本文關鍵詞：基于PUF輕量級認證協(xié)議的分析與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的逐步深入和泛在網(wǎng)絡不斷發(fā)展,安全問題受到人們越來越多的關注。與有線網(wǎng)絡相比,依賴于無線通信的泛在網(wǎng)絡容易受到更多的安全威脅。而泛在網(wǎng)絡的RFID標簽、無線傳感器節(jié)點和智能卡這三個重要組成部分,均采用無線通信的方式,面臨著監(jiān)聽、欺騙、篡改以及跟蹤等威脅,容易引發(fā)用戶隱私泄露和通信安全的問題。這些問題已成為RFID技術發(fā)展的最大瓶頸。我們所提到的紛繁復雜的網(wǎng)絡安全服務,基本上都是基于安全協(xié)議的,由此具備高安全性的安全協(xié)議是保證網(wǎng)絡正常運轉的必要前提。但是,RFID標簽、無線傳感器節(jié)點由于受運算能力、電池容量和存儲空間的限制,使得設計實現(xiàn)安全機制困難重重。與此同時,基于傳統(tǒng)加密手段的認證協(xié)議需要比較大的計算量,不適用于資源有限的物理設備,因此,輕量級的認證技術逐漸成為研究的熱點。本文完成的主要工作如下：1.在分析PUF模型、RFID系統(tǒng)和HB協(xié)議族的基礎上,針對Hammouri等人結合HB、PUF提出的一系列認證協(xié)議,基于Gilbert提出的GRS攻擊模型設計了改進的中間人攻擊方法,證明了PUF-HB協(xié)議沒有防御中間人攻擊的能力。2.針對PUF-HB協(xié)議的漏洞,通過加入非線性函數(shù)的方法設計了PUF-NLHB協(xié)議,并給出具體的硬件實現(xiàn)結構。在隨機oracle模型下通過向噪聲環(huán)境下的學習校驗問題的規(guī)約,證明了新協(xié)議的安全性,分析表明新協(xié)議提供了低功耗、防篡改、可證明的安全性認證。3.在分析HB#協(xié)議和OOV-MIM攻擊的基礎上,針對HB#協(xié)議的缺陷,基于物理不可克隆函數(shù)設計了P-HB#協(xié)議,并給出具體的硬件實現(xiàn)結構。新協(xié)議通過引入輕量級的n-n PUF,提供了低資源占用量的情況下較高的安全性。P-HB#協(xié)議在DET模型下通過向LPN問題的規(guī)約,證明了協(xié)議的安全性,在GRS-MIM和OOV-MIM模型下分析驗證了新協(xié)議具備抵御相應中間人攻擊的能力,提供了低功耗、防篡改、可證明的安全認證。
【關鍵詞】：PUF HB協(xié)議族 中間人攻擊 安全性證明
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.44;TN915.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 緒論11-14
• 1.1 研究的背景與意義11-12
• 1.2 研究的現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的組織結構13-14
• 2 物理不可克隆函數(shù)14-26
• 2.1 PUF的基本原理14
• 2.2 PUF的優(yōu)勢14
• 2.3 PUF的實現(xiàn)14-20
• 2.3.1 非電子PUF15-16
• 2.3.2 模擬電路PUF16
• 2.3.3 數(shù)字電路PUF16-20
• 2.4 PUF特性20-21
• 2.5 PUF基本應用21-25
• 2.5.1 身份認證21-23
• 2.5.2 密鑰生成器23-24
• 2.5.3 可計算函數(shù)24-25
• 2.6 本章小結25-26
• 3 RFID的模型及安全26-40
• 3.1 RFID的基本介紹26-27
• 3.1.1 RFID系統(tǒng)的通信信道26-27
• 3.1.2 通信模型27
• 3.2 RFID分析27-29
• 3.2.1 RFID標簽安全分析27-28
• 3.2.2 RFID受到的攻擊28-29
• 3.2.3 RFID限制性因素29
• 3.3 RFID系統(tǒng)的安全策略29-38
• 3.3.1 物理安全方法30
• 3.3.2 密碼安全方法30-38
• 3.4 協(xié)議安全性評價方法38-39
• 3.5 本章小結39-40
• 4 HB加密算法40-49
• 4.1 LPN問題40-41
• 4.2 HB協(xié)議41-43
• 4.2.1 HB協(xié)議步驟41
• 4.2.2 HB協(xié)議的安全性分析41-43
• 4.3 HB+43-44
• 4.4 HB44-45
• 4.5 PUF-HB45-46
• 4.6 針對PUF-HB類協(xié)議的中間人攻擊方法設計46-48
• 4.7 本章小結48-49
• 5 PUF-NLHB協(xié)議與實現(xiàn)49-55
• 5.1 PUF-NLHB協(xié)議49-50
• 5.2 協(xié)議實現(xiàn)50-51
• 5.3 PUF-NLHB協(xié)議安全性分析與證明51-53
• 5.3.1 應對主動攻擊的安全性證明51-53
• 5.3.2 應對中間人攻擊的安全性分析53
• 5.4 本章小結53-55
• 6 P-HB#協(xié)議與實現(xiàn)55-61
• 6.1 P-HB# 協(xié)議55
• 6.2 電路實現(xiàn)結構55-56
• 6.3 安全性分析與證明56-59
• 6.3.1 DET模型下的安全性證明56-57
• 6.3.2 GRS-MIM模型下的安全性證明57-58
• 6.3.3 應對OOV-MIM攻擊的安全性分析58-59
• 6.4 協(xié)議的安全性比較及性能分析59-60
• 6.5 本章小結60-61
• 7 總結與展望61-62
• 7.1 總結61
• 7.2 研究展望61-62
• 參考文獻62-67
• 個人簡歷、碩士期間發(fā)表的學術論文與研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉宴兵;胡文平;杜江;;基于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡信息安全體系[J];中興通訊技術;2011年01期

  本文關鍵詞：基于PUF輕量級認證協(xié)議的分析與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：387328