有效的Ad+Hoc網(wǎng)絡密鑰管理研究

　　Ad 110c網(wǎng)絡，一般稱為自組網(wǎng)，因其特有的無需架設網(wǎng)絡設施、可快速展開、抗毀性

　　強等特點，成為數(shù)字戰(zhàn)場通信的首選。由于無線信道的開放性與Ad Hoc網(wǎng)絡在軍事應用

　　中的特殊性，保障Ad Hoc網(wǎng)絡安全顯得尤為重要，而其中的中心問題是密鑰的管理。傳

　　統(tǒng)網(wǎng)絡中的密鑰管理工作一般都是由密鑰分發(fā)中心或證書認證中心來完成，在Ad Hoc網(wǎng)

　　絡中，各個節(jié)點的計算都要求是分布式的，不存在這種可信任的中心機構(gòu)，因此很難實現(xiàn)

　　這種集中式的密鑰管理機制。同時，引入這樣的中心機構(gòu)也會帶來潛在的安全威脅，一旦

　　中心機構(gòu)遭到破壞，將導致整個網(wǎng)絡癱瘓。所以只能尋找其它更合適的方式來進行密鑰管

　　理工作。

　　本文主要研究Ad Hoc網(wǎng)絡中安全、高效的密鑰管理方案。首先從Ad Hoc網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)、

　　特點入手，分析了這種網(wǎng)絡存在的攻擊者類型、可能受到的安全威脅和相關的一些安全需

　　求;并指出了Ad H0c網(wǎng)絡安全性方面目前主要的研究問題;其次歸納了Ad Hoc網(wǎng)絡密鑰

　　管理方面已有的研究成果，深入分析了這些方案的優(yōu)勢和不足;最后，以近幾年密碼學方

　　面出現(xiàn)的新理論與新技術(shù)，如基于身份的密碼系統(tǒng)、可驗證秘密共享、橢圓曲線上雙線性

　　對等為主要工具，結(jié)合AdHoc網(wǎng)絡密鑰管理方面已經(jīng)取得的研究成果，提出了一些安全、

　　高效的密鑰管理方案。具體表現(xiàn)在：

　　首先基于離散對數(shù)困難性問題和Dime—Hellm加密鑰協(xié)商算法構(gòu)造了一種新的Ad Hoc

　　網(wǎng)絡密鑰管理方案。該方案的特點是實現(xiàn)緊湊，通過廣播功能減少了密鑰協(xié)商過程中信息

　　交互的次數(shù)和信息量，從而提高了效率。

　　其次基于數(shù)學中的孫子定理(中國剩余定理)和ElG舭l(fā)al公鑰體制構(gòu)造了一種非交互

　　式的Ad Hoc網(wǎng)絡密鑰管理方案。該方案針對性地解決了已有方案在密鑰更新的時候必須

　　進行頻繁密鑰協(xié)商的問題。在具體實現(xiàn)的過程中，各個合法節(jié)點只需要擁有一個自選的秘

　　密，就能長期解密獲得密鑰更新后的組密鑰，這樣既避免了已有方案中大量交互式密鑰協(xié)

　　商的不足，又提高了密鑰管理的效率，增強了實用性和擴展性;

　　再次基于橢圓曲線上雙線性對的數(shù)學性質(zhì)、基于身份的密碼系統(tǒng)和Pedcrs即一Vss的

　　分布式密鑰生成協(xié)議構(gòu)造了一種基于身份的密鑰簽發(fā)和更新協(xié)議。該協(xié)議一是解決了已有

　　方案中基于身份密碼體制容易在節(jié)點加入或離開時泄漏系統(tǒng)私鑰和單個節(jié)點私鑰的問題;

　　二是解決了已有方案中存在的只要任意多于門限值的惡意節(jié)點聯(lián)合就能恢復任何一個合

　　格節(jié)點私鑰的問題;三是解決了已有方案在Ad Hoc網(wǎng)絡系統(tǒng)不穩(wěn)定和脆弱時缺乏鑒別機

　　制和相應容錯處理機制的問題;四是解決了現(xiàn)有方案中存在的系統(tǒng)私鑰和節(jié)點私鑰不能有

　　效更新和保護的問題。通過解決當前Ad Hoc網(wǎng)絡密鑰管理方案中普遍存在的上述四個方

　　面的問題，使得我們設計的方案在緊貼Ad Hoc網(wǎng)絡特點和安全性要求的前提下，進一步

　　增強了實用性和擴展性。