46、高效的基于对象的流认证方案

高效的基于对象的流认证方案

1. 引言

在当今的网络环境中，流数据（如直播体育节目等）通常是无限长的比特序列。由于发送方内存有限无法缓冲整个流，或者接收方希望实时处理数据，流数据往往会被分割成一个个数据包进行传输。在涉及消息通信的应用中，数据完整性至关重要。

1.1 以往的流认证解决方案

• Gennaro和Rohatgi的方案 ：
  • 离线模式 ：发送方将有限流分割成数据包序列$P_i$（$i = 1, 2, …, n$），生成新的数据包序列$P’ i = P_i \parallel H(P’ {i+1})$（$P’_{n+1} = 0$），第一个数据包$P’_0$包含$H(P’_1 \parallel n)$和发送方的签名。接收方依次验证签名和数据包，直到验证完所有数据包。
  • 在线模式 ：流大小未知，每个数据包附加一次性签名和用于验证下一个数据包签名的一次性公钥。这两种方法都会大幅增加流量，且无法容忍数据包丢失。
• 基于树链技术的签名流方案 ：将一组数据包视为一个块，构建认证树，根节点是块的摘要，中间节点是其子节点的摘要。任何数据包都可独立认证，因为它携带自身的认证信息，包括块签名、在树中的位置和路径上各节点的兄弟节点信息。
• Perrig等人的方案 ：
  • TESLA