无线传感器网络中的三因子认证协议研究

发布时间：2021-02-16 04:51

　　无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）作为物联网的主要组成部分,在诸多应用领域中扮演着重要角色,例如医疗、交通监测、环境监测等等。但WSNs的诸多固有特性,例如通信信道的公开性、传感器节点存储空间的有限性以及其无人值守等特性,使其易遭受多种安全攻击。密码学技术是WSNs抵御攻击的最有效技术手段,而其中认证协议又是最为常见的密码机制。分析近期四个此类协议中存在的安全问题,分别提出改进协议并给出形式化验证与安全性分析。特别地,对几个共性问题进行分析和总结,提出针对这些问题的改进措施。并且,通过对计算量进行统计与比较,表明改进协议具有相对更好的运行性能。具体研究内容和成果如下:（1）对Li等人于2018年提出的一个无线传感器网络中的三因子认证协议的分析与改进:提出针对该协议的离线猜测攻击,并指出它不满足前向安全性。在保留原方案优势的同时,针对这些问题提出了改进协议。采用基于Pi演算的形式化验证工具ProVerif验证了改进协议的安全性。（2）分析并改进了Moon于2017年提出的远程用户认证协议:指出该协议无法抵抗临时密钥泄漏攻击,以及无法提供用户不可追... 

【文章来源】：杭州师范大学浙江省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

无线传感器网络中的三因子认证协议的基本模型

图 3.3 ProVerif 验证结果5 安全性分析.1 完美前向安全性在提出的方案中，用户 与传感器节点 之间的会话密钥计算如下： ， ( ) ( ) 。因此，即使敌手 以某种方式获得期私钥 和秘密值 ，依然无法计算得到分别由 和 生成的临时密钥 和 。虽然 以利用 和秘密值 计算出 和 ，并且可以从公开信道上获取 和 ，然而，法获得 和 ，因为这等同于解决椭圆曲线上的离散对数难题。正如前文所探讨的，该难多项式时间内无法计算。因此，提出的新协议能够满足完美前向安全。.2 用户匿名性

图 4.3 ProVerif 验证结果全性分析用户匿名性敌手 截获了通信信道上 和 的所有往来消息。在提出的协议中，用户身份 ( ( ) )，且 ( )。因此，为了计算 ， 必须 。根据前文敌手模型中的描述，在三因子认证协议中， 无法同时获得用户口中的信息以及用户的生物信息。尽管 可以从登录请求中获取 ，其仍然无法 ，因为 无法同时获得 、 和 。因此，提出的协议能够提供。用户不可追踪性

【参考文献】：
期刊论文
[1]可证明安全的面向无线传感器网络的三因素认证及密钥协商方案[J]. 屈娟,冯玉明,李艳平,李丽.  通信学报. 2018(S2)
[2]一种改进的无线传感器网络的匿名认证与密钥协商方案[J]. 张志,张巧丽.  中南民族大学学报(自然科学版). 2018(03)
[3]无线传感器网络中基于共享密钥的互认证和密钥协商方案[J]. 郭琰,汪烈军,刘双.  中国科技论文. 2016(08)



本文编号：3036191