用于无线电能传输的口令认证密钥协商方案的研究

发布时间：2017-08-12 16:15

  本文关键词：用于无线电能传输的口令认证密钥协商方案的研究

  更多相关文章： 无线电能传输 哈希函数 离散对数 密钥协商 标识

【摘要】：传统充电方式虽然充电效率高,但是不同的电子产品接口可能不一致,而且携带不便甚至有可能漏电;无线电能传输(WPT,Wireless Power Transfer)技术可完全克服上述问题。在一些无线电能传输的实际应用中需要对用户进行认证,WPT的安全认证是其商业化推广的前提,因此对WPT中的认证技术进行研究是很必要的。目前WPT的研究主要集中在距离、功率、效率和多源多用户等方面。认证密钥协商方案是使得系统能够识别用户的真实身份并为认证双方建立一个共有的会话密钥。所以本文针对认证技术进行了如下几个方面的工作:一、建立WPT用户的标识系统(IDS-WPT,Identification system for WPT),主要包括用户标识和数据库两个方面。改变了传统的固定方式的单一供电方式,满足智能电网(Smart Grid)中移动用户的用电需求。用户标识:分析了现有用户标识的缺陷,针对WPT用户标识的安全需求,设计了新的用户标识。该标识具有唯一性、独立性、简单性同时具有一定的扩展性。数据库设计:建立了分层的分布式数据库架构,并对全局数据库、本地数据库、访问数据库的存储内容进行了设计。所建立的数据库不仅具有较高的查找和更新效率而且具有较低的存储开销。通过对认证过程中数据库所消耗的带宽进行分析可知所设计的IDS-WPT系统可满足实际应用。二、漫游用户的认证密钥协商认证方案:通过对Shin、Lee、王颖等人的漫游用户口令认证方案的深入研究,并针对WPT中用户认证所需要的高安全性,用户友好性和低认证消耗等要求,结合Lee和王颖的方案对Shin方案进行了基于对称加密、RSA、散列函数的匿名认证方案改进。论文不仅对改进方案与现有方案进行安全性证明,而且对时间复杂度和通信消耗等性能进行了仿真对比。结果表明改进方案在安全性上有很大的提高;时间复杂度和通信消耗均优于Lee和王颖方案,适于无线电能传输中移动用户的认证。三、本地用户的认证密钥协商认证方案:通过分析研究Sonwanshi等人、Shin等人和Youngil等人的认证方案,提出了一种基于散列函数满足抗扮演攻击、离线口令猜测攻击、用户匿名性的改进方案,并进行了详细的性能仿真,结果表明相比原方案在S?Ui的通信消耗降低了43%,整体的通信消耗降低了30%,且实现了高性能的安全需求。本文首先设计了WPT的用户标识和相应的解析系统,并针对数据库进行了带宽消耗分析;其次,针对漫游和本地两种环境,提出了改进的用户认证方案,结果表明了改进方案具有更好的性能,是一个更安全的实用认证系统。
【关键词】：无线电能传输 哈希函数 离散对数 密钥协商 标识
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM724;TN918.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 研究现状11-13
• 1.3 研究内容13-14
• 1.4 论文的章节安排14-15
• 2 身份认证和密码学基础15-24
• 2.1 身份认证协议设计的基本原则15-16
• 2.2 攻击模型16-18
• 2.3 密钥协商协议的概念18-19
• 2.4 密码学知识19-23
• 2.4.1 密码体制19-20
• 2.4.2 离散对数20-21
• 2.4.3 椭圆曲线加密(Elliptic Curve Cryptography,ECC)21-22
• 2.4.4 Hash函数22-23
• 2.5 本章总结23-24
• 3 无线电能传输用户的标识框架设计24-36
• 3.1 标识组成24-29
• 3.1.1 现有标识24-26
• 3.1.2 无线电能传输标识26-29
• 3.2 数据库架构29-31
• 3.2.1 现有标识存储数据库29-30
• 3.2.2 无线电能传输认证系统的数据库架构30-31
• 3.3 数据库的存储设计和标识解析31-34
• 3.3.1 数据库存储内容设计和标识解析31-34
• 3.4 数据库带宽分析34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 4 漫游匿名用户认证方案的研究36-53
• 4.1 引言36-37
• 4.2 Shin等人方案的回顾和安全分析37-43
• 4.2.1 协议回顾37-41
• 4.2.2 Shin方案的安全性分析41-43
• 4.3 改进方案和安全性分析43-51
• 4.3.1 改进方案43-47
• 4.3.2 安全分析47-49
• 4.3.3 性能分析49-51
• 4.4 本章总结51-53
• 5 本地单服务器匿名认证53-64
• 5.1 引言53-54
• 5.2 Sonwanshi等人协议的安全性分析54-57
• 5.2.1 Sonwanshi等人协议的描述54-55
• 5.2.2 Sonwanshi等人协议的安全性分析55-57
• 5.3 改进方案57-61
• 5.3.1 改进协议的描述57-58
• 5.3.2 改进协议的安全性分析58-60
• 5.3.3 改进协议的性能分析60-61
• 5.4 本地用户认证的实现61-63
• 5.5 本章总结63-64
• 6 总结和展望64-66
• 6.1 本文总结64-65
• 6.2 后续研究工作展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 个人简历、在学期间发表的论文与参与项目71

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本文编号：662484