WSN中的无证书认证和密钥协商协议

由于无线传感器网络节点在能量、计算能力和存储能力等方面的局限性,传统的网络认证密钥协商协议难以直接应用到无线传感器网络中。为此,基于无证书的公钥密码体制,提出一种适用于无线传感器网络的认证和密钥协商协议,克服传统公钥认证的证书管理问题和基于身份认证的密钥托管问题。通过分析证明该协议满足认证协议各方面的安全属性要求,与已有的认证密钥协商协议相比,系统开销更少。     

WSN中基于ECC的轻量级认证密钥协商协议

为解决无线传感器网络密钥管理与认证协议设计中由于节点频繁移动所带来的计算量、存储量等资源消耗过大问题,提出了一种基于ECC的轻量级认证密钥协商协议。该协议主要用于网络中任意用户节点之间,以及用户节点与网络之间的双向认证和会话密钥的协商。方案采用ECC进行会话密钥协商,结合AES对称密钥加密技术保证信息传输过程的保密性。与传统的密钥协商协议相比,能够在更小的密钥量下提供更大的安全性,并减少了对节点计算量和存储量的需求。该协议在ID-BJM安全模型下证明了其安全性。分析结果表明,该协议满足前后向安全性和PKG前向安全性。     

一种车载mesh网络漫游匿名接入认证协议

无线mesh网络的特性使它面临着比传统无线网络更大的安全挑战。其安全解决方案必须兼顾安全性和应用环境等因素。用户节点的接入认证与密钥协商是节点漫游时最基本的安全协议,是安全路由等协议的实现基础。在多跳车载mesh网络用户节点接入认证中,用户身份信息的保护非常重要,然而有关车载mesh网络用户节点漫游时的匿名认证的研究较少,为此,在充分考虑无线mesh网络自身特点的基础上,结合基于Hash和Diffie-Hellman算法,提出一种高效的用户节点匿名接入认证与密钥协商协议。分析发现,该协议不仅可以满足安全性需求,在现实应用中也是可行的。     

一种无线传感器网络用户认证与密钥协商协议

随着无线传感器网络的发展,外部用户可以直接访问传感器内部节点获取信息,因此如何认证外部用户的身份,只允许授权用户获取节点数据,保证传输数据的保密性和完整性,已成为当前无线传感器网络研究的热点问题.本文基于用户口令和智能卡提出一个无线传感器网络用户认证与密钥协商协议,协议中采用哈希和异或运算实现主体的身份认证和密钥协商功能.为了分析协议的安全性,本文扩展了串空间理论,构造了分析无线传感器网络认证与密钥协商协议的形式化方法,证明了协议的安全性.最后,文中分析了协议的执行效率,并与同类协议进行了比较.     

基于格的无线传感器网络密钥协商协议

目前大多数密钥协商协议的安全性都是建立在大整数分解、离散对数问题等传统数论难解问题上,但这些问题已经 被证明不能够抵抗量子攻击,为了避免后量子时代的安全危机,利用格上坚实的安全基础和更高的计算效率,提出了一种基于格的无线传感器网络密钥协商协议。该协议采用格上无需原像抽样操作的算法,通过概率输出认证信息,使输出认证信息的分布与认证主体的私钥无关,传感器节点仅需较少的步骤,就能够以很高的概率进行密钥协商。理论分析与结果表明:传感器节点之间只在需要通信时才建立相应配对密钥,节点之间能相互验证密钥的有效性,可以抵抗假冒、重放和伪造等攻击。该方案在增强网络安全性的同时有效的减少了节点的通信能耗。     

新的适用于WSN网络的双方认证密钥协商协议

在无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中,如何消耗较小的计算量建立传感器之间的身份认证和会话密钥一直是学界研究的热点。基于椭圆曲线密码体制设计了一种新的认证密钥协商协议。之后对新协议进行了安全性分析和性能分析。分析结果表明,新方案在确保自身安全的前提下,以较小的计算代价实现了WSN网络节点之间的安全密钥协商目标。     

无线传感网动态可认证群组密钥交换协议

无线传感器网络中节点电池电量有限、节点计算能力及存储能力受限,使得现有的大部分群组密钥交换技术不适用于无线传感器网络。针对该问题,提出一种动态的可认证群组密钥交换协议。采用双线性映射技术实现无线传感器网络中节点之间的群组密钥交换。该协议具有可认证性,避免群组密钥交换过程中遭到欺骗攻击及中间人攻击;具有动态性,适用于无线传感器网络节点动态部署;在双线性计算Diffie-Hellman(bilinear computation Diffie-Hellman,BCDH)困难性假设下是可证安全的。分析结果表明,该协议具有较高的安全性和较好的性能。     

无线传感器网络密钥分配方法研究

研究无线网络安全设计,应优化加密方法.密钥分配是无线传感器网络的安全基础.传统密钥管理方案使传感器节点之间共享密钥,传感器节点之间出现能量消耗不均衡现象,引起整个网络安全性降低.为了提高网络安全性,提出一种基于能量均衡的网络密钥分配方案.方案首先根据传感器节点的能量建立源和目的传感节点之间的多条不相交路径,根据传能量最小和最大原理为源和目的传感器节点之间建立一条最优传感器节点不相交路径作为协商路径密钥的通道.仿真结果表明,改进密钥分配方案使网络能量更加均衡,提高了网络的安全性,是一种低能耗、安全性好的密钥管理方案.     

一种高效无线传感器网络认证及密钥协商方案

随着无线传感器网络在社会各个领域的渗透,其安全机制的研究一直是无线传感器网络的研究热点。在分析了无线传感器网络中认证及密钥协商方案设计时应满足条件的基础上,基于单向HASH函数和对称密码算法,设计了无线传感器网络中传感器节点间一种高效的认证及密钥协商方案。并从互认证、会话密钥、可抵御攻击等方面对该方案的安全性进行了分析,说明了该方案的安全性能较好,可有效抵御典型攻击行为;详细比较该方案和现有类似方案的运行性能,结果表明,该方案在存储容量需求、计算复杂性和通信带宽需求方面均优于现有方案。     

自认证公钥的无线传感器网络密钥协商协议

自认证公钥密码不需要证书管理,不存在密钥托管问题,非常适用于资源受限的无线传感器网络.但现有的自认证公钥传感网密钥协商协议存在安全性低和能量消耗大的缺点.首先分析并指出Yoon等人提出的协议不能抵抗密钥泄漏伪装攻击;然后采用MTI协议族的"隐式认证"的思想,基于椭圆曲线Diffie-Hellman假设,设计了一个新的基于自认证公钥体制的认证密钥协商协议WSN-AKA.该协议是第1个可证明安全的传感器网络自认证公钥体制密钥协商协议.与现有协议相比,该协议不仅安全性更高,而且因其密钥协商只需两次消息传递,其通信效率也最高而能耗最少.     

无线传感器网络安全路由协议的设计与分析

路由安全是无线传感器网络安全的关键因素,而现有的无线传感器网络路由协议在设计时都没有充分考虑安全问题。在充分考虑网络路由协议攻击方法和无线传感器网络自身特点的基础上,结合基于ID的认证密钥协商技术以及秘密共享技术,提出了无线传感器网络路由的安全策略及其设计思想。同时,在路由建立阶段增加安全机制,提出了一种较优的安全路由协议。经过安全性分析,该路由协议可防御虚假路由信息、Sybile、确认欺骗等常见攻击。     

WSN中一种基于身份的短签名广播认证协议

广播认证是传感器网络中很重要的安全服务,它允许发送者通过安全的方式广播信息给多个节点。无线传感器网络中的μTESLA、M-μTESLA等基于消息认证码的广播认证协议存在一些不足,加上最近的研究显示,基于双线性对的加密算法可应用于资源有限的传感器节点。本文介绍一种高效的基于身份的无证书短签名协议,它拥有目前最短的签名长度160bits,计算量相比其他公钥签名低得多,还能提供认证多个基站的广播信息的功能。基于MICA2DOT平台对其通信和计算能量消耗进行分析,以及对该协议的其他性能的分析,得出该协议引入的能量消耗小,满足广播认证的一些重要性质,适合无线传感器网络环境。     

面向多网关的无线传感器网络多因素认证协议

无线传感器网络作为物联网的重要组成部分,广泛应用于环境监测、医疗健康、智能家居等领域.身份认证为用户安全地访问传感器节点中的实时数据提供了基本安全保障,是保障无线传感器网络安全的第一道防线;前向安全性属于系统安全的最后一道防线,能够极大程度地降低系统被攻破后的损失,因此一直被学术及工业界视为重要的安全属性.设计面向多网关的可实现前向安全性的无线传感器网络多因素身份认证协议是近年来安全协议领域的研究热点.由于多网关无线传感器网络身份认证协议往往应用于高安全需求场景,一方面需要面临强大的攻击者,另一方面传感器节点的计算和存储资源却十分有限,这给如何设计一个安全的多网关无线传感器网络身份认证协议带来了挑战.近年来,大量的多网关身份认证协议被提出,但大部分都随后被指出存在各种安全问题.2018年,Ali等人提出了一个适用于农业监测的多因素认证协议,该协议通过一个可信的中心(基站)来实现用户与外部的传感器节点的认证;Srinivas等人提出了一个通用的面向多网关的多因素身份认证协议,该协议不需要一个可信的中心,而是通过在网关之间存储共享秘密参数来完成用户与外部传感器节点的认证.这两个协议是多网关无线传感器网络身份认证协议的典型代表,分别代表了两类实现不同网关间认证的方式:1)基于可信基站,2)基于共享秘密参数.分析指出这两个协议对离线字典猜测攻击、内部攻击是脆弱的,且无法实现匿名性和前向安全性.鉴于此,本文提出一个安全增强的可实现前向安全性的面向多网关的无线传感器网络多因素认证协议.该协议采用Srinivas等协议的认证方式,即通过网关之间的共享秘密参数完成用户与外部传感器节点的认证,包含两种典型的认证场景.对新协议进行了BAN逻辑分析及启发式分析,分析结果表明该协议实现了双向认证,且能够安全地协商会话密钥以及抵抗各类已知的攻击.与相关协议的对比结果显示,新协议在提高安全性的同时,保持了较高的效率,适于资源受限的无线传感器网络环境.     

基于秘密共享的无线传感器网络广播密钥分发协议

在无线传感器网络中,能量消耗主要集中在节点之间的通信上,节点计算所消耗的能量远小于通信所消耗的能量。由于无线传感器网络的"一对多"和"多对一"通信模式,广播是节约能量的主要通信方式。为了保证广播实体和消息的合法性和保密性,必须首先解决无线传感器网络广播密钥安全分发问题。本文在充分考虑无线传感器网络自身特点的基础上,基于Shamir的门限秘密共享方案,提出了椭圆曲线双线性对上的无线传感器网络广播密钥分发协议,并对其进行安全性和性能分析。分析发现,该协议不仅满足安全性要求,同时,能够适合无线传感器网络的特殊应用要求。     

对两个无线传感器网络中匿名身份认证协议的安全性分析

针对设计安全高效的无线传感器网络环境下匿名认证协议的问题,基于广泛接受的攻击者能力假设,采用基于场景的攻击技术,对新近提出的两个无线传感器网络环境下的双因子匿名身份认证协议进行了安全性分析。指出刘聪等提出的协议(刘聪,高峰修,马传贵,等.无线传感器网络中具有匿名性的用户认证协议.计算机工程,2012,38(22):99-103)无法实现所声称的抗离线口令猜测攻击,且在协议可用性方面存在根本性设计缺陷;指出闫丽丽等提出的协议(闫丽丽,张仕斌,昌燕.一种传感器网络用户认证与密钥协商协议.小型微型计算机系统,2013,34(10):2342-2344)不能抵抗用户仿冒攻击和离线口令猜测攻击,且无法实现用户不可追踪性。结果表明,这两个匿名身份认证协议都存在严重安全缺陷,不适于在实际无线传感器网络环境中应用。     

一种双向认证Ad hoc安全路由协议的研究

由于网络拓扑的动态性、无线链路的多跳性，传统路由协议不能保证Adhoe网络的路由安全．文章提出一种双向认证Ad hoe安全路由协议——MASRP（mutual authenticated secure Ad hoc routing protocol）协议，通过在按需路由发现的同时实现端到端节点的身份认证和一次性会话密钥的交换，以保障路径发现的正确性和数据端到端传输的可靠性，提高路由协议的安全性．协议的安全性在BAN逻辑分析下得到证明．     

无线传感器网络中基于临时初始密钥的密钥管理协议

针对网络中相邻节点对通信、局部广播通信及新节点认证中的安全问题,提出无线传感器网络中基于临时初始密钥的密钥管理协议-PLA协议.该协议要求在网络部署的时候为每个节点分配唯一的标识符和一个临时初始密钥.节点基于临时初始密钥和相关信息建立用于节点对之间通信的密钥(Pairwise Key,简称点对密钥)、用于与其所有邻居节点同时通信的局部广播密钥(Local Broadcast Key,简称局部广播密钥)以及用于认证新加入节点的认证密钥(Authentication Key,简称认证密钥).与现有协议如LEAP协议和OTMK协议相比较,该协议降低了能耗,提高了安全性.     

一种新的传感器网络密钥分配方案

密钥分配对于无线传感器网络（WSN）的安全起着基础性作用。由于传感器网络规模大、节点资源非常受限等特点,传统的基于公钥和可信任密钥分配中心等方式不能使用。提出了一种新的WSN密钥分配方案,并对其存储量、通信量、计算量和安全性进行了分析。该方案基于安全两方计算,计算负载小,安全性高,适合传感器网络。