面向MANET的密钥管理关键技术研究

因其特殊构架，移动自组织网(MANET)面临着严重的安全威胁。MANET的安全性研究已成为该领域中重点研究课题，而密钥管理是实现MANET安全性的核心问题。本项目通过研究MANET的自然特性，借鉴自然计算中的模型与方法，建立MANET的具有自适应、自组织、自学习能力的信任模型；深入研究高效的安全多方计算基础协议、特别是秘密共享协议及新型高效的密码算法；将量子密钥分配技术与MANET网络进行融合，系统建立面向MANET的量子计算与通信的基础协议。通过形式化分析与仿真实验，验证各种协议及算法的正确性；据此，提出较为完备的面向MANET的匿名认证与密钥管理方案，在为MANET网络应用提供安全保障的同时，实现对用户私有信息的保护；为进一步解决MANET的安全问题提供理论、方法和技术支持。

因其特殊构架，移动自组织网(MANET)面临着严重的安全威胁。MANET的安全性研究已成为该领域中的重点研究课题，而密钥管理是实现MANET安全的核心问题。基于以上背景，研究了面向MANET安全的密钥管理关键协议及其高效密码算法，主要研究内容和结果如下：.在安全计算协议研究方面，提出了多个安全多方计算基础协议，获得多个原创性成果。我们设计的匿名秘密共享方案安全有效，实现简单，可用于资源受限的MANET实现秘密的共享。提出的向量空间的秘密再分发协议能够在不恢复出秘密的情况下实现秘密的再分发，能够抵抗攻击者长期攻击。提出的基于Range-Encoding编码的两方秘密比较协议，不依赖于任何密码算法，更加高效。.在MANET安全相关的密码算法研究方面，提出了能够实现“一方加密多方解密”，或者“多方加密一方解密”的方案。提出了多种AES的代数分析和密钥相关分析方案，为面向MANET的密码算法和密码协议设计提供了重要理论支撑。提出了安全高效的无证书多重签名方案，为MANET匿名认证协议设计提供了重要支撑。.在安全计算协议及密码算法研究的基础上，提出了较为完备的面向MANET的匿名认证与密钥管理方案。一是基于区域的多组播无线网络组密钥管理方案，能够保证集群中的用户在进行订阅、退订及更换组播服务时，进行高效的密钥更新，具有前向和后向安全性。二是针对已有WSN分簇算法中没有考虑移动节点认证问题，基于分布式密钥共享，提出UWSN安全分簇方案，在提高收集效率的同时可以保证较好的安全性。三是提出了一种新颖的、适宜于MANET网络的匿名认证方案，其安全性基于线性方程组的求解理论,不需要任何传统的密码操作，实现简单、计算开销小。四是针对VANET车载网这种特殊MANET网，基于无证书的公钥体制，提出一种VANETs 中可撤销的车辆群组批认证方案，能够解决在车辆较多的拥堵情况下，车辆认证造成的网络服务瓶颈。 .以上研究结果在为MANET网络提供安全保障的同时，为实现用户私有信息的保护，进一步解决MANET的安全问题提供了理论、方法和技术支持。