物聯(lián)網(wǎng)信息安全之密鑰管理-資料下載頁(yè)
2025-02-21 12:14本頁(yè)面
【正文】 p。 ? 以四個(gè)通訊實(shí)體的例子說明，第一階段： （ 1） M1選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù) N1，把 aN1 mod p 發(fā)給 M2 ； （ 2） M2選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù) N2，把 aN1 mod p ， aN2 mod p， aN1N2 mod p發(fā)給 M3 ； （ 3） M3選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù) N3，把 aN1N2 mod p ， aN2N3 mod p， aN1N3 mod p， aN1N2N3 mod p發(fā)給 M4 ； （ 4） M4接收數(shù)據(jù)后，計(jì)算： aN1N2N3N4 mod p ? 以四個(gè)通訊實(shí)體的例子說明，第二階段： （ 1） M4把 aN2N3N4 mod p、 aN1N3N4 mod p、 aN1N2N4 mod p廣播發(fā)送給 M1 M2 M3； （ 2） M1 M2 M3接收數(shù)據(jù)后，計(jì)算： aN1N2N3N4 mod p CKD協(xié)議 ? CKD是一個(gè)集中式的組密鑰 分發(fā) 協(xié)議。組密鑰不是協(xié)商產(chǎn)生的，而是由群組中的一個(gè)成員 (稱為中心密鑰管理器 )生成的，然后它使用兩方的 DiffieHellman協(xié)議和群組中的每個(gè)成員建立一個(gè)安全通道，利用這個(gè)通道將組密鑰發(fā)送給各成員。 ? 中心密鑰管理器一般由存在時(shí)間最久的成員擔(dān)任。 ? 當(dāng)群組中成員發(fā)生變化時(shí)，中心密鑰管理器重新生成組密鑰，并通過長(zhǎng)期有效的安全通道發(fā)送給剩下的成員。 ? 當(dāng)中心密鑰管理器也離去時(shí)，剩下的存在時(shí)間最長(zhǎng)的成員將成為中心密鑰管理器，這時(shí)，這個(gè)成員將和剩下的成員一一重新建立安全通道。 CKD協(xié)議 ? 假設(shè)有 k個(gè)成員將加入有 n個(gè)成員的群組， M1是中心密鑰管理器， CKD協(xié)議具體步驟如下。 Step1： M1選擇隨機(jī)數(shù) r[1] ，向 k個(gè)新成員組播 gr[1] mod p； Step2：新成員各選擇隨機(jī)數(shù) r[n+j]，向 M1發(fā)送gr[n+j] mod p； Step3： M1選擇隨機(jī)的組秘密 K 并計(jì)算 Kg^r[1]r[i]（i?[2,n+k]）， 并發(fā)送給老成員和新成員； Step4：所有成員收到 M1 發(fā)來的消息后更新計(jì)算出組密鑰 K。 TGDH協(xié)議 ? TGDH是一個(gè)引入了密鑰樹結(jié)構(gòu)的分散式組密鑰協(xié)商協(xié)議。密鑰樹是二叉樹， level為樹高，表示有 h+1層，根結(jié)點(diǎn)位于 0層，物理節(jié)點(diǎn)都表示為 h層上的結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)表示為 l,v， l表示結(jié)點(diǎn)所在的層數(shù)， v表示該結(jié)點(diǎn)在該層中的邏輯序號(hào)。 TGDH協(xié)議 ? 每個(gè)結(jié)點(diǎn)與一個(gè)密鑰 Kl,v及 BKl,v關(guān)聯(lián)（其中 BK=f(K)=αK mod p）， BK可以傳輸，但 K永遠(yuǎn)不傳輸，只有自己保留。所有每個(gè)結(jié)點(diǎn)可知道該結(jié)點(diǎn)到根結(jié)點(diǎn)路徑上的所有密鑰 K及 BK。根結(jié)點(diǎn)的 K被所有合法節(jié)點(diǎn)分享。 ? Kl,v=BKl+1,2v+1Kl+1,2v=f(Kl+1,2vKl+1,2v+1)，即計(jì)算Kl,v需要一個(gè)兒子結(jié)點(diǎn)的 K和另一個(gè)兒子結(jié)點(diǎn)的 BK。 ? 上頁(yè)的圖中， M2可通過 BK3,0、 BK2, BK1,1和 K3,1計(jì)算 K2,0、 K1,0和 K0,0。 ? 上頁(yè)的圖中，整棵樹（所有 6個(gè)節(jié)點(diǎn)）的組密鑰是： TGDH協(xié)議 ? 節(jié)點(diǎn)加入 TGDH協(xié)議 ? 節(jié)點(diǎn)離開 TGDH協(xié)議 ? 密鑰樹的分離 TGDH協(xié)議 ? 密鑰樹的合并 TGDH協(xié)議 ? TGDH協(xié)議中每個(gè)成員都參與了組密鑰的計(jì)算。 ? 每個(gè)組成員貢獻(xiàn)它的 share給組密鑰，而這個(gè) share是秘密不公開的。 ? 新成員加入時(shí)，它的 share將作用于組密鑰中，而老成員的 share都維持不變。 ? 有成員離開時(shí)，它的 share將從新的組密鑰中去掉，而至少有一個(gè)留守結(jié)點(diǎn)將改變它的 share。 ? 協(xié)議的消息都必須附有發(fā)送者的簽名。 BD協(xié)議 ? BD 協(xié)議沒有發(fā)起者和密鑰管理中心等負(fù)有特殊任務(wù)的成員，它將計(jì)算量分配給各個(gè)成員，每個(gè)成員只需 3 次模指數(shù)運(yùn)算，但是通信量較大，需要兩輪通信，每輪有 n 次廣播。 ? 協(xié)議對(duì)任何的成員變動(dòng)所采取的動(dòng)作都是一樣的。 ? 假設(shè)群組有 n 個(gè)成員，具體步驟如下： 1：每個(gè)成員 Mi選擇某隨機(jī)數(shù) ri∈ Zq*，計(jì)算 Zi = gri mod p并向群組廣播。 2： Mi在收到 Zi1 和 Zi+1后，計(jì)算 Xi=(Zi+1/Zi1)ri=g^(ri(ri+1ri1))并向群組廣播。 3： Mi在收到所有的 X后，計(jì)算出會(huì)議密鑰： ? 五種協(xié)議的通信和計(jì)算開銷比較 五種協(xié)議的通信和計(jì)算開銷比較
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