信的研究热点。目前针对多播安全问题的研究中,主要包括多播认证和多播组密钥管理两个方面。其中多播组密钥管理是研究的焦点问题。在多播组中,所有的成员都共享一个组密钥。在多播通信过程中,所有的数据都使用这个组密钥来加密。在收到多播消息后,组成员使用这个共享的组密钥来解密,而非多播的成员则不能解密。为了达到较高的安全性,对于刚加入多播组的成员,不能访问加入之前的数据；组成员离开后,不能继续访问以后的数据,这意味着组密钥在组成员变化时必须更新。多播密钥管理的主要问题是在组成员变化时如何安全有效地对密钥进行分配。本文首先对目前的各种多播认证方案和组密钥管理方案进行介绍,分析对比了各种方案的优缺点。接着给出了一种基于Huffman层次结构的组密钥管理方案,该方案以逻辑密钥分层(LKH)为基础,通过采用Huffman层次结构有效地减小了群组密钥的更新代价；采用单向散列函数来生成密钥,进一步减少了组控制器的密钥存储量。最后,我们还借助了一个VOD视频点播系统,通过用户一次成功请求视频资源的流程,说明多播安全在实际应用中是如何发挥作用的。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-12
  1.1 多播的简介  7-9
  1.2 多播技术研究现状  9-11
  1.3 课题的研究意义  11
  1.4 本文主要研究内容  11-12
2 多播安全  12-19
  2.1 多播安全的基本理论  12
  2.2 决定多播安全机制的因素  12-13
  2.3 多播认证的基础知识  13-16
    2.3.1 认证理论和技术——杂凑函数、数字签名  13-15
    2.3.2 多播认证方案的评价标准  15-16
  2.4 多播组密钥管理的基础知识  16-18
    2.4.1 多播组密钥管理问题  16-17
    2.4.2 多播组密钥管理机制的规则和参数要求  17-18
  2.5 本章小结  18-19
3 多播认证方案  19-27
  3.1 基于数字签名的多播认证方案  19-22
    3.1.1 基于认证树的方案  19-20
    3.1.2 扩充链  20-21
    3.1.3 SAIDA  21-22
  3.2 基于消息认证码的多播认证方案  22-25
    3.2.1 消息认证方案  22-23
    3.2.2 源认证方案  23
    3.2.3 TESLA方案  23-25
    3.2.4 MAC方案与TESLA方案的比较  25
  3.3 数字签名和消息认证码的性能比较  25-26
  3.4 本章小结  26-27
4 多播组密钥管理  27-56
  4.1 集中式的组密钥管理协议  27-35
    4.1.1 简单密钥分配中心  27-28
    4.1.2 群组密钥管理协议  28
    4.1.3 逻辑密钥层次结构方案  28-29
    4.1.4 单向函数树  29-31
    4.1.5 单向函数链树  31-32
    4.1.6 分簇的层次化a叉树  32
    4.1.7 有效的大型群组密钥方案  32-33
    4.1.8 集中式方案小结  33-35
  4.2 分散式的组密钥管理协议  35-40
    4.2.1 可扩展的多播密钥分配  35
    4.2.2 Iolus  35-36
    4.2.3 双加密协议  36
    4.2.4 MARKS  36-37
    4.2.5 密码序列方案  37-38
    4.2.6 Kronos  38
    4.2.7 域间群组密钥管理  38-39
    4.2.8 Hydra  39
    4.2.9 分散式方案小结  39-40
  4.3 分布式的组密钥管理协议  40-44
    4.3.1 Burmester-Desmedt协议  41
    4.3.2 群组DH密钥交换  41
    4.3.3 Octopus协议  41-42
    4.3.4 分布式的逻辑密钥层次方案  42-43
    4.3.5 分布式的单向函数树  43
    4.3.6 DH逻辑密钥层次  43
    4.3.7 分布式方案小结  43-44
  4.4 一种基于Huffman结构的组密钥管理优化算法  44-51
    4.4.1 密钥Huffman层次结构的初始化  45-48
    4.4.2 组成员加入密钥更新协议  48-49
    4.4.3 组成员离开密钥更新协议  49
    4.4.4 性能分析  49-51
  4.5 多播安全在VOD视频点播系统中的应用  51-55
    4.5.1 VOD视频点播系统架构  51-54
    4.5.2 安全多播的应用  54-55
  4.6 本章小结  55-56
5 结束语  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士期间完成的论文  61

关于多播安全的算法研究

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