移动自组网中无证书可认证群组密钥管理方案研究

发布时间：2017-10-12 15:22

  本文关键词：移动自组网中无证书可认证群组密钥管理方案研究

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【摘要】：移动Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治系统,也称为移动自组网络。网络中的每个节点都承担着终端节点和路由节点两种角色,节点间主要通过广播方式进行通信。由于节点在电量、存储空间、计算和通信能力方面的限制,保证节点间在进行群组通信时的会话安全是一个巨大的挑战。一种朴素的解决办法就是在所有节点间通过协商共享一个共同的会话密钥。基于此许多学者纷纷提出适用于Ad Hoc网络的群组密钥协商协议。群组密钥协商意味着所有节点都要参与生成和计算群组会话密钥,而在参与会话前认证节点的身份就是一个必不可少的过程。传统的可认证群组密钥协商方案有基于证书认证和身份认证两种方式,这两种方式都有不足之处。有公钥基础设施支持的证书认证方案中证书的生成、分发和管理对于能量和存储受限的移动Ad Hoc网络来说是一个大麻烦;而基于身份的群组密钥协商方案,虽然通过身份作为公钥摆脱了证书管理的问题,但固有的密钥托管问题也使它的安全性能受到了削弱。本文提出了一种适用于移动Ad Hoc网络的无证书可认证群组密钥协商方案,该方案中将网络中所有节点组织到二叉树的叶子节点上,并通过将一个无证书可认证的两方密钥协商方案扩展到多方实现群组会话密钥生成。该方案通过使用数字签名提供了隐式身份认证和消息认证,在整个协商过程中没有使用计算量较大的双线性对运算,通过比较现有的几个无证书群组密钥协商方案,得出本方案是计算高效、安全并且适合于移动Ad Hoc网络。
【关键词】：移动Ad Hoc网络 群组密钥协商 无证书 可认证 无双线性对
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN918.4;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究背景及意义9-14
• 1.1.1 移动Ad Hoc网络概述9-11
• 1.1.2 移动Ad Hoc网络的安全目标11-12
• 1.1.3 移动Ad Hoc网络中的密钥管理12-14
• 1.2 研究现状14-18
• 1.2.1 群组密钥管理概述14-15
• 1.2.2 可认证群组密钥管理介绍15-17
• 1.2.3 无证书群组密钥管理研究17-18
• 1.3 研究内容18
• 1.4 论文组织结构18-20
• 第2章 相关理论及关键技术20-29
• 2.1 密码学中数学基础知识20-21
• 2.1.1 群、域、有限域20-21
• 2.1.2 计算复杂性理论21
• 2.2 密码学基础知识21-28
• 2.2.1 密码体制分类21-23
• 2.2.2 哈希函数23-24
• 2.2.3 数字签名24-25
• 2.2.4 椭圆曲线密码体制25-27
• 2.2.5 双线性映射27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第3章 无证书可认证群组密钥协商方案29-40
• 3.1 方案预备知识29-32
• 3.1.1 符号说明29-30
• 3.1.2 逻辑密钥树结构30-32
• 3.2 方案实施过程32-38
• 3.2.1 系统初始化32-34
• 3.2.2 节点加入协议34-36
• 3.2.3 节点离开协议36-38
• 3.2.4 群组密钥更新协议38
• 3.3 本章小结38-40
• 第4章 可行性分析40-46
• 4.1 正确性分析40-41
• 4.2 方案安全性分析41-44
• 4.2.1 安全目标41-42
• 4.2.2 敌手模型42
• 4.2.3 安全性证明42-44
• 4.3 方案性能对比分析44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 结论46-48
• 参考文献48-52
• 攻读学位期间研究成果与发表论文清单52-53
• 致谢53

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本文编号：1019453