20、安全组播通信的高效密钥管理

安全组播通信的高效密钥管理

在安全组播通信领域，高效的密钥管理至关重要。本文将介绍一种名为 OGK（Optimal Group Keying）的方案，它在密钥管理方面具有诸多优势，同时还会对相关工作、系统模型、攻击模型以及 OGK 的具体构造进行详细阐述。

1. OGK 方案概述

OGK 方案旨在实现安全组播通信中的高效密钥管理，它具有以下一系列优秀特性：
- 给定任意数量的被撤销组成员（GM），加密密钥更新消息的数量在信息理论上被最小化至约 $O(logN)$。
- 每个加密密钥更新消息的大小是恒定的。
- 新增 GM 的通信开销为 $O(1)$，即仅需一条组播消息。
- 若组控制器（GC）不存储 GMs 的 ID，GC 和每个 GM 的存储开销为 $O(logN)$。
- OGK 能够高效支持动态子组通信。
- 经过证明，OGK 具有抗合谋攻击的能力。
- 它能提供前向和后向组密钥保密性。
- OGK 被证明具有 IND - CPA 安全性。

2. 相关工作

在过去的二十年里，组播密钥分配方案得到了深入研究。基于根树结构的组播组密钥分配方案可分为非扁平表方案和扁平表方案两类。

方案类型	特点	示例	存储开销	加密流解密能力
非扁平表方案	密钥分配树中第 d 层有 $a