基于树结构和门限方案的组密钥协商协议

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1、_______________________________________________________________________________www.paper.edu.cn基于树结构和门限方案的组密钥协商协议王志伟1，谷大武2（1．华东理工大学计算机科学与工程系，上海200237；2．上海交通大学计算机科学与工程系上海200030）摘要：动态对等通信（dynamicpeercommunication）是目前最复杂的一种群组通信方式。本文简要分析了近几年提出的适合这种通信方式的五种组密钥协商协议，即CKD(Centralize

2、dKeyDistribution)协议、BD(Burmester-Desmedt)协议[1]、STR（Steeretal.）协议[2]、GDH(GroupDiffie-Hellman)协议[3]和TGDH(Tree-BasedGroupDiffie-Hellman)协议[4]，进而提出了一种基于树结构和门限方案[5]的组密钥协商协议TTS(TreeandThresholdScheme)。与现有的协议比较，TTS协议在计算量方面具有较大优势，很适用于现有的网络环境。关键词：群组通信；密钥协商；树；门限方案随着基于群组通信的新业务的大量涌现，如网

3、络游戏，视频会议等，其安全性要求也在日益提高。为了防止组通信被非授权用户访问，所有组内成员必须共享一个组密钥，所有的组通信都是通过这个组密钥加密。为了确保组通信的安全，组通信的基本要求是：（1）前向安全性，即一个新加入的成员不能访问以前的通信；（2）后向安全性，即一个离开的成员不能访问目前的通信。也就是说当群组成员变动时，组通信密钥必须改变。目前组通信的方式大致分为三类：（1）一对多：一个发送者和多个接收者，例如有线电视，有线广播等。（2）少对多：少数发送者和多个接收者，例如电视辩论，GPS等。（3）多对多：所有成员都是对等体，可以动态地成为

4、发送者或接受者。这种方式又被称为动态对等通信（dynamicpeercommunication），例如视频会议，网络游戏等。AGroupKeyAgreementProtocolBasedonTree-BasedGroupDiffie-HellmanWangzhi-wei1,Guda-wu2(1.DepartmentofComputerScienceandEngineering,EastChinaUniversityofScience&Technology,Shanghai200237;2..DepartmentofComputerScienc

5、eandEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030)Email:wangzhiw@263.sina.comhttp://www.ecust.edu.cnAbstract：Dynamicpeercommunicationisthemostcomplicatedofallthegroupcommunicationmode.Thepaperconciselyanalysedfivetypicalgroupkeyagreementprotocolsputforwardinrecentye

6、ars,theyare:CentralizedKeyDistribution(CKD),Burmester-Desmedt(BD),Steeretal.(STR),GroupDiffie-Hellman(GDH)andTree-BasedGroupDiffie-Hellman(TGDH).Anewgroupkeyagreementprotocol(TTS)isproposed,andcomparedwithotherprotocols.Thisprotocolhastheadvantageincomputation,andfittocommo

7、nnetworkcondition..Keywords：groupcommunication;groupkeyagreement;keytree;thresholdscheme_______________________________________________________________________________中国科技论文在线www.paper.edu.cn1．动态对等通信的组密钥协商协议动态对等通信无疑是最复杂的一种群组通信方式，目前适合这种方式的组密钥协商协议不多。其中，比较有代表意义的有五个：（1）CKD，动态选取

8、组成员充当中心密钥管理器，然后利用Diffie-Hellman协议建立中心密钥管理器和各成员之间的两两通信密钥，再利用这个通信密钥分发组密钥。（2）GDH，将两方的