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适用于无线移动环境的群认证密钥交换协议

作　者: 罗建龙
导　师: 董晓蕾
学　校: 上海交通大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 群认证密钥交换协议无线移动环境内部人攻击鲁棒性
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

可计算设备种类的多样化以及数字通讯方式的迅速变革，给面向群组的应用提供了良好的平台。针对如数字会议系统，基于文本的通讯工具，计算机协同工作系统等的群组应用，开发者需要谨慎考虑安全问题从而为用户提供方便可靠的群组应用。群密钥建立协议是群组应用程序的基础安全构件，可以为面向群组的应用提供安全保障。群密钥建立协议是涉及两方或两方以上参与者的一个交互式过程。协议可以为参与者生成一个共享的会话密钥，而此密钥可以在后续的安全机制中使用。群密钥建立协议通常被分为两类：群密钥分发协议和群密钥交换协议。本文提出了两个适用于无线移动环境的群认证密钥交换协议：协议I和协议II。协议I具有如下特点：首先，计算的非对称性。协议将大部分的计算放置在群组中的某一个计算能力较强的计算设备上，从而减少了其它计算能力较弱的移动设备所需要承担的计算量，因此本协议很好地适用于计算能力上非对称的无线移动环境。其次，协议I将内部人攻击作为研究目标之一，除了基本生成密钥安全性以外，安全模型考虑了内部人攻击。最后，我们严格证明了协议的安全性。协议II具有如下特点：首先，协议的鲁棒性。鲁棒性指的是个别协议参与者在协议执行过程中丢失，却不会影响协议的继续执行。在无线网络环境下，由于协议过程中个别协议参与者丢失较为常见，所以协议的鲁棒性应予以重点考虑。其次，与协议I相同，除了基本生成密钥安全性以外，协议II也考虑了内部人攻击。至今为止，协议I是第一个具有形式化安全证明的，且考虑到内部人攻击的，适用于无线移动环境的群认证密钥交换协议。协议二是第一个同时考虑了鲁棒性且抵抗内部人攻击的群认证密钥交换协议。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
第一章绪论  14-22
  1.1 面向群组的应用及其安全问题  14-18
    1.1.1 面向群组的应用  14-17
    1.1.2 群组应用的安全问题  17-18
  1.2 群密钥建立协议  18-20
    1.2.1 群密钥建立协议分类  18-19
    1.2.2 群密钥分发协议  19
    1.2.3 群密钥交换协议  19-20
  1.3 研究内容和主要成果  20-21
  1.4 论文结构  21-22
第二章基本概念与基本工具  22-30
  2.1 概率论与复杂性理论基础  22-24
    2.1.1 概率论基础  22-23
    2.1.2 复杂性理论基础  23-24
  2.2 哈希函数与随机预言机模型  24-27
    2.2.1 哈希函数  24-25
    2.2.2 消息认证码  25-26
    2.2.3 随机预言机模型  26-27
  2.3 数字签名方案的形式化定义及其安全模型  27-28
    2.3.1 数字签名方案的形式化定义  27
    2.3.2 数字签名的安全模型  27-28
  2.4 本章小结  28-30
第三章适用于无线移动环境的一个群认证密钥交换协议  30-46
  3.1 引言  30-32
  3.2 安全模型  32-36
    3.2.1 群认证密钥交换协议定义  32-33
    3.2.2 敌手模型，即敌手的攻击手段  33-34
    3.2.3 认证密钥交换安全  34-36
    3.2.4 相互认证安全  36
  3.3 适用于无线移动环境的一个群认证密钥交换协议：协议I  36-38
    3.3.1 协议I初始化阶段  37
    3.3.2 协议I执行阶段  37-38
    3.3.3 协议I基本原理  38
  3.4 安全证明  38-43
  3.5 性能及安全性比较  43
  3.6 本章小结  43-46
第四章适用于无线移动环境的另一个群认证密钥交换协议  46-56
  4.1 引言  46-47
  4.2 安全目标  47-49
    4.2.1 形式化术语  47-48
    4.2.2 安全目标  48-49
  4.3 适用于无线移动环境的另一个群认证密钥交换协议：协议II  49-51
    4.3.1 协议II初始化阶段  50
    4.3.2 协议II执行阶段  50-51
    4.3.3 协议II基本原理  51
  4.4 安全分析  51-53
  4.5 性能及安全性比较  53-54
  4.6 本章小结  54-56
第五章全文总结  56-58
参考文献  58-62
致谢  62-64
攻读学位论文期间发表的学术论文目录  64

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