70、基于身份的卫星网络动态群组密钥协商协议解读

基于身份的卫星网络动态群组密钥协商协议解读

1. 背景与基础概念

卫星网络由地球静止轨道（GEO）、中地球轨道（MEO）和低地球轨道（LEO）卫星网络组成，可根据卫星网络纵向分层网络模型视为三层网络架构。每个轨道网络可看作一个集群，如 GEO 集群、MEO 集群和 LEO 集群。每个集群中最强大的卫星节点作为集群头，其他为普通节点。

为了清晰描述该方案，定义了以下符号：
- 节点标识 ：$IDG_i$（$IDM_i$，$IDL_i$）表示 GEO（MEO，LEO）集群中每个卫星节点的 ID，其中$IDG_0$（$IDM_0$，$IDL_0$）是集群头，$IDG_i$（$IDM_i$，$IDL_i$）（$i \neq 0$）是普通节点。
- 阶段标识 ：$C1$（$C2$，$C3$）分别表示集群内（集群间，密钥分发）阶段。
- 密钥对 ：$(uG_i, vG_i)$是密钥生成中心（KGC）为卫星节点$IDG_i$（$0 \leq i \leq n$）生成的长期公/私钥对。
- 临时密钥 ：$KG$（$KM$，$KL$）是 GEO（MEO，LEO）集群内的临时密钥。
- 最终密钥 ：$K$是最终的群组会话密钥。

此外，还涉及到两个重要的数学问题：
- 离散对数问题（DLP） ：给定$P, Q \in G_1$，找到整数$a \in Z_q^ $（如果存在），使得$Q = aP$。