De-centralized Multicast Key Management Scheme

Abstract 】This paper presents a new de-centralized multicast key management scheme. The main idea is introduced and its advantages anddisadvantages are analyzed. The scheme is scalable, re-key cost effective. When data is transmitted among different subgroups, the problem of lowefficiency in data transmission caused by multiple encryptions/decryptions in existing de-centralized schemes is solved. Also the forward/backwardsecrecy is guaranteed. 【 Key words 】Multicast; Key management; Re-key; De-centralized 组播的应用越来越广泛，安全的组播通信逐渐成为当前的研究热点，而组播密钥管理是安全组播必须要解决的重要问题。在组播通信中，组成员关系是动态变化的，可以不受约束的加入/离开组播组。为保证组播安全，在成员加入/离开时要及时更新组密钥，以取得组播组前向/后向访问控制安全。当组播组较大，组成员变动频繁时，密钥更新量也很大，会导致系统效率降低，因此，大型组播组的密钥管理方案要具备可扩展性。 目前组播密钥管理的解决方案大体上可以分为集中式管理、分布式管理及分层分组式管理。分层分组式管理方式集中了前两种方式的优点，是一种可扩展性较好的组播密钥管理方式，但已有的解决方案并不成熟，存在数据传输代价较高、前向/后向安全较差等问题。 本文提出了一种新的分层分组式的组播密钥管理方案。首先在组成员中构造一棵核心树，核心树上的核心节点共享数据加密密钥。核心节点与所在区域的其它成员构成子树，共享子树密钥。当子树成员发生变动时，只需子树密钥更新，对其它子树没有影响，降低了密钥更新代价；当组播组成员较多时，采用批量更新密钥方式，进一步降低密钥更新代价，同时保证了前向/后向安全。数据在不同子组间传输时，只需核心节点进行一次加密/解密操作即可，大大降低了数据传输的代价。