71、基于身份的动态组密钥协商协议与超球体认证密钥协商方案解析

基于身份的动态组密钥协商协议与超球体认证密钥协商方案解析

在当今的信息安全领域，组密钥协商协议和认证密钥协商方案起着至关重要的作用。它们保障了信息在传输过程中的安全性和完整性，尤其是在复杂的网络环境中，如空间信息网络。下面将详细介绍两种不同的方案，一种是基于身份的动态组密钥协商协议，另一种是基于超球体的认证密钥协商方案。

基于身份的动态组密钥协商协议

在空间信息网络（SIN）中，为了实现安全的通信，需要一种高效的组密钥协商协议。该协议不仅要考虑到网络的动态拓扑、高速和大时延等特点，还要确保密钥的安全性。

1. 前向保密性和后向保密性

• 前向保密性 ：新成员加入组之前，可能会截获传输的消息（IDG₀, S₀, T₁, T₂, …, Tₙ, t₀, h₀），从而获取包含簇内临时密钥KG有用信息的哈希值。然而，由于所采用的哈希函数是单向且具有抗碰撞性的，很难从哈希值计算出KG。而且，最终的组会话密钥K是基于簇内临时密钥KG的，即KG = ˆe(Tᵢr⁻¹ᵢvGᵢ⁻¹, ∏ₙᵢ₌₁Tᵢ) = ˆe(P, P)(r₀vG₀)²(r₁vG₁ + r₂vG₂ + … + rₙvGₙ)。对于新成员IDGₙ₊₁来说，要获取之前的组密钥，就需要计算随机数rᵢ和长期私钥vGᵢ，根据定理1，这是不可行的。同样，新成员也无法通过方程KG′ = ˆe(Tᵢr⁻¹ᵢvGᵢ⁻¹, ∏ₙ₊₁ᵢ₌₁Tᵢ) = ˆe(P, P)(r₀vG₀)²(r₁vG₁ + r₂vG₂ + … + rₙvGₙ + rₙ₊₁vGₙ₊₁)推导出KG。因此，该协议具有前向保密性。
• 后向保密性 ：当一个组