Com a popularização da rede global, a Internet, as aplicações colaborativas ganharam destaque, sendo imprescindíveis nas mais diversas atividades pessoais e comerciais. Os avanços tecnológicos modernos trouxeram novas demandas de aplicações, com a inclusão de diversas funcionalidades em ambientes cooperativos como, por exemplo, a distribuição de dados multimídia sobre redes de comunicação. Entretanto, quando estas ferramentas são aplicadas em ambientes coletivos com muitos usuários, o uso das mesmas é deteriorado pelas limitações da rede. Protocolos Multicast possibilitam o uso destas aplicações colaborativas em razão de proporcionarem a redução do uso da rede para atividades coletivas, possibilitando a interação com dezenas, centenas ou milhares de usuários simultaneamente. Na medida em que as ferramentas colaborativas ganham espaço entre os usuários, surge também a necessidade do emprego de segurança entre grupos de usuários. Os grupos devem ser capazes de estabelecer comunicações Multicast seguras em que apenas os membros autorizados sejam hábeis a acessar os conteúdos veiculados pelo grupo. São exemplos de aplicativos que exigem Multicast seguro: videoconferências confidenciais, sincronismo de tabelas financeiras entre matriz e filiais, distribuição de vídeo e áudio para um grupo de assinantes, dentre inúmeras outras utilizações. A proteção do conteúdo do grupo é alcançada por meio de criptografia e as chaves devem ser atualizadas quando do ingresso de novo usuário ou na hipótese de desistência de algum membro do grupo. As técnicas de gerenciamento de chaves devem ser eficientes, tanto no aspecto de segurança, quanto no que pertine ao desempenho. Devem, ainda, possibilitar a sua utilização em grupos com quantidades massivas de usuários. Os objetivos do presente trabalho são, em suma, estudar os esquemas de gerenciamento de chaves de grupo, propor uma nova técnica cujo foco seja a minimização do uso dos recursos de rede em ambientes limitados, simular os modelos avaliados pelo simulador de rede NS-2 e analisar os impactos destes esquemas em aplicações colaborativas. Para tanto, desenvolveu-se um módulo para o NS-2 que permitiu ao simulador prover suporte ao gerenciamento de chaves, e, ainda, construíram-se dois aplicativos auxiliares para a geração de cenários e análise de resultados em simulações NS-2.

With the popularization of the Internet, collaborative applications have been gaining marketshare, becoming intrinsic to a wide range of personal and commercial activities. Modern technological improvement brought new demands for these applications, such as the inclusion of new features in cooperative environments, such as the distribution of multimedia data over communication networks. However, when these tools are applied to collective environments with many users, their usability is hindered by the network limits. Multicast protocols allow the use of these collaborative applications, since they reduce the necessary network bandwidth, allowing the interaction with tens, hundreds or thousands of users simultaneously. As collaborative tools become more popular among users, there comes also the problem of security in user groups. The groups must be able to establish secure multicast communications in which only the authorized members can access the content distributed to the group. Examples of applications which demand secure multicast are confidential videoconferences, synchronization of financial tables between the headquarter and filials, distribution of video and audio to a group of users, among many others. The protection of group contents is achieved by cryptography and the keys must be updated whenever a new users joins or leaves the group. The techniques for key management must be eficient, in terms of security and performance, and also be passible of use in groups with massive amounts of users. The goals of this work are: to study the group key management systems, to propose a new technique whose focus is to minimize the use of network resources in limited environments, to simulate the models evaluated by the network simulator NS-2 and to analyze the impacts of these systems in collaborative applications. For that, a module for NS-2 has been developed that allows the simulator to provide support to key management and, moreover, two auxiliar applications were written to generate the scenarions and analyse the simulations returned by NS-2.