基于PUF的轻量级雾辅助物联网认证协议

雾计算将云计算的功能扩展到网络边缘,是各类物联网应用的最佳解决方案.但是雾计算独特的特性给雾辅助的物联网也带来了新的安全性问题,特别是物联网设备与雾节点之间的认证问题.在雾辅助的物联网中,一些雾节点和物联网设备是部署在公共场所,这使得它们更容易受到各种攻击.因此,为雾辅助的物联网系统设计认证协议首先应确保安全性,即认证协议能够抵抗各种已知的攻击,特别是在雾节点不完全可信或者物联网设备被捕获时也应该是安全的.其次,认证协议应该是低延迟的,低延迟是雾计算的基本特征.最后,由于许多物联网设备资源受限,认证协议也应该是轻量级的.为了解决这些问题,本文提出了雾辅助物联网两个场景中的轻量级认证协议.两个协议都采用了物理不可克隆函数这一硬件安全原语,一种实现了物联网设备与雾节点之间的相互认证,另一种实现了远程用户通过雾节点安全访问物联网设备.协议中任何实体均不存储显式的挑战-响应对和其他敏感信息,具备显著安全优势.对两个协议的形式化安全、非形式化安全和性能分析表明,所提出的认证协议不仅在各种已知攻击下具有鲁棒性,且具有较少的计算和通信代价.     

云环境下集合隐私计算

多方保密计算是网络空间安全与隐私保护的关键技术,基于同态加密算法的多方保密计算协议是解决云计算安全的一个重要工具.集合隐私计算是多方保密计算的一个基本问题,具有广泛的应用.现有的集合隐私计算方案多是基于两方的情况,基于多方的方案较少,效率较低,且这些方案都不能扩展到云计算平台.本文首先设计了一种新的编码方案,根据新的编码方案和同态加密算法在云计算环境下构造了一个具有普遍适用性且抗合谋的保密计算集合并集问题解决方案.该方案中的同态加密算法既可以是加法同态又可以是乘法同态的加密算法.本文进一步利用哥德尔编码和ElGamal公钥加密算法构造了一种适用于云计算的高效集合并集计算方案.这些方案还可以对多个集合中的所有数据进行保密排序,并证明这些方案在半诚实模型下是安全的.本文中的方案经过简单改造,也可以保密地计算多个集合的交集.     

基于多叉树的RFID克隆攻击快速检测

为了提高克隆标签检测的准确度和效率,提出了一个基于多叉树的RFID克隆攻击检测方法(MT-CAI).MT-CAI用一个多叉树防碰撞算法来发现不可调解的碰撞,可以高效地发现所有的克隆标签.从性能分析和仿真实验可以看到,MT-CAI不仅能够检测出所有克隆标签,而且其执行时间远小于GREAT的执行时间.MT-CAI方法在检测时间和检测的准确度方面都优于现有的克隆标签检测协议.     

一种轻量级隐私保护的RFID群组证明协议

设计高效安全的群组证明协议有利于RFID(Radio Frequency Identification)系统的广泛应用.本文提出了一种轻量级隐私保护的RFID群组证明协议LPGP(Lightweight Privacy-Preserving Grouping Proof),LPGP协议只使用计算复杂度比较小的伪随机发生器和散列运算来提高协议的运行效率,并且LPGP协议具有认证性、隐私性和可证明安全性,满足了RFID系统群组证明协议的安全性要求.与现有的群组证明协议相比,LPGP协议的标签只需较小的计算复杂度和存储空间,具有较高的效率.     

同态加密方案及安全两点直线计算协议

近年来,安全多方计算一直是密码领域的一个研究热点,保密几何计算是其一个重要分支.过两私有点坐标安全地计算一条直线问题在空间信息安全方面有重要应用前景.本文首先提出一个由加密方计算（或选取）加密底数的Paillier变体同态加密方案,并证明了其在标准模型下对适应性选择明文攻击（adaptive chosen-plaintext attack,CPA）是安全的.然后在半诚实模型下,基于该变体同态加密方案设计了一个能够安全计算过两私有点直线的协议.还可以将此协议推广应用到那些可以归约为安全计算两私有点坐标差商的所有安全多方几何计算问题,从而解决了原有的基于同态加密体制的安全两方计算协议存在的信息泄露问题.