因特网与人类社会的关系日益密切,各种应用需求带动网络传输技术不断向前发展。组播作为一种独特的网络传输技术,在虚拟会议、网络辅助协同工作、多媒体实时点播、网络游戏等方面有着广阔的应用前景。组播应用对组播的安全性能提出了新的要求。
但是,目前的组播协议缺乏安全机制,从而限制了组播在各种网络业务中的应用。本文分析总结了组播密钥管理需要解决的主要安全问题,介绍了组播密钥管理方案的分类情况,列举了几种典型方案,并对不同类型的方案进行了比较和分析。HPNSM是一种基于多中心的安全组播框架,综合了集中式、分布式以及分层分组式等几种密钥管理方案的优点,适用于大型动态安全组播通信应用。
该方案逻辑上分为两层结构,顶层为管理者层,采用DH协议协商产生密钥,避免了单点失效问题;底层为用户层,通过用户分组方法,分散了用户集中加入、离开操作。本文重点介绍了HPNSM方案的体系结构、Leader选举协议、密钥更新算法和目前存在的主要问题。在分析HPNSM方案的基础上,提出了改进的密钥管理方案EHPNSM,设计了相应动态分组的算法及批量密钥更新算法,并通过实验结果分析了算法的性能。
研究结果表明在选取恰当的分组规模的条件下,采用EHPNSM方案管理密钥与集中式LKH方案相比,平均加密次数明显减少。
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