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基于椭圆曲线密码体制的Ad hoc网络安全组通信

作　者: 郭杰
导　师: 王全迪
学　校: 华南理工大学
专　业: 计算数学
关键词: Ad hoc网络安全组密钥管理算法 IBE密码体制 CPK密码体制 Weil双线性对
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 52次
引　用: 1次
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内容摘要

Ad hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络,网络中的节点都由移动主机组成,每个节点还要具有路由器的功能,负责把数据包转发到目的节点。Ad hoc网络组播是IP组播机制在Ad hoc网络上的实现,有效地降低了网络的通信带宽,节点的电池能量消耗,使得Ad hoc网络得到广泛的应用。Ad hoc网络组播的保密性和访问控制主要是利用安全组播组来实现的。即通过组密钥管理算法和协议使得安全组播组共享一个组密钥,发送方利用组密钥对组播数据进行加密,然后组播出去,接收方利用组密钥解密获得组播内容。因此关于组密钥的生成、分发和更新的组密钥管理方案成为Ad hoc网络安全的重要研究内容。ECC(Elliptic Curve Cryptosystem),即椭圆曲线密码体制,是基于椭圆曲线离散对数问题ECDLP(Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem)的,是目前比较安全的公钥密码体制。另外椭圆曲线密码体制使用的密钥非常短,主要的运算是点加运算,因此在计算和时间复杂度方面具有极大地优势。本文首先介绍了Ad hoc网络的组密钥管理算法研究现状,然后提出了两种基于椭圆曲线的组密钥管理算法,并通过实验分析比较了它们的性能。两种组密钥管理算法只根据用户的标志就能计算出它们的公钥,不需要CA(Certificate Authoriy)进行证书认证,提高了算法的安全性和计算性能。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 Ad hoc 网络  11-13
    1.1.1 Ad hoc网络特征  11-12
    1.1.2 Ad hoc网络拓扑结构  12-13
    1.1.3 Ad hoc网络研究重点  13
  1.2 Ad hoc网络组播  13-14
    1.2.1 Ad hoc网络组播路由  13-14
    1.2.2 Ad hoc网络组播应用  14
  1.3 Ad hoc网络组播安全  14-15
  1.4 本文主要内容与章节安排  15-17
第二章 Ad hoc网络组密钥管理算法研究现状  17-26
  2.1 组密钥管理算法  17-23
    2.1.1 LKH  17
    2.1.2 OFT  17-18
    2.1.3 DLKH  18-19
    2.1.4 DOPT  19
    2.1.5 DTGDH  19
    2.1.6 GECDH  19-20
    2.1.7 TGECDH  20-21
    2.1.8 CH-ECC  21-22
    2.1.9 性能比较  22-23
  2.2 Ad hoc网络认证问题  23-24
    2.2.1 SEKM  23-24
    2.2.2 URAS  24
  2.3 小结  24-26
第三章椭圆曲线密码体制  26-30
  3.1 椭圆曲线定义  26
  3.2 ECDLP  26-27
  3.3 双线性对映射基本理论  27-28
  3.4 ECC与RSA密钥长度比较  28-29
  3.5 小结  29-30
第四章基于IBE和OMCT的Ad hoc网络组密钥管理方案  30-39
  4.1 研究背景  30-33
    4.1.1 IBE密码体制  30-31
    4.1.2 IBE签名验证机制  31-32
    4.1.3 OMCT分簇算法  32-33
  4.2 方案内容  33-37
    4.2.1 网络模型和假设  33
    4.2.2 方案流程描述  33-37
  4.3 安全性分析  37-38
  4.4 小结  38-39
第五章基于 CPK 和 K-means 的 Ad hoc 网络组密钥方案  39-47
  5.1 研究背景  39-42
    5.1.1 CPK密码体制  39-40
    5.1.2 ECDSA签名验证机制  40-41
    5.1.3 K-means分簇算法  41-42
  5.2 方案内容  42-45
    5.2.1 网络模型  42-43
    5.2.2 方案流程描述  43-45
  5.3 安全性分析  45-46
  5.4 小结  46-47
第六章性能分析  47-64
  6.1 Ad hoc网络组密钥管理目标  47-48
  6.2 复杂性分析  48-49
    6.2.1 方案1  48-49
    6.2.2 方案2  49
  6.3 通信开销分析  49-56
  6.4 计算开销分析  56-62
  6.5 存储开销分析  62-63
  6.6 小结  63-64
结论与展望  64-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间取得的研究成果  70-71
致谢  71

基于椭圆曲线密码体制的Ad hoc网络安全组通信

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