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面向车联网的轻量级认证方案研究
| 论文题名： | 面向车联网的轻量级认证方案研究 |
| 关键词： | 车联网;轻量级认证;双向匿名认证协议;动态更新机制;BAN逻辑证明 |
| 摘要： | 车联网作为下一代交通系统在全球范围内被广泛采用，网络中的车辆之间可以通过开放的无线信道交换道路状态、交通事故和位置共享等多种信息，消息的完整性、真实性至关重要。车辆常处于不受保护的环境下，极易遭受网络攻击。因此，如何保证车联网的通信安全是车联网系统面临的关键问题之一。本文围绕轻量级身份验证协议的设计与分析展开了研究，具体如下： 1.针对车辆秘密存储数据容易受到侧信道攻击的威胁，提出一个基于BS-PUF的轻量级双因子车联网双向匿名认证协议。方案使用随机假名来实现身份信息隐私保护，基于椭圆曲线构造认证协议,有效降低车联网节点计算量，实现轻量化、低时延认证。采用BS-PUF不仅减少敏感信息存储，还可抵御侧信道攻击。采用动态更新机制进一步提高口令安全性。采用BAN逻辑证明了协议的正确性，基于eCK模型证明了协议的安全性，并通过仿真实验评估了协议的性能。分析结果表明，本文提出的协议满足车联网认证协议的安全性及性能需求，且能有效保护用户身份隐私。 2.针对车辆实际环境下轻量化认证和多种密钥协商需求，提出一个基于区块链的轻量级多令牌双向匿名认证协议。方案通过区块链的分散存储机制实现系统身份认证的去中心化，提高了认证的灵活性。基于椭圆曲线生成随机假名，有效保护了用户身份隐私。生成车辆会话密钥时融合了时敏令牌和多项式令牌机制，进一步提高了会话密钥安全性。采用BAN逻辑证明了协议的正确性及非形式化证明了协议的安全性，并通过仿真实验评估了协议的性能。分析结果表明，本文方案具有良好的安全性和实用性。 |
| 作者： | 张礼华 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 周由胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆邮电大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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