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非对称信息共享网络的密钥管理与认证技术研究

作　者: 杨娣洁
导　师: 隆克平
学　校: 电子科技大学
专　业: 密码学
关键词: 非对称信息共享 CAS 密钥管理消息认证时滞混沌系统
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 23次
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内容摘要

在全球化趋势下,信息与知识的流动早已跨越国界,成为人类共同的资源。而在信息资源共享的过程中,信息技术特别是互联网技术的发展,更有效的推动了信息资源在全球范围的流动与共享。但是,在用户规模和网络信息高速膨胀的今天,要依靠现有Internet网络实现广域覆盖,信息共享将会遇到很大的困难。从互联网络未来发展的趋势出发,在双结构互联网理论的研究基础上,一种符合非对称传输特点的共享信息网络新结构被提出,即,非对称信息共享网络。非对称信息共享网络作为未来互联网的一个补充网络已经逐步受到国内外的广泛关注。但是,目前针对非对称信息共享网络的研究还仅限于对网络体系结构的优化和应用上,对其安全性的研究甚少。一个新型网络系统结构,其安全问题将层出不穷。因此,本文针对非对称信息共享网络的安全问题中的认证授权管理和信息可靠性两个安全问题展开了研究。首先,介绍了本文的研究背景和意义。从我国互联网发展趋势出发,介绍了双结构互联网的提出。研究和分析了非对称信息共享网络的三层结构网络体系结构。分析了非对称信息共享网络中目前存在的安全问题。针对该网络的认证授权管理和消息可靠性两个安全问题进行了深入研究分析。接着,讨论了解决网络认证授权管理和信息可靠性安全问题的常用方案。分别介绍了用于解决认证授权管理的条件接收系统的工作原理和密钥管理模型,以及用于解决信息可靠性问题的几种典型的传统消息认证技术。然后,本文在借鉴了传统的条件接收系CAS授权管理的基础上,利用非对称信息共享网络特殊的三层网络体系结构而设计了面向非对称信息共享网络的条件接收系统三层结构密钥管理模型,该模型由CA前端层,授权分发层,CA终端层组成,且定义了非对称信息共享网络的ECM,EMM信息结构。并在最后对三层结构密钥管理模型进行了安全与性能分析。最后,为解决非对称信息共享网络的消息可靠性问题,本文提出了基于时滞混沌系统的消息认证模型。利用时滞混沌系统的非线性动力学特性,将需要传送的明文信息逐字节的调制在时滞混沌迭代的轨迹中,使产生的消息认证码值的每个比特都与需要传送的明文信息相关,通过对消息认证码的对比认证来解决消息的可靠性问题。通过仿真实验,对本文所设计的基于时滞混沌系统的消息认证模型进行性能分析可知,该模型算法具有很高的敏感性,明文信息发生微小的变化,消息认证码都将会产生很大的不通,且该模型算法还具有低碰撞性和稳定的混乱和散布统计,利用该算法可以有效的解决非对称信息共享网络的信息可靠性问题。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-21
  1.1 研究背景与意义  12-15
    1.1.1 我国互联网络发展趋势  12-14
    1.1.2 双结构互联网的提出  14-15
  1.2 非对称信息共享网络结构  15-17
    1.2.1 汇聚层  16
    1.2.2 分布式代理层  16
    1.2.3 用户层  16-17
  1.3 非对称信息共享网络安全问题  17-18
  1.4 本文主要研究内容及创新点  18-20
    1.4.1 主要研究内容  18-19
    1.4.2 创新点  19-20
  1.5 论文章节安排  20-21
第二章 CAS 密钥管理机制及传统消息认证算法概述  21-31
  2.1 CAS 密钥管理机制概述  21-25
    2.1.1 CAS 组成及工作原理  21-23
      2.1.1.1 CAS 前端工作原理  22
      2.1.1.2 CAS 终端工作原理  22-23
    2.1.2 CAS 密钥管理策略  23-25
      2.1.2.1 两级密钥管理策略  23-24
      2.1.2.2 三级密钥管理策略  24-25
  2.2 传统的消息认证技术  25-30
    2.2.1 消息加密  25-27
      2.2.1.1 对称加密  25-26
      2.2.1.2 公钥加密  26-27
    2.2.2 消息认证码  27-28
    2.2.3 安全散列（hash）函数  28-30
  2.3 小结  30-31
第三章面向非对称信息共享网络的CAS 三层结构密钥管理模型  31-48
  3.1 国内外研究现状  31-32
  3.2 面向非对称信息共享网络的条件接收系统CAS 组成  32-40
    3.2.1 传统的条件接收系统CAS 的组成  32-34
      3.2.1.1 用户信息管理系统  32-33
      3.2.1.2 节目信息管理系统  33
      3.2.1.3 加解扰系统  33
      3.2.1.4 加解密系统  33-34
    3.2.2 非对称信息共享网络的条件接收系统CAS 的组成  34-37
      3.2.2.1 非对称信息共享网络CA 前端层  35-36
      3.2.2.2 非对称信息共享网络CA 授权分发层  36-37
      3.2.2.3 非对称信息共享网络CA 终端用户层  37
    3.2.3 非对称信息共享网络ECM 信息结构的设计  37-38
    3.2.4 非对称信息共享网络EMM 信息结构的设计  38-40
      3.2.4.1 EMM-1 信息结构设计  38-39
      3.2.4.2 EMM-2 信息结构设计  39-40
  3.3 CAS 三层结构密钥管理策略  40-45
    3.3.1 CA 前端层与授权分发层间的密钥管理  40-43
      3.3.1.1 聚合信息加扰  41
      3.3.1.2 控制字CW 的生成与分发  41-42
      3.3.1.3 动态授权密钥矩阵AKM 的生成与分发  42-43
    3.3.2 授权分发层与CA 终端层间的密钥管理  43-45
      3.3.2.1 双向认证协议  43-45
      3.3.2.2 密钥分发  45
  3.4 安全与性能分析  45-47
    3.4.1 安全性分析  45-46
    3.4.2 性能分析  46-47
  3.5 小结  47-48
第四章基于时滞混沌系统的消息认证模型  48-60
  4.1 国内外研究现状  48-49
  4.2 时滞混沌系统的研究  49-51
  4.3 基于时滞混沌系统的消息认证模型设计原理  51-54
    4.3.1 消息认证模型的建立  51-52
    4.3.2 时滞混沌迭代算法  52-54
      4.3.2.1 线性变换量化处理  52
      4.3.2.2 时滞混沌迭代  52-53
      4.3.2.3 带密钥的Hash 运算  53-54
  4.4 时滞混沌系统消息认证模型性能分析  54-58
    4.4.1 文本仿真验证  54-55
    4.4.2 消息认证码对密钥的敏感依赖  55-56
    4.4.3 混乱与散布统计分析  56-58
    4.4.4 抗碰撞性分析  58
  4.5 小结  58-60
第五章总结与展望  60-62
  5.1 内容总结  60-61
  5.2 研究展望  61-62
致谢  62-64
参考文献  64-68
个人简介  68-69
在学期间研究成果  69-70

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