專利名稱：一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱密鑰管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于傳感網(wǎng)中具有身份認(rèn)證功能的組密鑰建立和組密鑰管理更新方法。
背景技術(shù)：
異構(gòu)傳感網(wǎng)由大量成本低、資源受限的普通節(jié)點(diǎn)，和一些成本相對(duì)較高，資源相對(duì)充裕的高能節(jié)點(diǎn)組成。這些節(jié)點(diǎn)以成簇的方式組成網(wǎng)絡(luò)，相互協(xié)作，共同完成信息的收集與傳遞。隨著異構(gòu)傳感網(wǎng)在軍事和日常生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣、發(fā)展越來(lái)越快，它已經(jīng)受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。除了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單播通信以外，傳感網(wǎng)還經(jīng)常需要進(jìn)行多播通信，而多播通信具有信道開(kāi)放的特點(diǎn)，較單播通信更容易遭受竊聽(tīng)攻擊、重放攻擊和偽造攻擊等惡意攻擊。安全多播問(wèn)題已經(jīng)成為了制約傳感網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。異構(gòu)傳感網(wǎng)安全多播主要依靠密碼學(xué)方法實(shí)現(xiàn)，即由組密鑰為參與多播的成員提供統(tǒng)一的信息解讀權(quán)，所有合法組成員共享一個(gè)組密鑰來(lái)實(shí)現(xiàn)消息的加解密，以滿足消息完整性，保密性等需求，實(shí)現(xiàn)安全通信。因此，如何安全高效的建立組密鑰并恰當(dāng)更新是解決傳感網(wǎng)安全多播通信的第一步。雖然目前關(guān)于傳感網(wǎng)組密鑰管理的相關(guān)研究已經(jīng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了安全多播通信，但它們或者沒(méi)有考慮會(huì)話期間網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，使得方案對(duì)成員關(guān)系變動(dòng)帶來(lái)的組密鑰更新的代價(jià)十分巨大，甚至不可行；或者考慮了動(dòng)態(tài)變化，卻沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有效的身份認(rèn)證，容易遭受偽造攻擊；或者實(shí)現(xiàn)了成員關(guān)系認(rèn)證，但認(rèn)證消息的長(zhǎng)度隨時(shí)間推移而增加，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行越久，負(fù)擔(dān)越重。因此如何兼顧性能、有效認(rèn)證和支持成員關(guān)系動(dòng)態(tài)變化，還需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)一種新的有效的組密鑰管理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)空間基于動(dòng)態(tài)累加器的異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明包括如下步驟:( I)在布撒節(jié)點(diǎn)前，可信機(jī)構(gòu)構(gòu)建動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)族，并為節(jié)點(diǎn)分配全局參數(shù)；(2)布撒節(jié)點(diǎn)，然后由組管理員節(jié)點(diǎn)通過(guò)可信信道向組成員節(jié)點(diǎn)發(fā)布初始化信息；(3)組成員節(jié)點(diǎn)根據(jù)初始化信息利用累加器建立初始組密鑰；(4)在加入節(jié)點(diǎn)和離開(kāi)組時(shí)組管理員節(jié)點(diǎn)更新密鑰，并根據(jù)新密鑰構(gòu)建更新信息，公開(kāi)發(fā)送給組成員節(jié)點(diǎn)；(5)組成員節(jié)點(diǎn)利用身份信息對(duì)更新消息的來(lái)源進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證成功，則接受該更新消息；否則，組成員放棄本次更新。可信機(jī)構(gòu)構(gòu)建動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)族的步驟包括:(I)產(chǎn)生五元組(p，p' ,q,q/，x。)，其中 p，p' = (p_l)/2，q，q' =(q_l)/2 均為大素?cái)?shù)，X0為正整數(shù)；(2)計(jì)算 n=pq;(3)$af=(X(l，p，q)為所構(gòu)建動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)的輔助信息，建立動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)f:XkXYA’B — Xk, f(x, y)=xymodn,其中 Xk={x G QRn I x ^ I}, QRn 是模 n 的二次剩余，YA’B 是[A，B]上的大素?cái)?shù)集，累加項(xiàng)y G YA，B，y關(guān)p' , q/，A為大素?cái)?shù)，B〈A2 ;(4)重復(fù)步驟(I)至(3)，將產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)，構(gòu)成動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)族Fk?？尚艡C(jī)構(gòu)為節(jié)點(diǎn)分配的全局參數(shù)包括累加器f，輔助信息af和累加項(xiàng)y，分配全局參數(shù)的步驟包括:(I)構(gòu)建從小于n的正整數(shù)集合Zn到Y(jié)a，b的映射函數(shù)LG:Zn — YA；B ；(2)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配唯一標(biāo)識(shí)Si G Zn,并計(jì)算累加項(xiàng)Yi=LG(Si)；(3)為第q個(gè)組的組管理員4選擇一個(gè)動(dòng)態(tài)累加器f G Fk，將密鑰材料(af，f，yj加載到(4)將累加項(xiàng)Yi加載到普通節(jié)點(diǎn)Si。組成員節(jié)點(diǎn)初始化信息包括:消息體Edu (M)，消息M由組管理員忍與成員節(jié)點(diǎn)Si間配對(duì)密鑰加密后的形式；累加器f，組管理員持有的動(dòng)態(tài)累加器；節(jié)點(diǎn)Si的初始證人信息Wi l, Wi ^f (x0, Y-{yj), Y為當(dāng)前組所有成員節(jié)點(diǎn)持有的累加項(xiàng)的集合；消息驗(yàn)證碼MAC1,MAC1=MAC {f, Wi J ；初始化信息構(gòu)成為Edu {f，Wi J I MAC1,組管理員節(jié)點(diǎn)發(fā)送初始化信息的步驟包括:
(I)收集成員列表 Y= {LG (S1)，…，LG (sm) 1 = (7^..., yj ；(2)計(jì)算當(dāng)前組初始累加值Vff (X，Y)=f (f (…f (X。，y),…)，ym)；(3)計(jì)算組成員Si的累加項(xiàng)Ji的證人Wij=If (X，Y-{yj)。組成員節(jié)點(diǎn)根據(jù)初始化信息利用累加器建立初始組密鑰的步驟包括:( I)組成員Si與組管理員4之間密鑰解密初始化消息，得到f和Wi l ;(2)組成員Si計(jì)算消息驗(yàn)證碼MAC' =MACtf1Wi J ；(3)組成員驗(yàn)證MAC'與MAC1是否相同；(4)若MAC'與MAC1相同，組成員Si計(jì)算組密鑰vff (Wij, yj ; (5 )若MAC'與MAC1不同，組成員Si丟棄該初始化信息。組管理員節(jié)點(diǎn)更新密鑰包括:(I)當(dāng)組管理員收到新成員入組請(qǐng)求時(shí)，組管理員根據(jù)新累加值構(gòu)建更新信息的步驟包括:I)從Ya，b中選擇大素?cái)?shù)r,計(jì)算r與新成員累加項(xiàng)ya的乘積y*=yar ；2)計(jì)算臨時(shí)新累加值 vk+1=f (vk, yar)和臨時(shí)新證人 weh—k+1=f (wchj5, yar)；3)產(chǎn)生整數(shù) c,計(jì)算 C=f (wch k+1, c)；4)計(jì)算消息驗(yàn)證碼 MAC2, MAC2=MAC {y*，C, c}；5)構(gòu)建更新信息 Ba, Ba= {y*，C，c} | MAC2 ；(2)累加項(xiàng)為ydl的組管理員4檢測(cè)到累加項(xiàng)為yd的組成員離開(kāi)當(dāng)前組時(shí)，組管理員根據(jù)新累加值構(gòu)建更新信息的步驟包括:
I)選擇兩個(gè)整數(shù)r和c ;2)計(jì)算新累加值v,+i m0d ;3)計(jì)算滿足 a ych+ ^ yd=l 的數(shù)對(duì)(a，￠)；4)計(jì)算新證人 —M = wa_tvk+i >5)計(jì)算 C=f (wch k+1, c)，e=f (r, y*)，q=f (r, -1)；6)構(gòu)建函數(shù) p ( P ) =ee qmodn 和 g (x, ^ ) =xp ( ^ )modn ；7 )計(jì)算消息驗(yàn)證碼 MAC3, MAC3=MAC {yd, C，c, vk+1r, g (x, y, z)}；8)構(gòu)建更新信息 Bd= {yd, C, c, vk+1r, g(x, y, z)} MAC30當(dāng)組管理員收到新成員入組請(qǐng)求時(shí)，各成員節(jié)點(diǎn)利用身份信息對(duì)更新消息的來(lái)源進(jìn)行認(rèn)證的步驟包括:(I)驗(yàn)證消息認(rèn)證碼；(2)若消息認(rèn)證碼驗(yàn)證成功，計(jì)算臨時(shí)累加值七=/(v,,v*)，臨時(shí)累加值與隨機(jī)數(shù)c累加的結(jié)果/(v;+1,c)以及C與組管理員累加項(xiàng)yc;h的累加結(jié)果f (C，ych)；(3)如果f (C，ych)與/K+1.c)相同，則認(rèn)證成功；否則認(rèn)證失?。?4)若消息認(rèn)證碼驗(yàn)證失敗，則認(rèn)證失敗；當(dāng)累加項(xiàng)為y 。，的組管理員之檢測(cè)到累加項(xiàng)為yd的組成員離開(kāi)當(dāng)前組時(shí)，各成員節(jié)點(diǎn)利用身份信息對(duì)更新消息的來(lái)源進(jìn)行認(rèn)證的步驟包括:(I)驗(yàn)證消息認(rèn)證碼；(2)若消息認(rèn)證碼驗(yàn)證成功,計(jì)算滿足Ctyd^Pyd=I的數(shù)對(duì)(a, ￠)；(3)若能找到(a，P )，計(jì)算A =MGC1Z =Ua，臨時(shí)累加值v:+1 =g(x』、，臨時(shí)累加值與隨機(jī)數(shù)c累加的結(jié)果/W+1，C)以及C與組管理員累加項(xiàng)的累加結(jié)果f (C，ych)；(4)如果f(C，ych)與/0i+1，0相同，則認(rèn)證成功；否則認(rèn)證失??；(5)若不能找到(a，@ )，則認(rèn)證失?。?6)若消息認(rèn)證碼驗(yàn)證失敗，則認(rèn)證失??；身份信息包括:身份標(biāo)識(shí)Si,節(jié)點(diǎn)的全局唯一標(biāo)識(shí)；累加項(xiàng)yi，節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)的編碼Yi=LG(Si);證人Wij5,第k個(gè)會(huì)話期下Ji的證人,滿足第k個(gè)會(huì)話期的組密鑰vk=f (W1-k, Yi)。
驗(yàn)證消息認(rèn)證碼的步驟包括:(I)計(jì)算 MAC' 2，MAC' 2=MAC{y*, C, c}；(2 )驗(yàn)證MAC' 2與MAC2是否相同；(3 )如果MACT 2與MAC2相同，則驗(yàn)證成功；(4)如果MACT 2與MAC2不同，則驗(yàn)證失敗。當(dāng)組管理員收到新成員入組請(qǐng)求時(shí)，接受更新消息的步驟包括:(I)接受臨時(shí)累加值V' k+1為第k+1個(gè)會(huì)話期的新組密鑰vk+1 ；(2)計(jì)算節(jié)點(diǎn)Si在vk+1下累加項(xiàng)Ji的新證人W1-k+1=f (wi k, y*)；當(dāng)累加項(xiàng)為yc;h的組管理員毯檢測(cè)到累加項(xiàng)為yd的組成員離開(kāi)當(dāng)前組時(shí)，接受更新消息的步驟包括:(I)接受臨時(shí)累加值V' k+1為第k+1個(gè)會(huì)話期的新組密鑰vk+1 ；
(2)計(jì)算節(jié)點(diǎn)Si在vk+1下累加項(xiàng)Yi的新證人M_t+i = 。本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供的方法密鑰材料一次加載，持續(xù)使用，無(wú)需全網(wǎng)密鑰重啟；基于RSA假設(shè)，大整數(shù)分解困難等密碼學(xué)知識(shí)來(lái)保障信息秘密性，能夠防止節(jié)點(diǎn)在加入和離開(kāi)所屬組時(shí)，復(fù)制其他節(jié)點(diǎn)的身份信息，從而增加偽造攻擊抵抗性；由于每次更新消息都攜帶了新的正確累加值vk+1，使得節(jié)點(diǎn)能夠通過(guò)獨(dú)立計(jì)算新累加值vk+1來(lái)判定更新消息是否為重放消息，從而抵抗重放攻擊；通過(guò)對(duì)輔助信息保密，使得多個(gè)共謀的普通節(jié)點(diǎn)即使能夠相互分享各自的身份信息，作為一個(gè)整體，獲得當(dāng)前組的更新消息，也無(wú)法計(jì)算輔助信息，從而無(wú)法避開(kāi)身份認(rèn)證直接計(jì)算新密鑰，更無(wú)法攻破網(wǎng)絡(luò)，即能夠抵抗共謀攻擊；利用累加器證人來(lái)確定成員身份，確保僅有效成員能夠正確更新組密鑰，提供了更好的前后向安全性；節(jié)點(diǎn)只需存儲(chǔ)自己的累加項(xiàng)和身份信息，密鑰可在需要時(shí)動(dòng)態(tài)生成，節(jié)省了存儲(chǔ)空間；


圖1為異構(gòu)傳感網(wǎng)分簇示意圖；圖2為初始密鑰建立的流程圖；圖3為新節(jié)點(diǎn)加入并更新的流程圖；圖4為舊節(jié)點(diǎn)離開(kāi)并更新的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述:以高安全性高 能量的節(jié)點(diǎn)為組管理員，普通節(jié)點(diǎn)為組成員，可以組成一個(gè)分簇異構(gòu)傳感網(wǎng)，圖1給出了這種網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)直觀示意圖。在這樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，本發(fā)明所描述的一種基于動(dòng)態(tài)累加器的異構(gòu)傳感網(wǎng)密鑰管理方法，主要由如下幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)，其中(A)表示主體A執(zhí)行計(jì)算，A — B表示主體A向主體B單播消息，A — *表示主體A在全組范圍內(nèi)廣播消息，Ek {M}和Dk {M}分別表示用密鑰k對(duì)M加密和解密:1、初始化及初始密鑰建立假設(shè)每個(gè)組中同時(shí)在線的成員數(shù)遠(yuǎn)小于n，LG:Zn — Ya,B是一個(gè)將小于n的正整數(shù)集Zn中的元素唯一映射到[A，B]間的大素?cái)?shù)域YA，B中的抗碰撞函數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，可取做hash函數(shù)。稱y=LG(s)為s的編碼。初始化過(guò)程如下:(I)基站選定安全參數(shù)k，隨機(jī)產(chǎn)生五元組(p，p ' ,q,q/，xQ)，其中P，p' =(p-l)/2,q,q/ =(q_l)/2均為大素?cái)?shù)；計(jì)算n=pq;運(yùn)行算法G隨機(jī)產(chǎn)生若干組輔助參數(shù)af=(xQ, p, q),并隨機(jī)從中選取一組構(gòu)建第q個(gè)組的累加器/(D;) = <modn。為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配唯一標(biāo)識(shí)Si G Zn并計(jì)算編碼yi=LG(Si)。令忍表示第q個(gè)組的組管理員節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)。將密鑰材料(af，f, ych)加載到si，將編碼yi加載到普通節(jié)點(diǎn)Sitj密鑰材料加載完成后將節(jié)點(diǎn)布撒到網(wǎng)絡(luò)。即:(Base): {af, f} — G(k), f G FkBase Sqch:{af,f,ych)Base — S1: (Yi)
(2) 4經(jīng)鄰居發(fā)現(xiàn)收集成員列表Y=ILG(S1),..., LG (sm) Hty1,..., ym},計(jì)算初始累加值Vff (X，Y),以及累加項(xiàng)Ji的證人Wi—ffU, Y-tyJ).由于4與成員節(jié)點(diǎn)之間已建立
配對(duì)密鑰,故4可借由配對(duì)密鑰加密的安全信道為成員節(jié)點(diǎn)發(fā)送初始信息。即:
權(quán)利要求
1.一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在布撒節(jié)點(diǎn)前，可信機(jī)構(gòu)構(gòu)建動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)族，并為節(jié)點(diǎn)分配全局參數(shù)； (2)布撒節(jié)點(diǎn)，然后由組管理員節(jié)點(diǎn)通過(guò)可信信道向組成員節(jié)點(diǎn)發(fā)布初始化信息； (3)組成員節(jié)點(diǎn)根據(jù)初始化信息利用累加器建立初始組密鑰； (4)在加入節(jié)點(diǎn)和離開(kāi)組時(shí)組管理員節(jié)點(diǎn)更新密鑰，并根據(jù)新密鑰構(gòu)建更新信息，公開(kāi)發(fā)送給組成員節(jié)點(diǎn)； (5)組成員節(jié)點(diǎn)利用身份信息對(duì)更新消息的來(lái)源進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證成功，則接受該更新消息；否則，組成員放棄本次更新。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，所述的可信機(jī)構(gòu)構(gòu)建動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)族的步驟包括: (1)產(chǎn)生五元組(P，p'，q，q'，叉^其中卩，？'=(p-l)/2, q, q' =(q_l)/2均為大素?cái)?shù)，X0為正整數(shù)； (2)計(jì)算n=pq ； (3)$af=(X(l，p，q)為所構(gòu)建動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)的輔助信息，建立動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)f:XkXYA’B — Xk, f(x, y)=xymodn,其中 Xk={x G QRn I x ^ I}, QRn 是模 n 的二次剩余，YA’B 是[A，B]上的大素?cái)?shù)集，累加項(xiàng)y G YA，B，y關(guān)p' , q/，A為大素?cái)?shù)，B〈A2 ; (4)重復(fù)步驟(I)至(3)，將產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)，構(gòu)成動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)族Fk。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，所述的可信機(jī)構(gòu)為節(jié)點(diǎn)分配的全局參數(shù)包括累加器f，輔助信息af和累加項(xiàng)y，所述分配全局參數(shù)的步驟包括: (1)構(gòu)建從小于n的正整數(shù)集合Zn到Y(jié)a，b的映射函數(shù)LG:Zn— Ya；b ； (2)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配唯一標(biāo)識(shí)SiG Zn,并計(jì)算累加項(xiàng)Yi=LG(Si)； (3)為第q個(gè)組的組管理員、選擇一個(gè)動(dòng)態(tài)累加器fG Fk，將密鑰材料(af，f, ych)加載到4; (4)將累加項(xiàng)yi加載到普通節(jié)點(diǎn)Si。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，所述的組成員節(jié)點(diǎn)初始化信息包括:消息體Edu(M),消息M由組管理員slh與成員節(jié)點(diǎn)Si間配對(duì)密鑰加密后的形式；累加器f，組管理員持有的動(dòng)態(tài)累加器；節(jié)點(diǎn)Si的初始證人信息Wi l, Wi ^f (x0, Y-{yj), Y為當(dāng)前組所有成員節(jié)點(diǎn)持有的累加項(xiàng)的集合；消息驗(yàn)證碼MAC1,MAC1=MAC {f, Wi J ； 初始化信息構(gòu)成為Wi J IIMAC1，所述的組管理員節(jié)點(diǎn)發(fā)送初始化信息的步驟包括:(1)收集成員列表Y= {LG (S1)，…，LG (Sm)} = (Y1,..., ym}；(2)計(jì)算當(dāng)前組初始累加值v^f (X，Y) =f (f (...f (x0, Y1),...), ym)； (3)計(jì)算組成員Si的累加項(xiàng)Ji的證人ffU,Y-{yj)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，所述的組成員節(jié)點(diǎn)根據(jù)初始化信息利用累加器建立初始組密鑰的步驟包括: (I)組成員Si與組管理 員4之間密鑰解密初始化消息，得到f 和Wi l ；(2)組成員Si計(jì)算消息驗(yàn)證碼MAC'=MAC{f, wL1}； (3)組成員驗(yàn)證MAC'與MAC1是否相同； (4)若MAC'與MAC1相同，組成員Si計(jì)算組密鑰vff(Wij, y)； (5 )若MAC'與MAC1不同，組成員Si丟棄該初始化信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，所述的組管理員節(jié)點(diǎn)更新密鑰包括: (1)當(dāng)組管理員收到新成員入組請(qǐng)求時(shí)，組管理員根據(jù)新累加值構(gòu)建更新信息的步驟包括: 1)從Ya，b中選擇大素?cái)?shù)r,計(jì)算r與新成員累加項(xiàng)ya的乘積y*=yar； 2)計(jì)算臨時(shí)新累加值vk+1=f(vk, yar)和臨時(shí)新證人weh—k+1=f (wchj5, yar)； 3)產(chǎn)生整數(shù)c,計(jì)算 C=f (wch—k+1, c)； 4)計(jì)算消息驗(yàn)證碼MAC2, MAC2=MAC {y*, C，c}；5)構(gòu)建更新信息Ba, Ba= {y*，c，c} I Imac2 ； (2)累加項(xiàng)為yc;h的組管理員4檢測(cè)到累加項(xiàng)為yd的組成員離開(kāi)當(dāng)前組時(shí)，組管理員根據(jù)新累加值構(gòu)建更新信息的步驟包括: 1)選擇兩個(gè)整數(shù)r和c; 2)計(jì)算新累加值Vw-”m0d ; 3)計(jì)算滿足aych+ ^ yd=l的數(shù)對(duì)(a，運(yùn))； 4)計(jì)算新證人=wJ,^vk+i;5)計(jì)算C=f (wch k+1, c), e=f (r, y*)，q=f (r, -1)；6)構(gòu)建函數(shù)p(P )=eeqmodn 和 g(x, P ) =xp ( ^ )modn ；7)計(jì)算消息驗(yàn)證碼MAC3, MAC3=MAC {yd, C, c, vk+1r, g (x, y, z)}；8)構(gòu)建更新信息Bd= {yd, C, c, vk+1r, g(x, y, z)} MAC30
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，當(dāng)組管理員收到新成員入組請(qǐng)求時(shí)，所述各成員節(jié)點(diǎn)利用身份信息對(duì)更新消息的來(lái)源進(jìn)行認(rèn)證的步驟包括: (1)驗(yàn)證消息認(rèn)證碼； (2)若消息認(rèn)證碼驗(yàn)證成功，計(jì)算臨時(shí)累加值v!+1=/(&，/ =)，臨時(shí)累加值與隨機(jī)數(shù)c累加的結(jié)果f(v' k+1, c)以及C與組管理員累加項(xiàng)的累加結(jié)果f (C，ych)； (3)如果f(C，ych)與f(v' k+1, c)相同，則認(rèn)證成功；否則認(rèn)證失??； (4)若消息認(rèn)證碼驗(yàn)證失敗，則認(rèn)證失??； 當(dāng)累加項(xiàng)為Ydl的組管理員4檢測(cè)到累加項(xiàng)為yd的組成員離開(kāi)當(dāng)前組時(shí)，所述各成員節(jié)點(diǎn)利用身份信息對(duì)更新消息的來(lái)源進(jìn)行認(rèn)證的步驟包括: (1)驗(yàn)證消息認(rèn)證碼； (2)若消息認(rèn)證碼驗(yàn)證成功,計(jì)算滿足Ctyd^Pyd=I的數(shù)對(duì)(a,￠); (3)若能找到(a，@)，計(jì)算X, =Wf lVir=^ra，臨時(shí)累加值X+1 =g(x,.，灼，臨時(shí)累加值與隨機(jī)數(shù)c累加的結(jié)果k+1, c)以及C與組管理員累加項(xiàng)的累加結(jié)果f (C，ych)； (4)如果f(C，ych)與f (V' k+1, c)相同，則認(rèn)證成功；否則認(rèn)證失敗；(5)若不能找到(a，￠)，則認(rèn)證失?。? (6)若消息認(rèn)證碼驗(yàn)證失敗，則認(rèn)證失敗； 所述的身份信息包括:身份標(biāo)識(shí)Si,節(jié)點(diǎn)的全局唯一標(biāo)識(shí)；累加項(xiàng)yi，節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)的編碼Yi=LG(Si);證人Wij5,第k個(gè)會(huì)話期下Ji的證人,滿足第k個(gè)會(huì)話期的組密鑰vk=f (W1-k, Yi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的所述的一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，所述驗(yàn)證消息認(rèn)證碼的步驟包括:(1)計(jì)算MAC' 2, MAC' 2=MAC{y*，C，c}; (2)驗(yàn)證MAC'2與MAC2是否相同； (3)如果MAC'2與MAC2相同，則驗(yàn)證成功； (4)如果MAC'2與MAC2不同，則驗(yàn)證失敗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的所述的一種異構(gòu)傳感網(wǎng)認(rèn)證組密鑰管理方法，其特征在于，當(dāng)組管理員收到新成員入組請(qǐng)求時(shí)，所述接受更新消息的步驟包括: (1)接受臨時(shí)累加值Vk+1為第k+1個(gè)會(huì)話期的新組密鑰vk+1 ； (2)計(jì)算節(jié)點(diǎn)Si在vk+1下累加項(xiàng)的新證人W1-k+1=f(Wi_k, y*)； 當(dāng)累加項(xiàng)為Ydl的組管理員M檢測(cè)到累加項(xiàng)為yd的組成員離開(kāi)當(dāng)前組時(shí)，所述接受更新消息的步驟包括: (1)接受臨時(shí)累加值y'k+1為第k+1個(gè)會(huì)話期的新組密鑰vk+1 ； (2)計(jì)算節(jié)點(diǎn)Si在vk+1下累加項(xiàng)Yi的新證人=wf iCi。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱密鑰管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于傳感網(wǎng)中具有身份認(rèn)證功能的組密鑰建立和組密鑰管理更新方法。本發(fā)明包括可信機(jī)構(gòu)構(gòu)建動(dòng)態(tài)累加器函數(shù)族，為節(jié)點(diǎn)分配全局參數(shù)；布撒節(jié)點(diǎn)，由組管理員節(jié)點(diǎn)通過(guò)可信信道向組成員節(jié)點(diǎn)發(fā)布初始化信息；組成員節(jié)點(diǎn)根據(jù)初始化信息利用累加器建立初始組密鑰；在加入節(jié)點(diǎn)和離開(kāi)組時(shí)組管理員節(jié)點(diǎn)更新密鑰，并根據(jù)新密鑰構(gòu)建更新信息，公開(kāi)發(fā)送給組成員節(jié)點(diǎn)；組成員節(jié)點(diǎn)利用身份信息對(duì)更新消息的來(lái)源進(jìn)行認(rèn)證，若認(rèn)證成功，則接受該更新消息；否則，組成員放棄本次更新。本發(fā)明確保僅有效成員能夠正確更新組密鑰，提供了更好的前后向安全性，節(jié)省了存儲(chǔ)空間。
文檔編號(hào)H04W12/04GK103227987SQ201310119298
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者馬春光, 鐘曉睿 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)