[发明专利]一种基于分组数据包匹配的安全组播源认证方法

权利要求书

1.一种基于分组数据包匹配的安全组播源认证方法，其特征在于，包括以下步骤： 

(1)、根据传输数据流与实际服务器处理能力的需要，对待处理数据流分为16个数据包，并均匀划分为4个分组，编号为m₁，m₂，m₃，m₄；第i分组的第j个数据包定义为m_ij，例如第1分组的数据包定义为m₁₁，m₁₂，m₁₃，m₁₄； 

(2)、对数据包进行组内组间匹配，构建组播源认证的哈希树 

首先，将每分组的第1、2个数据包作为叶子节点，并进行哈希计算，得到数据包m_i1、m_i2的摘要值，表示为h_i1、h_i2，将每分组的第3、4个数据包作为叶子节点同时进行哈希计算，得到数据包m_i3、m_i4摘要值h_i3,i4； 

对整个分组进行组内哈希计算得到整个组的哈希值即联合摘要值H_mi，将联合摘要值H_m2～m4作为叶子节点进行哈希计算，得到联合摘要值H₅，将第1个分组的联合摘要值H_m1与联合摘要值H₅进行哈希计算，得到根签名S_sig； 

然后，将第1分组和第4分组的第一个数据包即数据包m₁₁、数据包m₄₁设为位包，并对每个分组的数据包进行附着哈希值的加密操作： 

对第1分组中作为位包的数据包m₁₁附着摘要值h₁₂,h_13,14,联合摘要值H₅和根签名S_sig，对数据包m₁₂附着摘要值h₁₁,h_13,14，对数据包m_13，14均附着摘要值h₁₁、h₁₂； 

对于第2分组中数据包m₂₁附着摘要值h₂₂,h_23,24，H_3,4和联合摘要值H_m1，对数据包m₂₂附着h₂₁,h_23,24，对数据包m_23，24均附着摘要值h₂₁，h₂₂，其中，H_3,4为对第3、4分组数据包同时进行哈希运算得到的摘要值； 

对于第3分组中数据包m₃₁附着摘要值h₃₂,h_33,34，H_2,4和联合摘要值H_m1，对数据包m₃₂附着h₃₁,h_33,34，对数据包m_33，34均附着摘要值h₃₁，h₃₂，其中，H_2,4为对第2、4分组数据包同时进行哈希运算得到的摘要值； 

对第4分组中作为位包的数据包m₄₁附着摘要值h₄₂,摘要值h_43,44,H_2，3以及联合摘要值H_m1和根签名S_sig，对数据包m₄₂附着摘要值h₄₁,h_43,44，对数据包m_43，44均附着摘要值h₄₁，h₄₂，H_2,3为对第2、3分组数据包同时进行哈希运算得到的摘要值； 

(3)、组播源认证 

3.1)、在发送端先发送数据包m₄₁，根据附着的根签名S_sig、联合摘要值H_m1可以计算出联合摘要值H₅，再根据附着的摘要值H_2，3可以得到该分组联合摘要值H_m4，最后，结合附着摘要值h₄₂、摘要值h_43,44计算得到摘要值h₄₁；对接收的数据包m₄₁进行哈希计算，得到摘要值h^*₄₁，如果摘要值h₄₁与摘要值h^*₄₁相同，则数据包m₄₁安全组播源发送的，否则，不是； 

3.2)、对于数据包m₄₂在步骤3.1)得到联合摘要值H_m4的基础上，结合摘要值h₄₁,h_43,44计算得到摘要值h₄₂；对接收的数据包m₄₂进行哈希计算，得到摘要值h^*₄₂，如果摘要值h₄₂与摘要值h^*₄₂相同，则数据包m₄₂安全组播源发送的，否则，不是； 

3.3)、对于数据包m_43，44在步骤3.1)得到联合摘要值H_m4的基础上，结合附着摘要值h₄₁，h₄₂计算得到摘要值h_43,44；对接收的数据包m_43，44同时进行哈希计算，得到摘要值h^*_43,44，如果摘要值h_43,44与摘要值h^*_43,44相同，则数据包m_43，44安全组播源发送的，否则，不是； 

3.4)、对于数据包m₂₁，根据数据包即位包中的根签名S_sig以及附着的联合摘要值H_m1计算出联合摘要值H₅，再结合摘要值H_3,4得到联合摘要值H_m2，最后结合附着摘要值h₂₂,h_23,24计算得到摘要值h₂₁；对接收的数据包m₂₁进行哈希计算，得到摘要值h^*₂₁，如果摘要值h₂₁与摘要值h^*₂₁相同，则数据包m₂₁安全组播源发送的，否则，不是； 

3.5)、对于数据包m₂₂在步骤3.4)得到联合摘要值H_m2的基础上，结合摘要值h₂₁,h_23,24计算得到摘要值h₂₂；对接收的数据包m₂₂进行哈希计算，得到摘要值h^*₂₂，如果摘要值h₂₂与摘要值h^*₂₂相同，则数据包m₂₂安全组播源发送的，否则，不是； 

3.6)、对于数据包m_23，24在步骤3.4)得到联合摘要值H_m2的基础上，结合附着摘要值h₂₁，h₂₂计算得到摘要值h_23,24；对接收的数据包m_23，24同时进行哈希计算，得到摘要值h^*_23,24，如果摘要值h_23,24与摘要值h^*_23,24相同，则数据包m_23，24安全组播源发送的，否则，不是； 

3.7)、对于数据包m_31～34其认证过程与步骤3.4)～3.6)相同； 

3.8)、对于数据包m₁₁，根据附着的根签名S_sig、联合摘要值H₅计算出联合摘要值H_m1，结合附着摘要值h₁₂,h_13,14,计算得到摘要值h₁₁；对接收的数据包 m₁₁进行哈希计算，得到摘要值h^*₁₁，如果摘要值h₁₁与摘要值h^*₁₁相同，则数据包m₁₁安全组播源发送的，否则，不是； 

3.9)、对于数据包m₁₂在步骤3.8)得到联合摘要值H_m1的基础上，结合附着摘要值h₁₁,h_13,14计算得到摘要值h₂₂；对接收的数据包m₁₂进行哈希计算，得到摘要值h^*₁₂，如果摘要值h₁₂与摘要值h^*₁₂相同，则数据包m₁₂安全组播源发送的，否则，不是； 

3.10)、对于数据包m_13，14在步骤3.8)得到联合摘要值H_m1的基础上，结合附着摘要值h₁₁，h₁₂计算得到摘要值h_13,14；对接收的数据包m_13，14同时进行哈希计算，得到摘要值h^*_13,14，如果摘要值h_13,14与摘要值h^*_13,14相同，则数据包m_13，14安全组播源发送的，否则，不是。 

2.根据权利要求1所述的安全组播源认证方法，其特征在于，所述的哈希计算为采用MD5，对树链根签名采用128字节的RSA(RSA：公钥加密算法)进行。