面向天地一体化网络的认证与密钥协商协议

天地一体化网络具有通信模式复杂和动态性、开放性、资源受限等特点,本文针对现有认证与密钥协商协议需要多因子参与认证、计算与通信开销大等问题,分析天地一体化网络安全需求与性能需求,提出一种面向天地一体化网络的认证与密钥协商协议.为适应天地一体化网络的多层级架构,协议采用树状结构,共包括相邻节点认证与密钥协商和跨节点认证与密钥协商两个阶段.在相邻节点认证与密钥协商过程中完成各节点的组网认证,形成认证表格,为后续通信提供认证数据;采用透明传输的思想,基于切比雪夫混沌映射技术实现跨节点认证与密钥协商,保证会话密钥协商的安全性.针对节点高度动态变化的特点,设计认证预测机制,预测节点的运动轨迹,提前完成节点认证数据的迁移,实现不同通信模式无缝切换,提高通信效率.安全性分析和性能分析表明,与同类型的协议相比,本文协议在安全性上具有明显优势,并且降低了通信与计算开销,满足天地一体化网络的轻量级需求.     

融合双层卫星网络的星地和星间AKA协议

天地一体化网络以其大时空、天网地网和星地融合的特性备受关注,卫星不仅可以作为应急通信补充,还可以充当空中中继站,扩大地面网络覆盖范围,在军用和民用场景都占据着重要地位。实体身份认证和密钥协商机制可以防止假冒实体加入天地一体化网络,窃取用户隐私行为的发生,保障网络信息安全。针对天地一体化网络星地传输时延较大、链路高度暴露、星上处理能力有限以及星间拓扑结构动态时变等特点,提出一种轻量级的双层卫星网络的星间和星地组网实体身份认证（AKA,authenticated key agreement）协议,以实现安全的卫星组网架构,后续基于协商的会话密钥保护数据传输。所提协议基于对称密码体制,采用轻量级密码算法,引入群密钥和分层管理机制,针对双层卫星网络的不同场景特点,将认证协议分为高轨卫星星地和星间认证、层间和同轨道低轨卫星间认证以及相邻轨道低轨卫星间认证3部分。群密钥和分层管理机制提高了群组间信息的传递效率,减轻了地面控制中心的认证压力,且在三方认证协议中实现了双重验证,提高了认证安全强度。不同于以往的单场景认证,部分认证协议采取复用认证参数的形式,在一次认证转发过程中可实现双场景的认证需求。通...     

基于口令认证的移动Ad Hoc网密钥协商方案

Ad Hoc网是一种不依赖于任何固定基础设施、没有中心控制节点、计算资源受限的新型无线移动网络.基于ECC(elliptic curves cryptography),提出了一个新的适用于Ad Hoc网的具有口令认证和共享口令进化的多方密钥协商方案.口令的一个功能是作为共享信息认证移动节点的密钥,另一个功能是作为对称密钥加密移动节点间的交互信息.共享口令进化机制保证每次认证节点密钥和协商会话密钥时口令的新鲜性和安全性,从而既减轻了移动节点的计算量和存储负担,又实现了移动节点之间的密钥认证和信息加密.新方案具有抗中间人攻击、抗重放攻击、密钥独立和前向安全等多种安全特性.     

WSN中基于ECC的轻量级认证密钥协商协议

为解决无线传感器网络密钥管理与认证协议设计中由于节点频繁移动所带来的计算量、存储量等资源消耗过大问题,提出了一种基于ECC的轻量级认证密钥协商协议。该协议主要用于网络中任意用户节点之间,以及用户节点与网络之间的双向认证和会话密钥的协商。方案采用ECC进行会话密钥协商,结合AES对称密钥加密技术保证信息传输过程的保密性。与传统的密钥协商协议相比,能够在更小的密钥量下提供更大的安全性,并减少了对节点计算量和存储量的需求。该协议在ID-BJM安全模型下证明了其安全性。分析结果表明,该协议满足前后向安全性和PKG前向安全性。     

一种基于双线性配对的移动自组网密钥协商协议

移动自组网是一种无固定网络基础设施、能量和计算资源有限的分布式动态网络,由于其无线传输链路的开放性,使得它非常需要一种计算和通信开销较小的密钥协商方案.本文基于椭圆曲线上双线性配对的概念,提出了一种适用于移动自组网的可认证密钥协商方案,既实现了邻居节点组成员身份认证的匿名性,也实现了需建立会话的节点之间的可认证密钥协商.分析表明,我们所提出的方案计算和通信开销比较小,安全性较好,非常适合于资源有限的移动自组网.     

基于MIPv6快速切换的家乡注册安全机制

为解决移动IPv6快速切换中移动节点的身份认证问题,提出一种新的基于MIPv6快速切换的家乡注册安全机制。在MIPv6快速切换中引用基于密钥生成中心(KGC)的改进签名方案,该方案中KGC仅知道用户的部分私钥,并且用户可以自己生成用于签名的公私钥对,解决了密钥托管和密钥撤销问题。移动节点和接入路由器运用改进的签名方案签名消息,仅往返一次消息交互就实现快速切换并完成家乡注册,并且在访问域中实现MN与NAR之间的双向认证。另外,利用Diffie-Hellman密钥交换原理保护消息交互过程。经过分析,该家乡注册机制具有高效、安全的特性。     

基于ECC的密钥协商及双向认证方案

针对当前移动通信系统中认证和密钥协商协议存在的安全缺陷,提出一种基于椭圆曲线密码体制的双向认证和密钥协商方案,用于移动网络中任意用户之间,或用户与网络之间进行双向认证和会话密钥的安全协商.该方案采用ECC技术,能够在更小的密钥量下提供更大的安全性,减少对带宽的需求,降低移动终端的计算负担和存储要求.     

一种异构传感网认证密钥协商方案

把集合论思想引入异构传感网认证密钥方案设计中,提出一种基于双线性对动态累加器的异构传感网认证密钥协商方案.已往基于经典随机图等理论的安全方案主要实现了节点间密钥协商,使身份认证和密钥协商割裂开来;新方案则从集合论的角度把异构传感网认证密钥协商转化为集合元素关系认证,实现了身份认证和密钥协商的有效融合.方案包括异构传感网身份认证、密钥协商和广播认证这3 部分.节点通过交换 ID 与证人信息相互验证身份合法性;合法节点协商生成共享密钥;利用广播消息动态增加/删除节点,更新节点证人信息.实验分析表明,该方案不但实现了身份认证、密钥协商和广播认证的有效融合,而且具有良好的安全性、扩展性和网络结构变化的自适应性,适用于节点性能和安全性需求较高的场景中.     

基于SCT的移动IPv6域间密钥交换方法

为了减少域间切换移动IPv6的移动节点重新协商主会话密钥带来的较长延时,本文提出了一种新的安全机制——基于安全上下文转移(SecurityContextTransfer,SCT)的移动IPv6域间密钥交换方法,通过SCT把移动节点和前一个接入路由器共享的主会话密钥转发到新的接入路由器,避免了进行域间切换密钥重新协商的复杂过程,提高了移动节点切换的速度,同时达到了保证无线移动网络通信安全的目的。     

IMS接入认证与密钥协商协议的优化方法

认证与密钥协商协议（AKA）协议作为通用移动通信系统（UMTS）网络的接入认证和密钥分配协议,依然被IP多媒体子系统（IMS）网络所采用,但具体流程有些改变。文章分析了IMS接入AKA的过程,指出其存在一定安全漏洞,如假P-CSCF诱骗攻击、IMPI的安全传输等．针对上述漏洞,文章利用共享密钥和公钥认证中心,设计了一种改进的认证与密钥协商优化方案．最后通过安全性分析证明了所提出的方案能有效提高IMS认证与密钥协商协议的安全性。     

移动IPv6网络安全接入认证方案

对于移动IPv6网络,身份认证是网络安全的关键问题之一.针对移动IPv6网络的接入认证,提出了一种基于移动互联网双向认证方案.在移动切换过程中的接入认证和家乡注册,采用对家乡注册消息进行基于双私钥签名的方式,实现了家乡代理和移动节点分别对注册消息的签名,实现了接入认证与家乡注册的并发执行,移动用户和接入网络的一次交互实现了用户和接入域的有效双向认证.理论分析和数据结果表明,方案的认证总延时和切换延时要优于传统方法,有效地降低了系统认证的延时.安全性分析表明,框架中的基于双私钥的CPK方案满足双向接入认证安全,有效地解决了密钥托管问题.     

5G异构网络中基于群组的切换认证方案

随着5G网络的发展,各类网络服务质量极大提升的同时网络环境也愈加复杂,从而带来了一系列安全挑战。切换认证可以解决用户在不同类型网络间的接入认证问题,但现存方案仍存在一些不足,还需要解决如全局切换认证、密钥协商、隐私保护、抵抗伪装攻击、抵抗中间人攻击、抵抗重放攻击以及群组用户切换效率等问题。针对这些问题,提出了一个5G异构网络中基于群组的切换认证方案。在所提出的方案中,注册域服务器在区块链上为每个用户存入一个通行证,任何实体都可以利用该通行证对用户进行认证,从而实现全局切换认证。对于群组用户,各用户分别设置可聚合的认证参数,验证者通过验证聚合签名实现对群组用户的批量验证。新方案不仅提升了群组用户切换时的效率,同时还满足上述安全性要求。基于形式化分析软件AVISPA的分析结果表明,所提出的方案是安全的。性能分析表明,所提出的方案执行批量验证时的效率比现存方案至少提升了89.8%。     

空天网络安全切换技术研究综述

空天网络是天地一体化信息网络建设的重要组成部分,存在着网络高度暴露、节点高速运动、计算资源受限以及链路间歇连通等特点,给信息安全技术在空天网络的应用带来挑战,特别是节点的高速运动而带来的安全切换问题是实现节点可信保持、确保业务连续性的关键。在对空天网络切换分析的基础上,对空天网络节点的安全切换进行研究、分析与归纳,契合空天网络切换流程划分了安全切换的阶段过程,从切换感知、接入基站选择、切换认证等三个阶段阐述了当前的研究进展,给出了对比分析。最后对空天网络安全切换关键技术进行了总结,并对技术研究进行了展望。     

MIPv6网络中一般注册的高效认证机制

为解决移动IPv6(MIPv6)网络通信一般注册中节点的身份认证问题,提出一种高效认证机制。改进基于身份的签名方案,使一般注册仅需往返2次就能完成消息交互,实现移动节点和通信节点之间的双向认证,同时生成双方通信的共享密钥,以保护之后的消息交互过程。分析结果表明,该机制具有高效性和安全性。     

基于组密钥序列卫星网络组密钥协商协议

组密钥的协商是实现卫星网络安全组播通信的一个关键环节。为降低组密钥协商过程的计算及通信开销,针对卫星网络拓扑结构的动态变化问题,基于组密钥序列给出了组控制节点切换方法,实现了对组控制节点的动态调整;引入认证与完整性校验机制,提出了一种组密钥产生与更新机制,提高了密钥协商信息的安全性。仿真分析表明,该卫星网络组密钥协商协议具有较高的效率与安全性。     

应用于网间互联控制协议的轻量级认证方法

针对天地一体化网络对网间互联安全控制的需求以及有限资源不能采用高计算复杂度认证方法的问题,提出了一种应用于网间互联控制协议的轻量级认证方法,在公钥加解密算法和签名算法中,采用了随机填充的思想,通过有限资源的计算,在网间互联控制协议中实现实体认证,采用形式化分析工具 Scyther 对协议进行安全性分析,并通过仿真实验和其他安全通信协议做性能比较,结果表明该方法可以满足网络有限资源计算的要求,且保证了安全性。     

A temporal-credential-based mutual authentication and key agreement scheme for wireless sensor networks

Wireless sensor network (WSN) can be deployed in any unattended environment. With the new developed IoT (Internet of Things) technology, remote authorized users are allowed to access reliable sensor nodes to obtain data and even are allowed to send commands to the nodes in the WSN. Because of the resource constrained nature of sensor nodes, it is important to design a secure, effective and lightweight authentication and key agreement scheme. The gateway node (GWN) plays a crucial role in the WSN as all data transmitted to the outside network must pass through it. We propose a temporal-credential-based mutual authentication scheme among the user, GWN and the sensor node. With the help of the password-based authentication, GWN can issue a temporal credential to each user and sensor node. For a user, his/her temporal credential can be securely protected and stored openly in a smart card. For a sensor node, its temporal credential is related to its identity and must privately stored in its storage medium. Furthermore, with the help of GWN, a lightweight key agreement scheme is proposed to embed into our protocol. The protocol only needs hash and XOR computations. The results of security and performance analysis demonstrate that the proposed scheme provides relatively more security features and high security level without increasing too much overhead of communication, computation and storage. It is realistic and well adapted for resource-constrained wireless sensor networks.     

移动IPv6网络基于身份签名的快速认证方法

接入认证对移动IPv6网络的部署和应用至关重要,在切换过程中加入认证过程会影响移动IPv6网络的切换性能.当前,对移动IP网络中接入认证的研究大多没有考虑对切换性能的影响.另外,目前许多双向认证机制都是基于证书的方式来实现,无线移动环境的特殊性使得这种方式并不适合无线移动网络.一种适用于移动IPv6网络的基于身份签名的快速双向认证方法被提了出来.该方法使用NAI(network access identifier)作为公钥,简化了无线移动环境中的密钥管理问题,有效地解决了基于PKI(private key