由於本論文所提的協定之運用環境是 Ad Hoc 無線網路,在此環境之下除了 安全面的議題之外,如何讓無線終端設備的使用更省電也是近起年來大家所努力 的目標,換句話說,效率面也是一直是被大眾所重視的,包括完成協定的傳輸效 率及運算複雜度,在合於安全性的要求之內,最理想的是整個協定的傳輸效率愈 快愈好,而運算複雜度愈低愈好,綜合所參考的文獻[8][9],以下有幾個指標,
常被用來衡量金鑰協定的效率:
[傳輸效率衡量]
9 回合數 (Round)
回合數是指在會議金鑰建立的過程中,所有參與會議的群組成員為了完 成整個金鑰協定而必須執行的回合次數,本論文在此是以同步回合次數 (Synchronous Rounds)為衡量的指標,即假設不同成員間的合作可以同 步進行。
9 訊息量 (Message)
當群組中的一位成員將一份資料封包傳給另外一個群組成員時,計為訊 息量的一個基本單位,此訊息量指標的值即是指當金鑰協定執行的過程 中,所有會議成員依據金鑰協定所需傳遞訊息次數的總合,本論文在此 又將其細分成群體播送(multicast)及單點播送(unicast)二種。
9 合併訊息量是否增加 (Combined Message Size Grows)
當成員間合作時,某成員送給下一成員的資料往往是利用前一驟時與前
一成員合作後的結果所計算產生,此指標便是判斷合作過程中,成員間 傳遞的資料量是否隨著合作次數的增加而增加。
[運算複雜度衡量]
9 Diffie-Hellman 金鑰交換(DH Key Exchange)次數
在所探討比較的會議金鑰協定中,大部份都是基於 Diffie-Hellman 金鑰 交換的方法,而此衡量指標便是記錄整個金鑰協定的執過程中,執行到 Diffie-Hellman 金鑰交換的次數。
9 運算處理 (Computation)
指參與會議的各別成員,為了完成此金鑰協定所需執行的運算,由於不 同的金鑰協定所利用到的運算方法可能會不同,而這個指標可以看出一 個成員在運算上的負擔,愈簡單的運算對於設備省電愈有幫助。
通常在一個會議金鑰協定中,金鑰建立階段是最費時費力的,因為所有會議 的成員都必須參與該協定,所以依據前述的效率衡量指標,本論文對於金鑰協定 中產生起始金鑰的演算法,利用一個表格列出本論文所探討過的金鑰協定與本論 文所提出的金鑰協定之比較:
表 4-2. 位於表 4-3.中的符號說明
符號 說明
n 群組成員的數量
i
成員的代號H
雜湊函式(hash function)的執行X
XOR 運算的執行E
對稱式加密法中加密動作的執行D
對稱式加密法中解密動作的執行E x 指數運算
表 4-3. 會議金鑰協定之效率評估比較
G-DH.2 Hypercube DH-LKH
Huang &
Chang
The proposed method
Message Size Grows
DH-LKH、Huang & Chang 的方法來得多,這是因為本論文所提的方法中多 加入了成員間的相互身份認證(Mutual Authentication),所以必需多耗些回
合,但卻可以達到避免某些惡意攻擊之效用。
2. 在傳輸訊息量方面:
在群播的訊息量方面,雖然本論文所提的方法比 GDH.2 多一次,與 Huang &
Chang 方法同樣多次,但就單一個廣播訊息的內容大小而言,其兩者的方法 皆會受群組成員數量的影響,而本論文所提的方法並不會,即同樣一次的廣 播,所傳送的訊息內容大小是小很多的;在單點播送的訊息量方面,本論文 所提方法之傳送的資料量會比其它的方法大,這也是因為多加入成員相互身 份認證機制的原故。
3. 在合併訊息量是否增加方面:
在 GDH.2、DH-LKH、Huang & Chang 的方法中,某些成員所傳送的資料量,
是將部份資訊合併後一起送出,因此隨著回合的進行,所傳送的資料量會愈 來愈大,但本論文所提的方法中,每一位成員所傳送的資料量皆是固定的,
除了可提升成員合作時的傳輸效率之外,也較不容易有傳送資料遺失的問題。
4. 在 DH 金鑰交換次數方面:
由於 GDH.2、Hypercube、DH-LKH 方法是基於 Diffie-Hellman 金鑰交換的基 礎之上,所以皆會用到一次以上的 DH 金鑰交換運算,即運算複雜度較高的 模指數運算,而本論文所提的方法與 Huang & Chang 的方法同樣是以 XOR 運算為基礎,完全不會用到 DH 金鑰交換運算,就運算速度上而言是較有效 率的。
5. 在運算處理方面:
在 GDH.2、Hypercube、DH-LKH 方法中,每個成員所需的運算次數皆會隨 著成員數目的增加而遞增,在 Huang & Chang 的方法中,其最後一個秘密貢 獻者(成員 ),也是會有這樣的問題,而本論文所提的方法中,每一個成員 的運算次數皆是常數,就算是最後一個秘密貢獻者其計算次數也與成員數目 無關,並不會隨著成員數目的增加而遞增,因此當成員總數目很大時,運算 效率上的改善相當顯著。
Mn
五.結論與未來研究方向
在本章中,對於本論文研究做個簡單的結論,說明本論文的貢獻,並且對未 來的研究方向提出一些建議。