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Ad Hoc网络组密钥管理研究

作　者: 王晨晨
导　师: 周大水
学　校: 山东大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: Ad Hoc网络 门限密码 可验证密钥共享 组密钥
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


Ad Hoc网络是由一组无线移动节点组成的集合,这些移动节点可以在没有任何网络基础设施的条件下自组成网,进行通信。节点可以在网络中自由移动,可以动态地加入或者退出网络；网络中所有节点的地位平等,每个节点兼有主机和路由器的功能,整个网络具有自组织、开放性、动态拓扑等特点,适合于一些没有固定网路设施的场合,如战场指挥和紧急救援等。Ad Hoc网络的特点也使得Ad Hoc网络面临的安全问题比传统网络更加严重。Ad Hoc网络分布式布局使得传统的网络安全机制无法直接应用,当前Ad Hoc网络安全机制的研究主要集中在密钥管理、安全路由和入侵检测几个方面。其中,密钥管理作为整个安全机制的基础,对它的研究具有十分重要的意义。本文主要研究了Ad Hoc网络的组密钥管理,首先从Ad Hoc网络本身入手,介绍了网络的产生、结构、特点和应用场合,并在此基础上具体分析了Ad Hoc网路所具有的安全弱点,可能遭受的安全攻击,追求的安全目标,阐述了Ad Hoc网络安全策略的几个方面。分析了Ad Hoc网络组通信过程中所面临的密钥管理问题,并且研究了两种典型的组密钥管理方案,指出了其优缺点。在此基础上,以RSA密码体制、门限密码学、可验证秘密共享等机制为工具,结合分布式系统,提出了一种基于RSA密码体制的可验证分布式组密钥管理方案,将系统密钥分布到组成员中,增大了攻击难度,提高了系统的安全性,解决了通常秘密共享过程中存在的成员欺诈问题,提高了秘密重组的效率,组密钥的更新方案可以使组通信获得向前保密和向后保密的安全性,提高了组通信的可靠性。与已有的组密钥管理方案相比,本文中的方案可以更好地适应Ad Hoc网络拓扑的动态变化、节点的能力受限、分布式管理等特点,满足了Ad Hoc网络组通信密钥管理的各种需求,能够有效地降低组密钥管理过程中网络的负担、节点的计算代价,提高网络的性能和可靠性。

全文目录


摘要  8-9
Abstract  9-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 Ad Hoc网络的概念  11-12
  1.2 Ad Hoc网络的结构  12-14
  1.3 Ad Hoc网络的特点  14-16
  1.4 Ad Hoc网络的应用  16-17
  1.5 论文的内容和结构  17-19
第二章 Ad Hoc网络的安全问题  19-32
  2.1 Ad Hoc网络的安全威胁  19-23
    2.1.1 Ad Hoc网络的安全弱点  19-20
    2.1.2 对Ad Hoc网络的攻击  20-23
  2.2 Ad Hoc网络的安全目标  23-25
  2.3 Ad Hoc网络的安全策略  25-32
    2.3.1 密钥管理  25-27
    2.3.2 入侵检测  27-29
    2.3.3 安全路由  29-32
第三章 密码学基础  32-43
  3.1 哈希函数  32-33
  3.2 公钥密码学  33-35
  3.3 门限密码学  35-39
    3.3.1 Lagrange插值  36-37
    3.3.2 Shamir秘密共享  37-39
  3.4 可验证秘密共享方案  39-43
    3.4.1 Feldman可验证秘密共享  39-40
    3.4.2 离散对数知识证明  40-43
第四章 组通信密钥管理  43-51
  4.1 Ad Hoc组通信  43-45
    4.1.1 Ad Hoc组通信概述  43-44
    4.1.2 Ad Hoc组通信的安全  44-45
  4.2 组密钥管理  45-48
    4.2.1 组密钥管理的要求  45-46
    4.2.2 组密钥管理面临的问题  46-47
    4.2.3 组密钥管理的分类  47-48
  4.3 组密钥管理协议  48-51
    4.3.1 逻辑密钥树LKH  48-49
    4.3.2 GDH v.2协议  49-51
第五章 基于RSA的可验证分布式组密钥管理  51-60
  5.1 系统模型  51-52
    5.1.1 网络模型  51
    5.1.2 参数和记法  51-52
  5.2 系统初始化  52-54
  5.3 组密钥生成  54-55
  5.4 新加入节点系统密钥分片的生成  55-56
  5.5 组密钥的更新  56-58
  5.6 安全性分析  58-60
第六章 总结和展望  60-62
参考资料  62-67
致谢  67-68
学位论文评阅及答辩情祝表  68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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