一种安全高效的无线群组密钥分配协议*

由于无线用户的移动性和无线移动设备计算能力、存储能力、电池供电能力和带宽资源的局限性,使得有线环境中的群组通信协议不能直接应用于无线移动环境中.基于单向积聚函数,采用集中式与分布式密钥管理相结合的方法,提出了一种新的安全无线群组通信协议,新协议提供组成员的认证、匿名性,具有后向保密性和前向保密性.经过比较,所提出的协议具有存储空间要求少、运算量小、安全性高、结构简单和易于实现的特点,适用于无线网络环境.     

基于椭圆曲线和三叉树的群组密钥协商方案

将椭圆曲线密码体制和三叉树引入到群组密钥协商中,提出了一种基于椭圆曲线和三叉树的群组密钥协商协议,由于无需向群组所有其它成员广播消息,其计算开销和通信开销均只有O（nlog3 n）。采用了用初始协商的密钥值加密随机数并产生杂凑值的方法使三叉树内部结点间也能进行安全的协商;当有群组成员变动时,通过发起者更新其随机数来提供协议的前向保密性和后向保密性,因此该方案适合于较大规模的动态群组。     

基于访问结构上秘密共享的自治愈群组密钥分发方案

自治愈的群组密钥分发能够在不可靠的网络中建立安全的群组会话密钥.基于用户可自行选取子秘密访问结构上的秘密共享方法,提出了一个自治愈的群组密钥分发方案,该方案能够让群组成员自行选取个人秘密信息,而不需要在群组管理员和每个群组成员之间建立安全信道.安全性分析表明,该方案是一个具有撤销能力的、保证前向保密性和后向保密性的、计算上安全的自治愈群组密钥分发方案.性能分析表明,该方案具有较小的存储开销和通信开铕.     

WSN中基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议

针对无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)群组密钥协商协议计算开销较大的问题,提出一种基于非双线性对的无证书群组密钥协商协议。在系统初始化阶段,协议通过无证书加密体制的密钥生成中心生成节点部分私钥,各个节点依据秘密值与对应的部分密钥相乘产生私钥;在节点认证阶段,协议基于椭圆曲线上的点乘运算提出节点认证机制,利用节点的部分私钥与具有身份信息的临时公钥进行点乘运算来确定节点的身份信息;在生成会话密钥阶段,通过点乘运算生成会话密钥,以降低节点的计算开销。最后,分析了协议的计算开销和通信开销。结果表明,所提出的群组密钥协商协议能保证群组节点通信的安全性,并有效降低群组节点通信的计算开销。     

基于Paillier同态的无线自组网组密钥管理方案

基于Paillier密码体制,提出了一种安全有效的同态组密钥管理方案.该方案适用于面向群组和拓扑结构易变的无线自组网,具有抗合谋攻击性、前向保密性与后向保密性.针对无线自组网节点频繁加入和退出的特点,密文上的同态操作提高了组密钥更新的效率和实时性.对其正确性和安全性进行了证明.与其他组密钥管理方案相比,该方案具有交互轮数较少、通信和存储开销小、安全性高等特点.     

基于Tate Pairings的群组密钥协商方案

该文提出了一种利用超奇异椭圆曲线上的TatePairing进行密钥协商的分布式群组密钥管理机制。该机制的通信开销随成员数目的增加而增长的幅度可忽略,3阶B-树的使用使得其计算开销为O(log3n)。它提供的安全属性包括群组密钥保密性、前向保密和后向保密。从性能和安全性两方面来看,该机制适用于高延迟网络中的大型群组。     

一种适用于物联网的群组接入认证协议

无线局域网与3G网络互联可作为物联网业务的承载。针对现有接入认证方案中的安全和群组通信问题,提出一种基于可扩展身份验证协议认证框架的群组接入认证协议。在初始化和注册阶段完成设备群组的建立,在认证和密钥协商阶段实现设备的安全接入。与传统EAP-AKA协议相比,该协议采用基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换协议以保证前向安全性,通过先到设备完成群认证向量的获取,并与后来者共享认证的方式,实现群组认证功能并提高认证效率。分析结果表明,该协议提供相互认证并能抵抗多种类型的攻击,有效减少了群组认证开销,可满足物联网的业务要求。     

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。     

基于假名标识的加密RFID系统无线密钥生成协议

针对无线射频识别(RFID)系统密钥生成过程中存在的密钥托管、无线信道不安全和标签成本过高的问题,提出一种RFID系统密钥无线生成协议。在前、后向信道均可被窃听的假设前提下,通过引入假名标识以防止秘密信息泄露,仅采用简单位运算降低标签成本与计算量,利用异或和移位运算对通信信息进行加密传输,从而保证协议的安全性,并运用GNY逻辑对协议进行形式化证明。分别在单标签个体密钥生成、批量标签个体密钥生成以及群组标签组密钥生成3种应用下对协议进行安全与性能分析,结果表明,该协议具有较高的安全性和较低的成本。     

有效的强安全组群密钥交换协议

组合公钥密码(CPK)体制无需证书来保证公钥的真实性,克服了用户私钥完全由密钥管理中心生成的问题。基于CPK设计了一个常数轮的组群密钥交换协议,该协议在CDH假设下可证安全并具有完美的前向安全性,只需两轮通信即可协商一个组群会话密钥,在通信和计算方面都很高效;并且高效地支持组群成员动态加入/离开,尤其对于多成员加入/离开的情况,只需额外的少量通信和计算即可更新组群密钥,确保了前向保密性和后向保密性。此外,本协议提供了强安全性保证,它能保持密钥的秘密性,除非某一方的临时私钥和长期私钥同时被泄露。最后,该协议提供了一个设计常数轮强安全组群密钥交换协议的方法,大部分的秘密共享体制均可直接应用于该协议。     

宽带无线IP系统移动终端的安全接入技术

针对目前宽带无线IP系统移动终端的接入现状，本文基于公钥密码机制，提出了一种宽带无线IP系统移动终端的安全接入技术。该技术是无线通信技术、网络技术及密码技术相结合的产物，它不仅解决了目前无线IP系统中移动终端没有接入控制与非安全接入问题，而且完成了移动终端的接入控制，实现了其通信保密功能。持有证书的移动终端既可以本地接入，也可以异地登录，从而保障了其通信漫游功能。理论分析与实验结果均表明，该方案不仅切实可行，而且相比目前技术具有无可比拟的安全性。     

Computational data privacy in wireless networks

Wireless networks appeal to privacy eavesdroppers that secretly capture packets from the open medium and read the metadata and data content in search of any type of information through data mining and statistical analysis. Addressing the problems of personal privacy for wireless users will require flexible privacy protection mechanisms adaptively to the frequently varying context. Privacy quantification is prerequisite for enabling a context-aware privacy protection in wireless networks. This paper proposes to quantify the data privacy during wireless communication processes. We give a computational quantification method of data privacy through introducing the concepts of privacy entropy and privacy joint entropy, which permits users and applications to on-demand customize their preferential sensitivity extent of privacy leakage and protection strength. Accordingly, we put forward a data-privacy protection scheme in order to explain how to utilize the proposed computational quantification method of data privacy against the excessive disclosure of data privacy. The results show that the computational quantitation method can effectively characterize the real-time fluctuation of data privacy during communication processes and provide the reliable judgment to context-aware privacy protection, which enables to real-timely control the present data privacy to an anticipated target and to balance a tradeoff between the data privacy and communication efficiency.     

一种基于身份的Ad hoc组密钥管理方案

Ad hoc网络又称为自组织网络（MANET）,是由一组自主的无线节点或移动终端相互合作而形成的,独立于固定的基础设施的自创造、自组织和自管理的网络。它起源于20世纪70年代的美国军事领域,其后开始逐步应用在民用上。密钥管理是信息安全和数据保密中的重要手段,也是Ad hoc网络的一个重要研究内容。而组密钥是时下Ad hoc网络中密钥管理的热点,本文构建一种基于身份的组密钥管理方案,适用于Ad hoc有限的带宽、计算能力和存储能力的要求,具有较低的运算强度,较小的通信量、较强的安全性和可扩展性,适合在Ad hoc网络环境中使用。     

低耗能的支持完整性验证的隐私保护融合方案

针对无线传感器网络中隐私暴露、信息篡改、虚假注入等安全问题,提出了一种支持完整性验证的隐私保护融合方案ESIPPA,它可以在实现数据隐私保护和ID隐私保护的基础上侦测到信息的非法篡改。ESIPPA用加权的方式对ID进行隐性传送,同时将ID号作为干扰因子引入对数据进行干扰的干扰公式中,提高隐私保护的安全性;通过构建双融合树模型,充分利用基站能量多的因素,减少节点负担,同时能够验证数据完整性。仿真实验结果显示,ESIPPA方案比已有的基于分布式认证的完整性保护数据融合方案在通信量方面下降了约7.5%,比DCSA方案下降了约15.4%,同时也更好地保护了数据的完整性和隐私性。     

A user friendly authentication scheme with anonymity for wireless communications

Secure user authentication is an important issue for wireless environment such as GSM, CDPD, and 3G and 4G wireless systems. Especially, anonymity of the mobile users should be guaranteed to protect the privacy of the mobile users. This paper proposes a user friendly authentication scheme with anonymity for wireless communications that not only can overcome the weaknesses of the previous related schemes, but also can provide efficiency and security to suitable for battery-powered mobile devices in wireless communication systems.     

无线传感器网络中数据融合算法研究

在提供高效的数据融合的同时保障数据的安全是无线传感器网络的研究的一个具有挑战性的问题。本文为加法融合函数设计了一种具有隐私保护功能的数据融合算法——基于分簇的安全数据融合。该算法利用了分簇协议和多项式的代数性质。其优点为带来的通信开销较小。研究的主要目标是提高无线传感器网络中数据融合效率的同时,保证数据的安全性。     

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。     

FBSS:一种基于公平盲签名和秘密共享的车载网隐私保护方案*

车载自组织网络是移动自组网络及无线传感器网络在交通领域的一种应用,由车辆节点,路侧单元,服务提供商等构成的一种新型移动自组织网络。车载自组网络利用无线信道进行数据传输,由于车载自组织网络本身的开放性和传输信息的敏感性,不可避免的面临信息的泄漏和攻击。如何保证车载自组织网络中的身份隐私和可信通信是亟待解决的关键问题。现有的工作通常采用认证机制,但在车辆认证的过程中不可避免地泄漏了用户的隐私,随后提出的匿名认证方案解决了隐私保护问题却忽略了匿名滥用的情况。针对上述问题,本文提出一种基于公平盲签名和秘密共享的匿名认证方案-FBSS。通过安全性分析和实验,该方案具有较高的匿名性和较高的效率。     

安全有效的无线传感器网络匿名通信方案

随着无线传感器网络(WSN)的广泛应用,在某些场合不仅需要保证传送信息的安全性,还需要保证节点在传送信息过程中的匿名性和私有性,如何设计出安全有效的无线传感器网络匿名通信协议已成为当前研究的热点。使用双线性函数的双线性对,哈希函数和异或运算提出了一种可验证安全的无线传感器网络匿名通信方案,方案不仅能满足匿名通信的基本要求,而且大大提高系统的计算复杂度和存储复杂度,更适合无线传感器网络。     

一种无证书的在线/离线盲签名方案

无线通信终端处理能力和响应速度能力有限,普通的数字签名方案无法适用。为此,结合优化的在线/离线签名,构造一种无证书的在线/离线盲签名方案。在签名过程中,大部分运算在盲消息给出之前进行,在给出盲消息之后,再进行少量运算得出签名,签名人并不知道所签文件内容。性能分析结果表明,该方案可以应用在无线网络上,用于保护用户隐私。