基于批量處理的物聯(lián)網(wǎng)新型群組密鑰管理協(xié)議

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基于批量處理的物聯(lián)網(wǎng)新型群組密鑰管理協(xié)議

應(yīng)用自組網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信模式大多分為兩種：①基于單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信模式，即單個(gè)源發(fā)送公共數(shù)據(jù)到許多接收機(jī)；②基于多點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)通信模式，即多個(gè)數(shù)據(jù)源發(fā)送到單個(gè)接收機(jī)。在通信過(guò)程中，通常采用一個(gè)由多個(gè)通信端點(diǎn)共享的密鑰來(lái)保護(hù)通信的安全性。提出了一種新的集中式處理方式來(lái)有效地分配和管理通用自主網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)密鑰，并與現(xiàn)有的密鑰管理辦法相比，減少了由群組成員資格變化引起的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)和網(wǎng)絡(luò)流量。同時(shí)，將此密鑰管理辦法應(yīng)用到車(chē)載自主網(wǎng)絡(luò)通信中。

提出的集中式密鑰管理協(xié)議主要是通過(guò)適當(dāng)延遲密鑰導(dǎo)出的辦法，以應(yīng)對(duì)不可預(yù)知的離開(kāi)事件和受到攻擊事件。用戶(hù)可以在任何時(shí)間申請(qǐng)加入網(wǎng)絡(luò)，但直到下一個(gè)時(shí)間間隔的開(kāi)始才能成為群組成員；計(jì)劃離開(kāi)的合法成員也只能在下一個(gè)時(shí)間間隔的開(kāi)始才能正式離開(kāi)。該協(xié)議采用的同步批量密鑰更新機(jī)制，可以在提高運(yùn)行效率的同時(shí)不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成安全威脅。該協(xié)議的目的是最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的計(jì)算負(fù)擔(dān)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了足夠高的安全級(jí)別。

為了驗(yàn)證提出的密鑰管理協(xié)議的有效性，將此協(xié)議應(yīng)用到車(chē)載自主網(wǎng)絡(luò)通信中。將協(xié)議的使用者分為3種：主要用戶(hù)、二級(jí)用戶(hù)以及違法用戶(hù)。主要用戶(hù)有權(quán)通過(guò)廣域網(wǎng)接收服務(wù)信息，其與信息發(fā)布者之間主要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)密鑰手段來(lái)保證通信內(nèi)容的保密性，且兩者之間的通信渠道是單一的；主要用戶(hù)通過(guò)V2V通信向大量的二級(jí)用戶(hù)發(fā)布服務(wù)信息，且二級(jí)用戶(hù)僅能接收其發(fā)布的服務(wù)信息，不能直接接收信息發(fā)布者提供的信息；而違法用戶(hù)是沒(méi)有權(quán)限去接收主要用戶(hù)和二級(jí)用戶(hù)之間的交流信息。通過(guò)對(duì)主要用戶(hù)與信息發(fā)布者之間通信密鑰及用戶(hù)之間通信密鑰的集中式管理，提出的管理協(xié)議可以有效實(shí)現(xiàn)車(chē)載自主網(wǎng)絡(luò)群組成員間信息交流的保密性及完整性，見(jiàn)圖1。

圖1　車(chē)載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流向示意圖

刊名：Ad Hoc Networks（英）

刊期：2013年第11期

作者：Luca Veltri et al

編譯：郭明超