物联网密钥管理和认证技术研究

发布时间：2017-06-08 18:11

  本文关键词：物联网密钥管理和认证技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：信息技术的高速发展和广泛应用,引发了全球性的产业革命,正推动着世界经济的发展与人类社会的进步。物联网作为新兴网络,虽然不是一个新的概念,但是已经成为了经济、科技发展的重要动力。在物联网的大环境下,网络通信既有传统的互联网络本身的安全问题,还存在节点防护能力弱、资源受限等不足。如何实现平民化、轻量级、非对称和复杂性的物联网络和解决在低资源、高交互率、高移动率、低数据量的环境下的网络数据安全传输的问题尤为迫切。本文针对物联网传输的安全问题,对物联网密钥管理和认证方法进行研究。本文对现有物联网中的主流加密算法进行分析和比较,选择较为轻量、安全的HASH算法。针对现有基于身份密码体制,研究物联网密钥管理的流程——密钥生成、密钥分发、验证密钥、更新密钥、密钥存储、密钥备份、密钥有效期设定等。通过进行零知识认证,完善了本文密钥管理和认证的设计。本文对物联网的安全特征进行研究,分析物联网密钥管理和认证的需求,根据物联网环境中不同网络间交互所带来的数据隐私和认证等安全问题,提出了一种适于物联网的密钥管理和认证签名协议,将物联网中所有的节点根据其所携带的能量、计算处理能力、存储能力和通信能力等,划分为网关节点、感知节点和用户节点,通过无中心零知识认证模式和简单安全的算法,实现了基于身份认证的密钥协商协议。最后,对提出的管理和认证方案进行性能和安全性分析,证明协议能满足物联网低资源、高交互率、高移动率、低数据量环境下对通信协议安全性的要求。实验仿真结果验证了本文提出密钥管理和认证方法的有效性。
【关键词】：通信安全 物联网 密钥管理 身份认证
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN918.4;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题的研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1. 物联网密钥管理研究现状10-12
• 1.2.2. 物联网密钥认证研究现状12-13
• 1.3. 课题的来源及论文的主要研究内容13-15
• 2 物联网密钥管理和认证的理论15-29
• 2.1 物联网密钥管理17-24
• 2.1.1 密钥生成17-20
• 2.1.2 密钥分发20
• 2.1.3 密钥验证20-22
• 2.1.4 密钥更新22-23
• 2.1.5 密钥存储23
• 2.1.6 密钥备份23
• 2.1.7 密钥有效期设定23-24
• 2.2 物联网密钥认证24-27
• 2.2.1 密钥初始化25-26
• 2.2.2 参数提取26
• 2.2.3 密钥协商26-27
• 2.3 零知识认证的理论基础27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 一种物联网密钥管理和认证方法29-42
• 3.1 密钥管理模型建立29-30
• 3.2 密钥认证方法30-31
• 3.3 方案描述31-41
• 3.3.1 密钥预分配32-33
• 3.3.2 用户、节点注册33-35
• 3.3.3 用户登录35-36
• 3.3.4 零知识认证36-39
• 3.3.5 密钥变更39-40
• 3.3.6 节点动态添加40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 物联网密钥管理和认证方案的安全理论分析42-47
• 4.1 基本假设及证明42-44
• 4.2 密钥安全分析44-45
• 4.3 认证安全分析45
• 4.4 身份安全分析45-46
• 4.5 本章小节46-47
• 5 仿真实验分析47-57
• 5.1 仿真环境和技术实现47-51
• 5.2 安全性能分析51-53
• 5.3 计算性能分析53-54
• 5.4 通信性能分析54-55
• 5.5 存储消耗分析55-56
• 5.6 本章小结56-57
• 6 总结与展望57-60
• 6.1 研究成果总结57-58
• 6.2 未来工作展望58-60
• 致谢60-62
• 参考文献62-68
• 附录68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 冯涛;王毅琳;马建峰;;一种新的基于椭圆曲线密码体制的Ad hoc组密钥管理方案[J];电子学报;2009年05期

2 王凤芹;;远程医疗监护系统中ZigBee技术的应用[J];吉林工商学院学报;2011年02期

3 杨庚;许建;陈伟;祁正华;王海勇;;物联网安全特征与关键技术[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2010年04期

4 苏忠;林闯;封富君;任丰原;;无线传感器网络密钥管理的方案和协议[J];软件学报;2007年05期

5 陈燕俐;杨庚;;适合于无线传感器网络的混合式组密钥管理方案[J];通信学报;2010年11期

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本文编号：433329