时间约束下基于位置的数字签名协议
发布时间：2021-02-26 07:51
物联网是信息行业发展到21世纪的新兴领域,可用于收集大量与位置和时间相关的信息,如智能消防、智能交通、环境监测等等。显然这些数据中的位置和时间信息在一些物联网应用中扮演着重要的角色。例如在火警系统中,火警信息的产生地以及产生时间;车载系统中,道路交通状况信息的发送地以及发送时间;无人机数据采集系统中,数据的采集地和采集时间等。在这些环境下,数据的时间属性和空间属性都显得极其重要。然而,如何保障这些时空敏感数据的安全成为了一个挑战。一方面,需要提供数据的完整性属性;另一方面,需要确保数据源的位置和消息发送的时间信息是不可伪造的。本文结合了位置密码学和数字签名方案,将其作为一种解决物联网中时空敏感数据安全问题的方案。并在现有技术的基础之上,考虑到物联网中移动数据的数据篡改、时空敏感数据的数据源验证和数据发送时间验证三大问题,设计了三维空间中时间约束下基于位置的数字签名协议。本文主要研究成果体现在以下几个方面:1.构建了时间约束下基于位置数字签名协议的系统模型。分析了协议可能面临的安全威胁和敌手攻击模型,给出了基于位置数字签名协议分别在静态环境下和动态环境下的算法结构和安全定义。2.设计了时...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１物联网逻辑架构??
?Ｄｏｒａ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??图３．１基于位置数字签名方案??基于位置数字签名方案的系统模型如图３．１所示。当需要发送一条消息时，主??要有三类参与者：１．数据发送方；２．地标；３．数据接收方。??数据发送方（Ｄａｔａ?Ｓｅｎｄｅｒ）。在信息交流过程中，一方将信总输出，另一方则是信??息接收。信息输出方就是发送方。例如，车载网络中汽车发送实时路况的信息，无??人机发送实地采集的信息，其中汽车与无人机都属于数据发送方。??地标（Ｌａｎｄｍａｒｋ）。我们认为地标是可信第三方。数据发送方选择分布在它周围??的地标进行交互，地标的作用是确定数据发送方的位置，并在确认之后发布相关的??临时证书来提供数据发送方的公钥。??数据接收方（Ｄａｔａ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）。信息交流中，信息接收的一方称为数据接收方。数??据接收方将验正消息的时空属性，即验证消息是在某一确定时刻在某一确定地点由??数据发送方所发出的。??协议的过程由以上三类参与者构成。数据发送方首先向地标（对于三维空间，??至少需要四个地标）
西安电子科技大学硕士学位论文（３）动态签名者适应性选择消息攻击的不可伪造性（Ｄｙｎａｍｉｃ?Ｅｘｉｓｔｅｎｔｉａｌ?Ｕｎｆｉｔｙ?ａｇａｉｎｓｔ?Ｃｈｏｓｅｎ?Ｏｎｅ?Ｍｅｓｓａｇｅ?Ａｔｔａｃｋ，?Ｄ－ＥＵ－ＣＯＭＡ）：?对于任意概率多?项ｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ?ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ?ｔｉｍｅ，简称ＰＰＴ）的动态签名者，当它的发生位置变动伪造成原位置产生签名（ｍＶ）正确的概率是可忽略的，即??Ｐｒｏｂ［（ｍ＼?ａ）?Ｆｓｉｇｎａｔｕｒｅ（ｓ，ｍ．ｐ．Ｔ）：??／?＇?ｖ）?＊＜—?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ｐ＾ＴＡｋ）］ｍ?＾?ｍ］ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ｍ＼ａ＼ｖ＼ｐ．Ｔ）?＝?１］?＜?ｓ（ｋ）．??显然，文献［３３］中提出的方案只适用于静态发送者，即满足Ｓ－ＥＵ－ＣＭＡ的满足Ｄ－ＥＵ－ＣＯＭＡ的定义。??协议的整体设计流程??初始化阶段位置验证阶段
【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网安全综述[J]. 张玉清,周威,彭安妮. 计算机研究与发展. 2017(10)
[2]Universally composable secure positioning in the bounded retrieval model[J]. ZHANG JunWei,MA JianFeng,YANG Chao,YANG Li. Science China（Information Sciences）. 2015(11)
[3]基于位置密钥交换的UC安全模型[J]. 张俊伟,马卓,马建峰,姬文江. 计算机研究与发展. 2014(02)
[4]物联网定位与位置感知研究[J]. 肖竹,王东,李仁发,易克初. 中国科学:信息科学. 2013(10)
[5]不使用双线性对的无证书签密方案[J]. 朱辉,李晖,王育民. 计算机研究与发展. 2010(09)
[6]高效的基于ID的无证书签名方案[J]. 刘景伟,孙蓉,马文平. 通信学报. 2008(02)
本文编号：3052290
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１物联网逻辑架构??
?Ｄｏｒａ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??图３．１基于位置数字签名方案??基于位置数字签名方案的系统模型如图３．１所示。当需要发送一条消息时，主??要有三类参与者：１．数据发送方；２．地标；３．数据接收方。??数据发送方（Ｄａｔａ?Ｓｅｎｄｅｒ）。在信息交流过程中，一方将信总输出，另一方则是信??息接收。信息输出方就是发送方。例如，车载网络中汽车发送实时路况的信息，无??人机发送实地采集的信息，其中汽车与无人机都属于数据发送方。??地标（Ｌａｎｄｍａｒｋ）。我们认为地标是可信第三方。数据发送方选择分布在它周围??的地标进行交互，地标的作用是确定数据发送方的位置，并在确认之后发布相关的??临时证书来提供数据发送方的公钥。??数据接收方（Ｄａｔａ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）。信息交流中，信息接收的一方称为数据接收方。数??据接收方将验正消息的时空属性，即验证消息是在某一确定时刻在某一确定地点由??数据发送方所发出的。??协议的过程由以上三类参与者构成。数据发送方首先向地标（对于三维空间，??至少需要四个地标）
西安电子科技大学硕士学位论文（３）动态签名者适应性选择消息攻击的不可伪造性（Ｄｙｎａｍｉｃ?Ｅｘｉｓｔｅｎｔｉａｌ?Ｕｎｆｉｔｙ?ａｇａｉｎｓｔ?Ｃｈｏｓｅｎ?Ｏｎｅ?Ｍｅｓｓａｇｅ?Ａｔｔａｃｋ，?Ｄ－ＥＵ－ＣＯＭＡ）：?对于任意概率多?项ｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ?ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ?ｔｉｍｅ，简称ＰＰＴ）的动态签名者，当它的发生位置变动伪造成原位置产生签名（ｍＶ）正确的概率是可忽略的，即??Ｐｒｏｂ［（ｍ＼?ａ）?Ｆｓｉｇｎａｔｕｒｅ（ｓ，ｍ．ｐ．Ｔ）：??／?＇?ｖ）?＊＜—?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ｐ＾ＴＡｋ）］ｍ?＾?ｍ］ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ｍ＼ａ＼ｖ＼ｐ．Ｔ）?＝?１］?＜?ｓ（ｋ）．??显然，文献［３３］中提出的方案只适用于静态发送者，即满足Ｓ－ＥＵ－ＣＭＡ的满足Ｄ－ＥＵ－ＣＯＭＡ的定义。??协议的整体设计流程??初始化阶段位置验证阶段
【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网安全综述[J]. 张玉清,周威,彭安妮. 计算机研究与发展. 2017(10)
[2]Universally composable secure positioning in the bounded retrieval model[J]. ZHANG JunWei,MA JianFeng,YANG Chao,YANG Li. Science China（Information Sciences）. 2015(11)
[3]基于位置密钥交换的UC安全模型[J]. 张俊伟,马卓,马建峰,姬文江. 计算机研究与发展. 2014(02)
[4]物联网定位与位置感知研究[J]. 肖竹,王东,李仁发,易克初. 中国科学:信息科学. 2013(10)
[5]不使用双线性对的无证书签密方案[J]. 朱辉,李晖,王育民. 计算机研究与发展. 2010(09)
[6]高效的基于ID的无证书签名方案[J]. 刘景伟,孙蓉,马文平. 通信学报. 2008(02)
本文编号：3052290
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