基于身份加密的组播密钥分发协议的设计与实现.pdf

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1、分类号密级公开编号碛士所究嗲像伦夂题目基干身份加密的组播密钥分发协议的设计与实现学院（所、中心）软件学院专业名称系统分析与集成研究生姓名吴云云学号导师姓名职称教授年月扉页论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。’现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文（含电子版），也可以采用影印、缩印或其他复制

2、手段保存论文；学校有权公布论文的全部或部分内容，可以将论文用于查阅或借阅服务；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）研宄生签名：导师签名：力似日期：云南大学碩士学位论文摘要组播通信是缓解网络拥塞的有效途径，组播通信安全是部署组播通信的重要前提，保证组播传输数据的机密性与完整性是组播通信安全内容之一。那么随着组播通信应用日益广泛，如何保证组播传输数据的机密性与完整性成为研究热点。加密组播传输

3、数据是解决数据机密性与完整性的有效方式。组密钥为加密组通信内容的密钥，在组成员变化后，及时更新与分发新的组密钥才能避免非法用户获取通信内容。本文针对组密钥分发问题进行研究，设计与实现设基于身份加密的有状态组播密钥分发协议与基于身份加密的无状态组播密钥分发协议。本文通过介绍组播密钥分发协议的相关背景与研宄现状，提出组播密钥分发协议的不足与需改进之处；介绍基于身份加密算法与子集覆盖框架，说明本协议所使用的加密算法以及分发临时会议密钥的基础；从理论层面描述有状态协议的初始化、成员加入、成员退出三方面以及无状态协议的初始

4、化、成员逐出机制两方面在服务器端与客户端的处理过程，同时分析两个协议的性能与安全性；另外对比分析有状态协议与协议、无状态协议与协议在临时会议密钥分发过程中的优劣势；最后通过仿真实验验证两个协议的可行性，从实现层面分析两个协议的性能。该两个协议均基于二叉树实现，在组成员关系变化后，将更新组密钥时的通信开销至对数级别。同时，该两个协议的加密算法采用基于身份加密算法，以身份信息为公钥，组成员通过身份信息能够自发建立临时秘密会议，实现组内成员之间的秘密通信。此外根据组内成员的身份信息，组外成员也能够发起与组内成员的秘密通

5、信。关键字：组播密钥分发身份加密会话密钥分发云南大学研士学位论文，，，，，云南大学硕士学位论文，云南大学硕士学位论文目录目图录第一章绪论研宄背景研宄现状本文工作及意义论文章节安排第二章相关研宄成果介绍基于身份加密的介绍概述数学基础算法介绍子集覆盖框架第三章丨协议设计相关基本概念密钥树身份密文块协议描述初始化成员加入成员退出协议性能分析云南大学硕士学位论文通信开销存储开销计算开销安全性分析协议在临时会议密钥分发的应用使用协议分发临时秘密会议密钥使用协议分发临时秘密会议密钥通信开销对比第四章协议设计相关基本概念密钥树

6、身份密文块协议描述初始化成员逐出机制协议性能分析通信开销存储开销计算开销安全性分析协议在临时会议密钥分发的应用使用协议分发临时会议密钥使用协议分发临时会议密钥通信开销对比第五章协议实现协议实现云南大学硕士学位论文协议实现结构（服务器端）协议主要参数介绍协议主要算法介绍协议仿真结果分析协议实现协议实现结构（服务器端）协议主要参数介绍协议主要算法介绍协议仿真结果分析第六章总结与展望总结展望参考文献云甫大学硕士学位论文图目录图组播传输机制图动态会议密钥分发图介绍图协议密钥树示例图图协议身份示例图协议密文示例图协议密钥树

7、初始化图协议成员加入图协议成员退出图协议成员密钥树图协议成员密钥树图协议密朗树示例图协议身份示例图协议密文示例图协议密钥树初始化图协议成员逐出机制（图协议成员逐出机制（图协议成员逐出机制（图协议成员逐出机制（图协议实现结构图图协议成员加入与退出计算开销（服务器端）图协议成员加入与退出计算开销（客户端）图协议成员加入与退出通信开销图协议存储开销（服务器端）云南大学硕士学位论文图协议存储开销（客户端）图协议实现结构图图旧协议成员逐出机制计算开销（服务器端）图旧协议计算开销（客户端）图协议组密钥更新通信开销图协议组服务

8、器端存储开销图协议组客户端存储开销云南大学硕士学位论文第一章绪论研究背景组播是一种传输单个数据包至多用户的数据包传输机制。发送者发送一个数据包，由具有组播功能的路由器根据网络拓扑结构判断接收者所处的网络位置，复制该数据包发送至多名接收者，而不是由发送者发送多个数据包的副本至接收者（如图所示）。这样的传输机制能够大量减少在网络上传输的冗余数据包，从而提高传输效率，同时改善网