组密钥管理机制在光盘播放系统中的应用研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要随着数字视频技术的发展，高清光盘播放系统正在快速地步入人们的生活。由于高清视频光盘成本比较高，对其进行安全保护的问题也日益突出。安全保护涉及多个方面，其中密钥管理可谓加密后的一道有效防线。密钥管理的基本思想是使非法的设备不能播放正版光碟，而合法设备能对光盘内容顺利解密。光盘播放系统的密钥管理问题属于无状态组密钥分配问题，最早被Naor等人进行了系统的分析。现行光盘中应用的是差分子集(SubsetDifference)方案，SD方案的主要缺点是密钥存储量太大。双链二叉树(KeyChainTree)是种密钥存储量较少的解决方案，

2、它和SD方案同属于基于单向哈希链的组密钥管理方案。文中详细地讨论了单向哈希链组密钥管理的结构特点，并指出该问题实质上是一个基于有向图的平衡问题，在降低某一方面的开销的同时要注意其他方面的效率。在该思想的指导下，选取KCT这种结构，减少双链的条数，缩短链的长度，对其进一步改进，结果把密钥存储量从原KCT的2logn降至logn+1。在使用层次策略调整1/k后，将计算复杂度从n降至n。该方案的主要优点在于在比起现行的SD方案，密钥存储量有了很大的降低；比起原模型KCT，在不提升消息量和计算开销的同时进一步降低了密钥存储量；比其典型的CS方案，实现了消息量只

3、与被撤销的设备数相关，而与总共设备数无关，因此该组密钥管理系统比较适用于在光盘播放系统上的应用。关键词：效率平衡，单向哈希函数链，双链二叉树，密钥存储量I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofdigitalvideotechnology,high-definitionopticaldiscplayerissteppingtopeople’slivesquickly.Becauseofitshighcost,toportocetitssecurityhavebecomeincreasinglyprominent.

4、Securityinvolvesvariousaspects,keymanagementcanbedescribedasaneffectivelineafterdirectencryption.ThebasicideaofKeyManagementistomakeillegaldevicecouldnotdecryptmediacontaintondisc,butlegitimatedevicecanobtainmediacontaintsuccessfully.KeyManagementindiscplayingsystembelongstostat

5、elessgroupkeydistributionproblem,itwasfirstlyanalyzedbyNaoretc.TheschemeapplicatedincurrentsystemisSubsetDifferencescheme,itsmaindrawbackconcernsitsmuchkeystorage.KeyChainTreeisanothersolutionwithlowkeystorage.Bothofthembelongstomanagementsystembasedononewayhashfucntionchainstru

6、cture.Thistextdisscussedgroupkeymanagement‘sfeaturesbasedononewayhashchain,pointedthisproblemisessentiallyabalanceproblembasedondirectedgraph,Othereffcicencysshouldbenotedwhenreducingthecostofoneaspectatthesametime.Undertheguidanceofthisthinking,thistextchooseKCTstructure,reduce

7、dchains’number,shotenedtheirlengths,atlastreducedkeystorageofKCTfrom2logntologn+1.Aftertheapplicationofleveladjustment,computationalcomplexitycouldbedecreasedfromnto1/kn.Themainadvantageofourschemeliesin:comparedwithcurrentSDscheme,keystoragedecreasedlargely;comparedwithitsorigi

8、nalmodelKCT,keystorageislowerwithnootherspendin