專利名稱：組播會(huì)話密鑰分發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密鑰分發(fā)方法，特別是組播會(huì)話密鑰分發(fā)方法。
背景技術(shù)：
在信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、圓桌會(huì)議等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，為了保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中僅授權(quán)的用 戶可以正確接受信息，而非授權(quán)用戶無(wú)法獲取信息，需要在授權(quán)用戶中分發(fā)組播會(huì)話密鑰， 通過(guò)組播加密方法實(shí)現(xiàn)安全需求。文獻(xiàn)“授權(quán)公告號(hào)是CN 100581169C的中國(guó)專利”公開了一種基于單播會(huì)話密鑰 的組播密鑰分發(fā)方法，同時(shí)，該方法可用于組播密鑰的更新。該方法以每個(gè)用戶終端STA和 網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP所共享的單播會(huì)話密鑰為STA的組播會(huì)話密鑰解密密鑰；網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP根 據(jù)所有已接入網(wǎng)絡(luò)的用戶終端STA的身份信息及其單播會(huì)話密鑰，構(gòu)造一個(gè)包含組播會(huì)話 密鑰信息的廣播消息，并向所有用戶終端STA進(jìn)行廣播；收到廣播消息的授權(quán)用戶終端STA 可以根據(jù)自己所擁有的單播會(huì)話密鑰導(dǎo)出一個(gè)秘密信息，使用該秘密信息為解密密鑰從接 收到的廣播消息中計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP所分配的組播會(huì)話密鑰。該方案存在以下缺陷 (1)所述的組播密鑰分發(fā)及其更新方法是基于橢圓曲線雙線性對(duì)運(yùn)算，計(jì)算復(fù)雜度很大，對(duì) 設(shè)備性能要求較高；(2)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)分發(fā)組播會(huì)話密鑰時(shí)，每次由用戶的單播會(huì)話密鑰所 導(dǎo)出的秘密信息是確定不變的，如果該秘密信息泄露，將會(huì)影響系統(tǒng)的安全性，即該方案不 具備前向保密性；(3)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP所構(gòu)造的廣播消息還有冗余信息，每個(gè)用戶終端STA 在進(jìn)行組播會(huì)話密鑰計(jì)算時(shí)只會(huì)用到其中一部分信息，因此，通信效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的組播密鑰分發(fā)方法通信效率低的不足，本發(fā)明提供一種組播會(huì)話 密鑰分發(fā)方法。采用基于拉格朗日插值運(yùn)算的組播密鑰分發(fā)方法，利用其具有的組播會(huì)話 密鑰分發(fā)和更新功能，網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP在進(jìn)行組播會(huì)話密鑰分發(fā)時(shí)只需向系統(tǒng)中所有用戶 終端STA進(jìn)行一次廣播即可，減少了廣播消息中的冗余信息，并使得由用戶終端的單播會(huì) 話密鑰所導(dǎo)出秘密信息是隨機(jī)可變的，可以提高組播密鑰分發(fā)方法的通信效率，同時(shí)，還可 以提高通信的安全性。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案一種組播會(huì)話密鑰分發(fā)方法，其特點(diǎn) 是包括下述步驟(a)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP向η個(gè)用戶終端STA1, STA2, ... , STAn分發(fā)組播會(huì)話密鑰MSK ；隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)r，并計(jì)算兩個(gè)數(shù)值Xi = hdDj |AP USKi r)和Yi = h(r USKi),其中，i = 1,2, ... ,η ；構(gòu)造(η+1)個(gè)數(shù)值對(duì)(0，MSK)，(X1,Y1)，(X2, Y2)，…，(Xn, Yn)，并利用這(η+1)個(gè) 數(shù)值對(duì)基于拉格朗日插值運(yùn)算構(gòu)造一個(gè)秘密的η階多項(xiàng)式f(x) = a(l+aiX+...+anXn，然后， 計(jì)算η個(gè)數(shù)值Ci = h(i)，其中i = 1,2,...,η；計(jì)算消息完整性校驗(yàn)碼MIC = h (η I r C1 C2 ... Cn | |MSK)；
構(gòu)造廣播消息MSG = (η, r，C1, C2, ... , Cn, MIC)，并將廣播消息MSG向所有用戶終 端進(jìn)行廣播；(b)每一個(gè)用戶終端STAiG = 1,2, ...,η)收到廣播消息MSG后，計(jì)算兩個(gè)數(shù)值 Xi = h(IDj AP USKi |r)和 Yi = h(r USKi)；構(gòu)造(n+1)個(gè)數(shù)值對(duì)(Xi,Yi)，(1，C1)，(2，C2)，…，(n, Cn)，并利用這(η+1)個(gè)數(shù) 值對(duì)基于拉格朗日插值運(yùn)算重新構(gòu)造η階多項(xiàng)式f(x) = a0+alX+. . . +anxn ；計(jì)算組播會(huì)話密鑰MSK = f(0)和消息完整性校驗(yàn)碼MIC = h(n| |r| IC1 Ic2 I... I IcJ |MSK)，并將所計(jì)算的消息完整性校驗(yàn)碼MIC與接收到的消息完 整性校驗(yàn)碼MIC進(jìn)行比較，若相等，則組播會(huì)話密鑰MSK正確；若不等，組播會(huì)話密鑰MSK錯(cuò) 誤。本發(fā)明的有益效果是由于采用基于拉格朗日插值運(yùn)算的組播密鑰分發(fā)方法，利 用其具有的組播會(huì)話密鑰分發(fā)和更新功能，網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP在進(jìn)行組播會(huì)話密鑰分發(fā)時(shí)只 需向系統(tǒng)中所有用戶終端STA進(jìn)行一次廣播即可，減少了廣播消息中的冗余信息，并使得 由用戶終端的單播會(huì)話密鑰所導(dǎo)出秘密信息是隨機(jī)可變的，提高了組播密鑰分發(fā)方法的通 信效率，同時(shí)，安全性也得以提高。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


附圖是本發(fā)明組播會(huì)話密鑰分發(fā)方法流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中，η 用戶終端的個(gè)數(shù)；AP 網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，負(fù)責(zé)分發(fā)組播會(huì)話密鑰；STA 用戶終端，需要從AP處獲取組播會(huì)話密鑰；USK =AP和STA之間共享的單播會(huì)話密鑰，可以是通過(guò)WAPI協(xié)議協(xié)商而得，也可以 是手工設(shè)置，也可以是通過(guò)基于身份的公鑰機(jī)制非交互計(jì)算而得；MSK 組播會(huì)話密鑰，由AP選取并分發(fā)給STA ；1:自然數(shù)，士 = 1，2，...，11;STAi 第i個(gè)用戶終端；USKi 第i個(gè)用戶終端STAi的單播會(huì)話密鑰；IDi 第i個(gè)用戶終端STAi的身份信息；h( ·)密碼 hash 函數(shù)；MIC 消息完整性校驗(yàn)碼；q 大素?cái)?shù)；GF(q)基于q的有限域，實(shí)施例中所有運(yùn)算在該有限域表示的空間上；I I 鏈接操作。下面將描述一個(gè)完整的組播會(huì)話密鑰分發(fā)過(guò)程，并給出組播會(huì)話密鑰更新方法。第一步網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP向系統(tǒng)廣播探詢消息，收集系統(tǒng)中所有授權(quán)用戶終端STA 的身份信息，或者從接入記錄中獲取授權(quán)用戶終端的身份信息。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有η個(gè)授權(quán)用戶終端STA1, STA2, ... , STAn。第二步網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP向這η個(gè)授權(quán)用戶STA1, STA2, ... , STAn分發(fā)組播會(huì)話密 鑰MSK，過(guò)程如下1)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)r，并計(jì)算兩個(gè)數(shù)值Xi = I1(H)i I |AP| USKi Ir) 和1 = h(r IUSKi),其中，i = 1，2，...，n。如果存在某個(gè)Xi的值小于或等于n，則重復(fù)執(zhí) 行Xi = h (Xi)直到Xi > η,從而保證所有的Xi的值都大于η ；2)構(gòu)造(η+1)個(gè)數(shù)值對(duì)(0，MSK)，(X1, Y1)，(X2, Y2),..., (Xn, Yn)，并利用這(η+1) 個(gè)數(shù)值對(duì)通過(guò)拉格朗日插值法構(gòu)造一個(gè)秘密的η階多項(xiàng)式f(x) = a(l+aiX+...+anXn，然后， 計(jì)算η個(gè)數(shù)值Ci = h(i)，其中i = 1,2,...,η；3)計(jì)算消息完整性校驗(yàn)碼 MIC = h(n| |r| C1 | C21 | · · · | | Cn | | MSK)；4)構(gòu)造廣播消息(n，r，C1, C2，. . .，Cn, MIC)，并將其向所有用戶終端進(jìn)行廣播；第三步，每一個(gè)用戶終端STAiG = 1,2, ... , η)收到廣播消息(n，r，C1, C2,..., Cn, MIC)后，做如下計(jì)算以獲取組播會(huì)話密鑰MSK 1)計(jì)算兩個(gè)數(shù)值 Xi = h (IDi I IAP | | USKi | | r)和 Yi = h (r | | USKi)。如果 Xi 的值小 于或等于n，則重復(fù)執(zhí)行Xi = h (Xi)直到Xi > η,從而保證Xi的值大于η ；；2)構(gòu)造(η+1)個(gè)數(shù)值對(duì)(Xi, Yi)，(1，C1) ,(2, C2),..., (n, Cn)，并利用這(η+1)個(gè) 數(shù)值對(duì)通過(guò)拉格朗日插值法重新構(gòu)造η階多項(xiàng)式f (X) = a0+alX+. . . +anxn ；3)計(jì)算 MSK = f(0)和 MIC = h(n| r C11 | C2 ... Cn | | MSK)，并將所計(jì)算的 MIC 與接收到的MIC進(jìn)行比較。如果相等，則MSK是正確的；否則MSK是不正確的；第四步如果網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP需要更新組播會(huì)話密鑰，則重復(fù)以上3步。
權(quán)利要求
一種組播會(huì)話密鑰分發(fā)方法，其特征在于包括下述步驟(a)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP向n個(gè)用戶終端STA1，STA2，...，STAn分發(fā)組播會(huì)話密鑰MSK；隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)r，并計(jì)算兩個(gè)數(shù)值Xi＝h(IDi||AP||USKi||r)和Yi＝h(r||USKi)，其中，i＝1，2，...，n；構(gòu)造(n+1)個(gè)數(shù)值對(duì)(0，MSK)，(X1，Y1)，(X2，Y2)，...，(Xn，Yn)，并利用這(n+1)個(gè)數(shù)值對(duì)基于拉格朗日插值運(yùn)算構(gòu)造一個(gè)秘密的n階多項(xiàng)式f(x)＝a0+a1x+...+anxn，然后，計(jì)算n個(gè)數(shù)值Ci＝h(i)，其中i＝1，2，...，n；計(jì)算消息完整性校驗(yàn)碼MIC＝h(n||r||C1||C2||...||Cn||MSK)；構(gòu)造廣播消息MSG＝(n，r，C1，C2，...，Cn，MIC)，并將廣播消息MSG向所有用戶終端進(jìn)行廣播；(b)每一個(gè)用戶終端STAi(i＝1，2，...，n)收到廣播消息MSG后，計(jì)算兩個(gè)數(shù)值Xi＝h(IDi||AP||USKi||r)和Yi＝h(r||USKi)；構(gòu)造(n+1)個(gè)數(shù)值對(duì)(Xi，Yi)，(1，C1)，(2，C2)，...，(n，Cn)，并利用這(n+1)個(gè)數(shù)值對(duì)基于拉格朗日插值運(yùn)算重新構(gòu)造n階多項(xiàng)式f(x)＝a0+a1x+...+anxn；計(jì)算組播會(huì)話密鑰MSK＝f(0)和消息完整性校驗(yàn)碼MIC＝h(n||r||C1||C2||...||Cn||MSK)，并將所計(jì)算的消息完整性校驗(yàn)碼MIC與接收到的消息完整性校驗(yàn)碼MIC進(jìn)行比較，若相等，則組播會(huì)話密鑰MSK正確；若不等，組播會(huì)話密鑰MSK錯(cuò)誤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種組播會(huì)話密鑰分發(fā)方法，其目的是解決現(xiàn)有的組播密鑰分發(fā)方法通信效率低的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案采用基于拉格朗日插值運(yùn)算的組播密鑰分發(fā)方法，利用其具有的組播會(huì)話密鑰分發(fā)和更新功能，網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP在進(jìn)行組播會(huì)話密鑰分發(fā)時(shí)只需向系統(tǒng)中所有用戶終端STA進(jìn)行一次廣播即可，減少了廣播消息中的冗余信息，并使得由用戶終端的單播會(huì)話密鑰所導(dǎo)出秘密信息是隨機(jī)可變的，提高了組播密鑰分發(fā)方法的通信效率，同時(shí)，安全性也得以提高。
文檔編號(hào)H04L12/18GK101888382SQ20101022119
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者龐遼軍, 李慧賢 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué);西安電子科技大學(xué)