Phương pháp mã hóa phát sóng hoàn chỉnh trong các tập hợp con và phân tích của nó

Designs, Codes and Cryptography - Tập 66 - Trang 335-362 - 2012
Sanjay Bhattacherjee1, Palash Sarkar1
1Applied Statistics Unit, Indian Statistical Institute, Kolkata, India

Tóm tắt

Phương pháp chênh lệch tập hợp con (SD) do Naor, Naor và Lotspiech đề xuất là phương pháp mã hóa phát sóng (BE) phổ biến nhất. Nó phù hợp cho các ứng dụng thời gian thực như Pay-TV và đã được đề xuất để sử dụng bởi tiêu chuẩn AACS cho quản lý quyền kỹ thuật số trên đĩa Blu-Ray và HD-DVD. Phương pháp SD giả định số lượng người dùng là số mũ của hai. Chúng tôi đề xuất phương pháp chênh lệch tập hợp con cây hoàn chỉnh (CTSD) cho phép hệ thống hỗ trợ một số lượng người dùng tùy ý. Cụ thể, nó bao hàm phương pháp SD và tất cả các kết quả đã được chứng minh cho phương pháp CTSD cũng giữ nguyên đối với phương pháp SD. Các công thức hồi quy được thu được cho phương pháp CTSD để đếm số cách có thể thực hiện việc thu hồi r người dùng trong hệ thống gồm n người dùng, dẫn đến một chi phí truyền tải hoặc chiều dài đầu của h. Các công thức hồi quy dẫn đến một thuật toán lập trình động thời gian đa thức để tính toán N(n, r, h). Hơn nữa, chúng cung cấp các giới hạn về chiều dài đầu tối đa có thể. Một phân tích xác suất được thực hiện để có được một thuật toán thời gian O(r log n) nhằm tính toán chiều dài đầu mong đợi trong phương pháp CTSD. Thêm vào đó, đối với phương pháp SD, chúng tôi thu được một giới hạn trên rõ ràng về chiều dài đầu mong đợi.

Từ khóa

#mã hóa phát sóng #chênh lệch tập hợp con #AACS #quản lý quyền #phân tích xác suất #lập trình động

Tài liệu tham khảo

AACS: Advanced Access Content System, http://www.aacsla.com . Asano T.: A revocation scheme with minimal storage at receivers. In: Zheng Y. (ed.) ASIACRYPT. Lecture Notes in Computer Science, vol. 2501, pp. 433–450. Springer, New York (2002). Attrapadung N., Kobara K., Imai H.: Sequential key derivation patterns for broadcast encryption and key predistribution schemes. In: Laih, C.-S. (ed.) ASIACRYPT. Lecture Notes in Computer Science, vol. 2894, pp. 374–391. Springer, New York (2003) Austrin P., Kreitz G.: Lower bounds for subset cover based broadcast encryption. In: Vaudenay, S. (ed) AFRICACRYPT. Lecture Notes in Computer Science, vol. 5023, pp. 343–356. Springer, New York (2008) Berkovits S.: How to broadcast a secret. In: Davies, D.W. (ed) EUROCRYPT. Lecture Notes in Computer Science, vol. 547, pp. 535–541. Springer, New York (1991) Boneh D., Franklin M.K.: An efficient public key traitor tracing scheme. In: Wiener, M.J. (eds.) CRYPTO. Lecture Notes in Computer Science, vol. 1666, pp. 338–353. Springer, New York (1999) Boneh D., Gentry C., Waters B.: Collusion resistant broadcast encryption with short ciphertexts and private keys. In: Shoup, V. (ed) CRYPTO. Lecture Notes in Computer Science, vol. 3621, pp. 258–275. Springer, New York (2005) Bhattacherjee S., Sarkar P.: An analysis of the Naor-Naor-Lotspiech subset difference algorithm (for possibly incomplete binary trees). In: Augot D., Canteaut A. (eds.) Workshop on Coding and Cryptography, April 11–15, 2011, Workshop on Coding and Cryptography, pp. 483–492. INRIA (2011). Chor B., Fiat A., Naor M.: Tracing traitors. In: Desmedt, Y. (ed.) CRYPTO Lecture Notes in Computer Science, vol. 839, pp. 257–270. Springer, New York (1994) Dodis Y., Fazio N.: Public key trace and revoke scheme secure against adaptive chosen ciphertext attack. In: Desmedt, Y. (ed.) Public Key Cryptography. Lecture Notes in Computer Science, vol. 2567, pp. 100–115. Springer, New York (2003) Eagle C., Omar M., Panario D., Richmond B.: Distribution of the number of encryptions in revocation schemes for stateless receivers. In: Roesler U., Spitzmann J., Ceulemans M.-C. (eds.) Fifth Colloquium on Mathematics and Computer Science. DMTCS Proceedings, vol. AI, pp. 195–206. Discrete Mathematics and Theoretical Computer Science (2008). Fiat A., Naor M.: Broadcast encryption. In: Stinson, D.R. (ed) CRYPTO Lecture Notes in Computer Science, vol. 773., pp. 480–491. Springer, New York (1993) Fiat A., Tassa T.: Dynamic traitor tracing. J. Cryptol. 14(3), 211–223 (2001) Gentry C., Waters B.: Adaptive security in broadcast encryption systems (with short ciphertexts). In: Joux, A. (ed) EUROCRYPT. Lecture Notes in Computer Science, vol. 5479, pp. 171–188. Springer, New York (2009) Goodrich M.T., Sun J.Z., Tamassia R.: Efficient tree-based revocation in groups of low-state devices. In: Franklin, M.K. (ed) CRYPTO. Lecture Notes in Computer Science, vol. 3152, pp. 511–527. Springer, New York (2004) Halevy D., Shamir A.: The LSD broadcast encryption scheme. In: Yung, M. (ed.) CRYPTO. Lecture Notes in Computer Science, vol. 2442, pp. 47–60. Springer, New York (2002) Jho N.-S., Hwang J.Y., Cheon J.H., Kim M.-H., Lee D.H., Yoo E.S.: One-way chain based broadcast encryption schemes. In: Cramer, R. (ed.) EUROCRYPT. Lecture Notes in Computer Science, vol. 3494, pp. 559–574. Springer, New York (2005) Jiang S., Gong G.: Multi-service oriented broadcast encryption. In: Wang, H., Pieprzyk, J., Varadharajan, V. (ed.) ACISP. Lecture Notes in Computer Science, vol. 3108, pp. 1–11. Springer, New York (2004) Kiayias A., Yung M.: Self protecting pirates and black-box traitor tracing. In: Kilian, J. (ed.) CRYPTO. Lecture Notes in Computer Science, vol. 2139, pp. 63–79. Springer, New York (2001) Liu Y.-R., Tzeng W.-G.: Public key broadcast encryption with low number of keys and constant decryption time. In: Cramer, R. (ed.) Public Key Cryptography. Lecture Notes in Computer Science, vol. 4939, pp. 380–396. Springer, New York (2008) Luby M., Staddon J.: Combinatorial bounds for broadcast encryption. In: Nyberg, K. (ed.) EUROCRYPT. Lecture Notes in Computer Science, vol. 1403, pp. 512–526. Springer, New York (1998) Martin T., Martin K.M., Wild P.R.: Establishing the broadcast efficiency of the subset difference revocation scheme. Des. Codes Cryptogr. 51(3), 315–334 (2009) Naor M., Pinkas B.: Threshold traitor tracing. In: Krawczyk, H. (ed.) CRYPTO. Lecture Notes in Computer Science, vol. 1462, pp. 502–517. Springer, New York (1998) Naor D., Naor M., Lotspiech J.: Revocation and tracing schemes for stateless receivers. In: Kilian, J. (ed.) CRYPTO.Lecture Notes in Computer Science, vol. 2139, pp. 41–62. Springer, New York (2001) Park E.C., Blake I.F.: On the mean number of encryptions for tree-based broadcast encryption schemes. J. Discret. Algorithms 4(2), 215–238 (2006) Padró C., Gracia I., Molleví S.M., Morillo P.: Linear key predistribution schemes. Des. Codes Cryptogr. 25(3), 281–298 (2002) Padró C.: Gracia I., Molleví S.M., Morillo P.: Linear broadcast encryption schemes. Discret. Appl. Math. 128(1), 223–238 (2003) Padró C., Gracia I., Molleví S.M.: Improving the trade-off between storage and communication in broadcast encryption schemes. Discret. Appl. Math. 143(1–3), 213–220 (2004) Phan D.H., Pointcheval D., Strefler M.: Security notions for broadcast encryption. In: Lopez, J., Tsudik, G. (ed.) ACNS. Lecture Notes in Computer Science, vol. 6715, pp. 377–394. Springer, New York (2011) Silverberg A., Staddon J., Walker J.L.: Efficient traitor tracing algorithms using list decoding. In: Boyd, C. (ed.) ASIACRYPT Lecture Notes in Computer Science, vol. 2248., pp. 175–192. Springer, New York (2001) Stinson D.R.: On some methods for unconditionally secure key distribution and broadcast encryption. Des. Codes Cryptogr. 12(3), 215–243 (1997) Stinson D.R., Wei R.: Combinatorial properties and constructions of traceability schemes and frameproof codes. SIAM J. Discret. Math. 11(1), 41–53 (1998)