基于正交码的群组密钥管理技术研究.pdf

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1、基于正交码的群组密钥管理技术研究李晨扬2015年6月中图分类号：TP309.7UDC分类号：004.72基于正交码的群组密钥管理技术研究作者姓名李晨扬学院名称计算机学院指导教师郑军副教授答辩委员会主席崔林教授申请学位工程硕士学科专业计算机技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ResearchonGroup-keyManagementTechnologyBasedonOrthogonalCodeCandidateName:ChenyangLiSchoolorDepartment:ComputerScience&

2、TechnologyFacultyMentor:Prof.JunZhengChair,ThesisCommittee:Prof.LinCuiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ComputerTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不

3、包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘摘摘要要要本文针对群组通信技术中起着重要作用的群组密钥管理问题进行了研究。在对多种已有的群组密钥管理协议的研究基础上，提出了基于正交码的群组密钥管理方案。对于三种不同的群组通信类型，该方案也分为三类。其中集中式的基于正交码的群组密钥管理方案的特点是在保证前向、后向安全性以及抗共谋攻击的

4、同时，对密钥更新仅使用了有限域上的算术运算，大大减少了成员变化时的计算量，解决了密钥更新时密钥分配中心和成员普遍存在的计算量较大的问题；分散式的方案在集中式方案的基础上，进一步减小了集中式方案中密钥占用的存储空间以及分配密钥时的通信量，同时也具备前向、后向安全性以及可以局部更新密钥的特性；分布式方案不依赖初始建立者，同时密钥协商的轮数固定，这些都是相对于其他方案更有优势的地方，此外，该方案还具有创建群组的计算量消耗较少的特点，解决了大部分方案需要进行大量计算才能完成群组创建的问题。本文的创新点在于将同步码分多址技术中使用的正

5、交码应用到群组通信的消息传送过程中，使消息的发送者可以在同一时间向不同的接收者发送任意消息，在某些情况下能够大大简化消息的传送过程。同时，提出了三种基于正交码的群组密钥管理方案，每种方案都在通信量、计算量、安全性等方面取得了良好的表现。关关关键键键词词词：：：群群群组组组通通通信信信，，，密密密钥钥钥管管管理理理，，，正正正交交交码码码I北京理工大学硕士学位论文AbstractThispaperstudiedtheissuesaboutgroupkeymanagement.Basedontheresearchesofgrou

6、pkeymanagementprotocolsincetheconceptofgroupcommunicationhasbeenputforward,inspiredbyorthogonalcodeusedinSynchronousCodeDivisionMultipleAccess(SCDMA),thispaperfirstdesignedacentralizedgroupkeymanagementschemebasedonorthogonalcode,whichhasadvantageslikesimplekeyupdat

7、eprocessanditcansimultane-ouslysenddifferentmessages,anddisadvantageslikehighdemandforstoragecapacityandcommunicationtraffic.Thenitproposedadecentralizedschemeandaminorextendeddis-tributedschemewhichimprovedbycentralizedscheme.Theformertwoschemesassumedthateachgroup

8、membercanco-managegroupkeydistribution,whichtosomeextentoffsetthedeficiencyofacentralizedscheme.Thepapersummarizedandanalyzedtheirperfor-mancesaft