[发明专利]一种基于密钥动态协商的组播方法及相关装置

说明书

本申请公开了一种基于密钥动态协商的组播方法及相关装置，方法包括：分配参数子集给各接收节点；确定各接收节点中的目标接收节点，从参数集合中选取目标接收节点对应的参数生成发送集合，根据发送集合得到接收集合，接收集合和发送集合在参数集合中互为补集；根据发送集合的参数和、接收集合的参数和、第一素数和第一素数的本原元，建立中间变量和加密密钥；通过加密密钥对明文数据进行加密得到密文数据，发送密文数据、中间变量、目标接收节点的列表、第一素数和本原元到公共信道。解决了组播通信中密钥分配协商无法兼顾分配密钥数量与加密量和通信量的平衡问题，实现了密钥/参数数量、加密计算量及数据通信量之间的平衡和密钥的按需动态协商。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于密钥动态协商的组播方法及相关装置。

背景技术

在无线传感器网络或物联网等应用场景中，通常采用星型或树型网络结构。网络结构中的网关节点管理控制大量的传感器或终端，当网关节点需要给其他网络节点发送相同的数据时，一种方式是采用单播方式逐个发送，另一种方式是采用组播方式统一发送。为了防止数据泄露，需对发送的数据进行加密，这就涉及密钥分配和协商的问题。

假设有n个接收节点，网关节点要给其中k(1≤k≤n)个接收节点发送相同的数据，在发送前无法确定具体的接收节点时，第一种方式是给每个接收节点分配一个密钥，共需要分配n个密钥，对于同一数据需要加密k次，并采用单播方式发送给各目标节点；第二种方式是给每种可能的接收组合分配不同的密钥，共需分配2ⁿ-1个不同的密钥，对于同一数据仅需要加密一次，并采用组播的方式发送给各目标节点。显然，现有技术中要不就是加密计算量和数据通信量巨大，要不就是需要分配的密钥数量巨大，无法实现密钥数量、加密计算量及数据通信量之间的平衡，并且由于密钥是静态分配固定不变，容易遭受破解。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于密钥动态协商的组播方法及相关装置，用于解决组播通信中密钥分配协商无法兼顾分配密钥数量与加密量和通信量的平衡问题，实现了密钥/参数数量、加密计算量及数据通信量之间的平衡和密钥的按需动态协商。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于密钥动态协商的组播方法，所述方法包括：

S1、分配参数子集给各接收节点，所述参数子集与各所述接收节点对应的参数在参数集合中互为补集，所述参数集合由各所述接收节点对应的参数及公共参数组成，且各所述参数均不相等；

S2、确定各所述接收节点中的目标接收节点，从所述参数集合中选取所述目标接收节点对应的参数生成发送集合，根据所述发送集合得到接收集合，所述接收集合和所述发送集合在所述参数集合中互为补集；

S3、根据所述发送集合的参数和、所述接收集合的参数和、第一素数和所述第一素数的本原元，建立中间变量和加密密钥；

S4、通过所述加密密钥对明文数据进行加密得到密文数据，发送所述密文数据、所述中间变量、所述目标接收节点的列表、所述第一素数和所述第一素数的本原元到公共信道。

可选地，步骤S4，之后还包括：

当产生退出节点时，将所述退出节点对应的参数在所述参数集合的补集作为发送集合，将所述退出节点对应的参数作为接收集合；

根据所述发送集合的参数和、所述接收集合的参数和、第一素数和所述第一素数的本原元，建立中间变量和加密密钥；

通过所述加密密钥对所述退出节点对应的参数进行加密，得到第一加密参数，发送所述第一加密参数、所述中间变量、所述目标接收节点的列表、所述第一素数和所述第一素数的本原元到公共信道；

当接收到各所述接收节点发送的第一响应时，将所述退出节点对应的参数从所述参数集合中删除。

可选地，步骤S4，之后还包括：