前向后向安全性优化措施

由于OMEDP方案不能抵御合谋攻击，因此OMEDP方案也不能保证前向和后向安全性，当有超过门限值数量的节点加入或退出时，它们可以合谋得到加入前或加入后的密文。在IKMS加密方案中，密文的安全性取决于加密密钥，而加密密钥不仅由主密钥Qs控制，而且也受到加密者随机选择随机数r控制，因此即使主密钥Qs泄漏，单个攻击者也不能恢复出加密密钥。方程f（x）、g1（x）、g2（x）的系数对新加入者和退出者都是未知的，因此新加入者和退出者不能根据方程计算密钥碎片，当节点加入网络中时，KMC更新方程g2（x），并更新对应的值，使得新加入者在解密中使用只能恢复出更新后的主密钥而由于新加入者没有不能恢复更新前的主密钥Qs=Sk1Sk2P，从而保证了密钥更新的后向安全性；当节点退出网络时，同理KMC更新方程g2（x），并更新对应的值，使得退出者在解密中只能恢复出更新前的主密钥Qs=Sk1Sk2P，而由于没有不能恢复出更新后的主密钥从而保证了前向安全性。

表3.1 IKMS与OMEDP更新性能比较(www.xing528.com)

在IKMS方案中，非加入或退出节点无需更新自己的秘密值，因此消息开销和网络负载为零，KMC为重新计算主密钥，需要重新对V*和的值更新，新节点加入时计算量为α+（n+1）（β-1）次倍加运算，节点退出时，计算量为α+（n-1）（β-1）次倍加运算。在OMEDP方案中，当有节点加入或退出时，为了前向和后向安全性，需要重新执行协议一次，为每个成员发送新的秘密主密钥碎片，设门限密钥方程的次数也为α+β-2次，且加密者拥有x份碎片，解密者拥有y份碎片，因此一旦成员加入，重新选择方程计算主密钥碎片，执行x+（n+1）（y-1）次倍加运算。同理节点退出时，执行x+（n-1）（y-1）次倍加运算，为网络成员重新分配秘密主密钥碎片，需要为剩余的节点通过安全信道发送n+1次消息和n-1次消息。每个接受者接受的密钥碎片数量为β，因此网络负载分别为（n+1）βN1和（n-1）βN1。从以上更新性能对比可以看出，两种方案在计算开销上等同，但IKMS在消息开销和网络负载具有更好的性能，且无需保证全网络成员在密钥管理中的同步性。