發(fā)布時(shí)間：2023-02-10 07:32

　　LoRaWAN協(xié)議是一種低功耗廣域網(wǎng)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)由終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器四部分組成。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,并面向應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)安全方面,原LoRaWAN協(xié)議采用預(yù)配置密鑰AppKey衍生“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與終端通信的網(wǎng)絡(luò)會(huì)話密鑰NkwSKey”、“應(yīng)用服務(wù)器與終端通信的應(yīng)用會(huì)話密鑰AppSKey”的密鑰方案保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全。這種密鑰管理機(jī)制導(dǎo)致會(huì)話密鑰無(wú)法更新、應(yīng)用服務(wù)器不能直接與終端建立會(huì)話密鑰等諸多問(wèn)題。因此,本文旨在提出一種針對(duì)LoRaWAN的密鑰管理方案,提高網(wǎng)絡(luò)安全性,主要工作如下:1.設(shè)計(jì)一種針對(duì)LoRaWAN的矩陣與多密鑰空間密鑰管理方案,主要解決了三方面網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題:該方案能完全遵循LoRaWAN規(guī)定的入網(wǎng)申請(qǐng)及回復(fù)報(bào)文格式完成密鑰協(xié)商,并建立AppSKey及NwkSKey;該方案融合了Blom方案及矩陣和多密鑰空間方案的優(yōu)勢(shì),提高了網(wǎng)絡(luò)生存能力,使得網(wǎng)絡(luò)即使被攻擊者捕獲了大量終端也能保證網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行;該方案通過(guò)引入AppCode及NwkCode兩個(gè)參數(shù),使得應(yīng)用服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器都能獨(dú)立的與終端生成會(huì)話密鑰。分析表明:該方案能夠抵御暴力攻擊、主...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
    1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)
第2章 LoRaWAN安全研究
    2.1 LoRaWAN協(xié)議簡(jiǎn)介及安全設(shè)計(jì)
        2.1.1 LoRaWAN協(xié)議簡(jiǎn)介
        2.1.2 LoRaWAN協(xié)議安全設(shè)計(jì)
    2.2 LoRaWAN安全性分析
        2.2.1 LoRaWAN安全需求分析
        2.2.2 針對(duì)LoRaWAN空中激活接入的安全漏洞分析
        2.2.3針對(duì)LoRaWAN的攻擊實(shí)驗(yàn)
    2.3 LoRaWAN密鑰管理方案研究
        2.3.1 對(duì)稱密碼及非對(duì)稱密碼密鑰管理方案概述
        2.3.2 矩陣密鑰管理方案概述
        2.3.3 基于Dual-Key方案的LoRaWAN密鑰管理方案
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于LoRaWAN的密鑰管理方案設(shè)計(jì)
    3.1 方案概述
    3.2 會(huì)話密鑰生成方案
        3.2.1 符號(hào)說(shuō)明
        3.2.2 密鑰預(yù)配置階段
        3.2.3 密鑰協(xié)商階段
        3.2.4 密鑰生成階段
    3.3 會(huì)話密鑰撤銷/更新方案
        3.3.1 更新周期與WOR技術(shù)
        3.3.2 密鑰更新MAC指令
    3.4 安全性分析
        3.4.1 密鑰空間與抗暴力攻擊
        3.4.2 抗主密鑰攻擊及硬件分析攻擊
        3.4.3 抗LoRa協(xié)議中間人攻擊
        3.4.4 抗入網(wǎng)重放攻擊
        3.4.5 抗ACK重放攻擊
    3.5 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試驗(yàn)證
    4.1 方案實(shí)現(xiàn)概述
    4.2 密鑰管理方案實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 會(huì)話密鑰生成模塊的實(shí)現(xiàn)
        4.2.2 會(huì)話密鑰更新模塊的實(shí)現(xiàn)
    4.3 功能測(cè)試與驗(yàn)證
        4.3.1 驗(yàn)證目標(biāo)
        4.3.2 測(cè)試環(huán)境搭建
        4.3.3 會(huì)話密鑰建立功能測(cè)試
        4.3.4 會(huì)話密鑰撤銷/更新功能測(cè)試
    4.4 性能測(cè)試
        4.4.1 測(cè)試目標(biāo)
        4.4.2 通信開(kāi)銷測(cè)試
        4.4.3 計(jì)算開(kāi)銷測(cè)試
        4.4.4 存儲(chǔ)開(kāi)銷測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果



本文編號(hào)：3739276