16、广播加密与叛徒追踪技术解析

广播加密与叛徒追踪技术解析

1. 引言

在设计广播加密（BE）和叛徒追踪（TT）方案时，有多种相关技术可供选择。组合广播加密方案主要基于树结构或指纹码。基于树的方案支持用户撤销，但在追踪叛徒方面能力有限；而基于码的方案提供可追踪性，但很少支持用户撤销。

2. 基于树的方法

2.1 子集覆盖框架

子集覆盖框架由Aiello等人（1998）和Naor等人（2001）提出，它是设计高效追踪与撤销系统的强大工具。在该框架中，系统中的用户集合N由一组子集Si覆盖，满足∪iSi ⊃N且Si ∩N ≠ ∅，这些子集相互重叠。每个子集Si对应一个长期密钥Li，属于Si的用户会获得该密钥或能推导出该密钥的材料。

为了广播内容M，中心采用标准混合方案：首先随机生成会话密钥K，用加密方案E′加密内容M，然后用另一个加密方案E将K封装在多个长期密钥下。中心广播的密文形式为：
[
\left[
\begin{array}{c}
i_1, E_{L_{i_1}}(K) \
i_2, E_{L_{i_2}}(K) \
\vdots \
i_l, E_{L_{i_l}}(K)
\end{array}
\right]
\parallel E’_K(M)
]

用户u的有效解码器按以下步骤解密：首先在l对(ik, Eik(K))的第一个元素中查找索引ij，使得Lij ⊂sku。若找到，则用Lij解密关联的加密会话密钥Eij(K)，再解密有效负载E′K(M)；若未找到，则不进行解密。

为防止被撤销用户访问加密内容，子集Si1