移动网络可信匿名认证协议

针对终端接入移动网络缺乏可信性验证问题,提出一种移动网络可信匿名认证协议,移动终端在接入网络时进行身份验证和平台完整性认证。在可信网络连接架构下,给出了可信漫游认证和可信切换认证的具体步骤,在认证时利用移动终端中预存的假名和对应公私钥对实现了用户匿名隐私的保护。安全性分析表明,协议满足双向认证、强用户匿名性、不可追踪性和有条件隐私保护。协议中首次漫游认证需要2轮交互,切换认证需1轮即可完成,消息交换轮数和终端计算代价优于同类可信认证协议。     

物联网环境中可信移动节点接入认证技术研究

针对物联网数据节点因缺少可信性验证导致传输安全性较差的问题，研究一种可信移动节点接入认证技术。首先，在设计技术架构的基础上，拼接并生成身份标识；其次，完成初始化操作后，提取密钥，完成移动节点与终端节点的双向认证与接入；最后，进行实验分析。测试结果表明：针对50组可信移动节点，利用本文方法安全接入认证的延迟时间较短，接入认证的成功率较高；针对50组非可信移动节点，利用本文方法验证并完成阻拦的成功率也较高，说明本文方法能够为物联网通信网络的稳定运行提供技术支持。     

无线网络下可信移动节点接入认证方案

将基于属性且无可信第三方的平台验证协议以及基于身份的加密协议应用到无线网络环境下节点接入认证模型中,提出一个无线网络环境下的可信移动节点接入认证方案。与现有的认证方案相比,基于可信平台的移动节点接入认证方案主要有以下特点：1)在验证移动节点用户身份的同时也验证了移动节点的平台身份;2)不仅提供了移动节点和网络代理间的双向认证,还提供了移动节点间的双向认证。分析表明,改进后的方案满足接入节点身份的匿名性。     

物联网移动节点直接匿名漫游认证协议

无线网络下传统匿名漫游协议中远程域认证服务器无法直接完成对移动节点的身份合法性验证,必须在家乡域认证服务器的协助下才能完成,导致漫游通信时延较大,无法满足物联网感知子网的快速漫游需求.针对上述不足,提出可证安全的物联网移动节点直接匿名漫游认证协议,远程域认证服务器通过与移动节点间的1轮消息交互,可直接完成对移动节点的身份合法性验证.该协议在实现移动节点身份合法性验证的同时,具有更小的通信时延、良好的抗攻击能力和较高的执行效率.相较于传统匿名漫游协议而言,该协议快速漫游的特点更适用于物联网环境.安全性证明表明,该协议在CK安全模型下是可证安全的.     

代理移动IPv6认证授权实现

代理移动IPv6协议是基于网络移动管理协议,是未来网络重要的移动性协议体系。代理移动IPv6认证授权实现给出了代理移动IPv6认证授权的设计方案,实现对接入网络中的移动节点进行接入认证和服务授权,并对该系统进行功能验证和性能分析实验,结果验证了设计有效可行。     

物联网中移动节点抗克隆攻击的UC安全认证协议

物联网中的感知网一般由计算、通信和存储能力极差的感知节点通过移动节点和静态节点相结合的方式构成,以采集信息;而传输网通常利用现有互联网的基础设施,提供强大的计算、通信和存储服务。为了满足物联网中移动节点漫游时实施接入认证的访问控制要求,同时兼顾实际应用中可行性与移动节点轻量级、抗物理克隆攻击等的安全性需求,基于物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF),提出了移动节点抗克隆攻击的UC(Universally Composable)安全认证协议,其可实现移动节点漫游到其他区域时与接入基站之间的双向认证与密钥交换过程。分析表明,所提出的协议在UC安全模型下是可证明安全的。     

家庭网关传感器网络接入模块的研究与开发

在物联网架构下给出家庭网关传感器网络接入模块的需求分析,基于物联网家庭网关的软、硬件平台及传感器网络的软硬件平台,提出利用串口接入传感器网络汇聚节点快速实现家庭网关传感器网络接入模块的开发的方法,实现物联网架构中传感器网络的融合.     

移动可信接入轻量级认证与评估协议

为增强移动终端可信网络接入认证与评估协议的可用性,降低网络通信负载及终端计算负载,提出一种轻量级的身份认证与平台鉴别评估协议。协议基于接入双方在首次接入时共享的认证密钥以及对方的可信平台配置信息,在不需要可信第三方参与的情况下,完成快速的身份认证与鉴别评估。协议减少了网络数据交换次数以及接入双方的计算工作量,在保证接入认证与评估所需的安全属性的同时,还增强了平台配置信息的机密性以及抵抗重放攻击的能力。安全性和性能分析表明,所提协议适合无线网络通信环境下的移动终端可信网络接入。     

物联网中移动Sensor节点漫游的组合安全认证协议

物联网包含感知子网和传输骨干网,其感知子网中节点能力受限,往往利用移动的传感器节点跨区域访问来获取信息;而其传输骨干网络需要依托现有Internet的基础设施,并利用其提供的强大服务.在这种情况下,移动节点的漫游带来了新的安全问题,一方面移动节点在感知子网间跨区域漫游,虽和MANET中一样需要保证移动节点漫游时高效安全地加入新的拜访域,但因传感节点资源极端受限而对轻量级有更高数量级的要求;另一方面资源受限的感知子网间移动节点漫游仅能提供轻量级安全,但是在接入骨干传输网时,不可因此降低骨干网络已有的安全性,即轻量级的安全协议和传统骨干网协议综合运用时,需具有组合安全性.本文针对这种基于骨干传输网的移动节点漫游问题,提出了一个新的随机漫游认证协议(RMRAP),兼顾安全性和实际应用的可行性,实现了漫游的轻量级身份认证,保护了漫游节点的隐私,同时实现了具有前向安全性,会话密钥对;并针对衔接骨干网和感知子网的基站进行了组合安全性的认证测试,验证了RMRAP的安全性;最后,从理论分析和实验仿真两个方面,分析了RMRAP协议的性能,并和相近工作进行了对比,对比表明,具有组合安全性的RMRAP在计算、通信开销方面,依然具有和同类协议可比较的相近性能.     

多跳快速切换代理移动IPv6预认证协议的安全分析

第三代移动通信系统的长期演进标准中,使用代理移动IPv6协议来实现异构无线接入网络互联及移动性管理。LTE-Advaned网络支持协同无线通信,通过在网络中引入中继节点来扩大蜂窝的覆盖范围和信道容量并减少网络的传输延迟。文章对LTE—Advanced网络结构进行了扩展,加入了能支持中继功能的服务网关,该网关采用快速切换PMIPv6协议来完成预先切换。文章对此协议进行了扩展,使其支持多跳和中继功能。文章主要研究多跳快速切换PMIPv6协议的安全性,采用认证选项实现了预认证协议。并给出了详细的流程。文章采用Kerberos的Ticket概念,通过在协议中加入Ticket来实现安全上下文的传输。该认证协议是在移动节点切换到目的端之前完成的,大大减少认证协议所产生的延迟。最后文章对认证测试的形式化方法进行扩展,加入了消息认证码,证明了此预认证协议的认诅陡。     

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.     

基于SPINS的无线传感器网络低能耗安全路由协议

LEACH协议是一种基于分簇结构和分层技术的重要的无线传感器网络路由协议,其簇建立过程容易遭受身份伪造、laptop型攻击等。基于SPINS设计了低能耗安全路由协议,使用μTESLA思想认证广播包,借助SNEP协议为簇头和其簇成员节点分配认证密钥,节点验证簇头身份和链路可达后方可加入簇。协议实现了不同类型节点之间通信的机密性、完整性、新鲜性、身份和链路双向性认证等安全目标。基于NS2的仿真结果表明,由于基站和簇头节点承担了与安全相关的较多任务,普通节点的能耗并未明显增加。     

可及时确定受攻击节点的无线传感器网络数据聚合方案

无线传感器网络（WSN）中,当传感器节点受到攻击导致网络数据和传输受到干扰,及时确定受攻击的传感器节点并采取相应措施以保障整个网络的安全性尤为重要。因此,提出一种可及时确定受攻击节点的无线传感器网络数据聚合方案。首先使用状态公钥加密和对称公钥加密结合伪随机函数和消息认证码对数据进行两次加密;其次,在簇头节点进行认证,将假数据过滤后,解密,并将假数据节点编号发送给基站;最后在基站进行解密认证,恢复明文数据。该方案的提出解决了由于受攻击节点导致的错误聚合值问题,而且还实现了及时过滤假数据并确认受攻击的传感器节点。理论分析表明,提出的基于安全的单向函数、消息认证码和椭圆曲线上的离散对数难问题的方案是安全的,并大大降低了网络的通信成本和计算成本。仿真实验表明,该方案的计算成本、通信成本和确认受攻击节点时间比使用状态公钥加密的无线传感器网络安全聚合方案分别降低了至少19.96% 、36.81%和28.10%。     

传感器节点相互协作的广播认证

针对无线传感器网络（WSN）中基于数字签名的公钥加密体制的广播认证需要耗费大量的能量,以及传感器节点资源有限的问题,为了减少传感器节点的能量耗费和加快传感器节点的认证,提出一种传感器节点相互协作的广播认证方案。首先,用户向无线传感器网络的组网络广播其签名信息,但不广播签名信息中点的纵坐标;然后,组网络中的高能量节点依据点的横坐标和椭圆曲线方程计算得出纵坐标,并将其广播给组内的一般节点,同时利用vBNN-IBS数字签名对用户广播的签名信息进行认证,并转播有效的签名信息;最后,组网络内的一般节点收到纵坐标后,利用椭圆曲线方程验证其有效性和正确性,同时执行和高能节点相同的签名认证过程,并转播有效的签名信息。此外,该方案通过整合立即撤销和自动撤销以最大限度地减小授权撤销列表（ARL）的长度。仿真实验表明,当认证节点收到来自邻居节点的数据包达到一定数目时,该方案的能量耗费和认证总时间比利用WSN中传感器节点间的相互协作来加速vBNN-IBS的签名方案分别减少了41%和66%。     

无线传感器网络中基于节点行为和身份的可信认证

针对无线传感器网络(WSN)开放性和资源受限导致易受外部和内部攻击以及节点失效等问题,提出了一种高效、安全的可信节点间身份认证方案。方案采用基于身份和双线性对理论实现认证密钥协商与更新,通过基于Beta分布的节点行为信誉的管理计算其信任度,利用信任度识别节点是否可信并采用对称密码体制结合信息认证码实现可信节点间认证。方案不仅能防范窃听、注入、重放、拒绝服务等多种外部攻击,而且能够抵御选择性转发、Wormhole攻击、Sinkhole攻击和女巫攻击等内部威胁。与SPINS方案相比,所提方案在同一网络环境下有较长的网络生命期、较小的认证时延、更高的安全性及可扩展性,在无人值守安全性要求较高的WSN领域具有较好的应用价值。     

Prevention of Black Hole Attack in Multicast Routing Protocols for Mobile Ad-Hoc Networks Using a Self-Organized Public Key Infrastructure

ABSTRACT

A mobile ad-hoc network (MANET) is an autonomous system of mobile nodes connected by wireless links in which nodes cooperate by forwarding packets for each other thereby enabling communication beyond direct wireless transmission range. Example applications include battlefield communication, disaster recovery operations, and mobile conferencing. The dynamic nature of ad-hoc networks makes them more vulnerable to security attacks compared with fixed networks. Providing security in mobile ad-hoc networks has been a major issue in recent years. Most of the secure routing protocols proposed by researchers need a centralized authority or a trusted third party to provide authentication. This destroys the self-organizing nature of ad-hoc networks. Black Hole attack is one of the routing attacks that occur in MANETs. In this attack, a malicious node uses the routing protocol to advertise itself as having the shortest path to the node whose packets it wants to intercept. In this article, we propose an enhanced certificate based authentication mechanism, where nodes authenticate each other by issuing certificates to neighboring nodes and generating public key without the need of any online centralized authority. The proposed scheme uses Multicast Ad-hoc On Demand Distance Vector Routing (MAODV) protocol as a support for certification. The effectiveness of our mechanism is illustrated by simulations conducted using network simulator ns-2.     

基于多层区块链的跨域认证方案

针对现有集中式身份认证方式在物联网应用场景下管理成本高、异构信任域之间的证书管理困难以及跨域认证场景下多信任域难以互相信任的问题,提出了一种基于多层区块链的跨域认证方案.使用本地区块链来进行物联网应用场景下分布式的节点管理,使用公共区块链来进行区块链之间的跨链身份认证,设计了跨域认证协议.针对跨域访问时存在的多个管理域相互信任问题,提出了基于信任度评价的委托权益证明(DPOS)来评估节点的可信度.最后对跨域认证方案进行了安全和效率分析,分析表明该方案在保证较好安全性和有效性的基础上,提升了跨域认证的效率.     

Efficient data-forwarding method in delay-tolerant P2P networking for IoT services

These days Internet of Things (IoT), which consists of smart objects such as sensor nodes is the most important technology for providing intelligent services. In the IoT ecosystem, wireless sensor networks deliver collected information from IoT devices to a server via sink nodes, and IoT services are provided by peer-to-peer (P2P) networking between the server and the IoT devices. Particularly, IoT applications with wide service area requires the mobile sink nodes to cover the service area. To employ mobile sink nodes, the network adopts delay-tolerant capability by which delay-tolerant nodes try to transmit data when they connect to the mobile sink node in the application service field. However, if the connection status between a IoT device and a mobile sink node is not good, the efficiency of data forwarding will be decreased. In addition, retransmission in bad connection cause high energy consumption for data transmission. Therefore, data forwarding in the delay-tolerant based services needs to take the connection status into account. The proposed method predicts the connection status using naïve Bayesian classifier and determines whether the delay tolerant node transmits data to the mobile sink node or not. Furthermore, the efficiency of the proposed method was validated through extensive computer simulations.