基于不同系統(tǒng)參數(shù)的異構(gòu)簽密算法及其在5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-26 06:09
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外信息泄露事件頻發(fā)。在嚴(yán)峻的安全形勢(shì)下,保證信息的安全傳輸顯得十分重要。對(duì)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行簽名和加密可以保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性和不可偽造性。簽密能夠在一個(gè)邏輯步驟內(nèi)完成數(shù)據(jù)的簽名和加密。傳統(tǒng)公鑰密碼體制(PKI)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。無(wú)證書(shū)公鑰密碼體制(CLC)由于不存在證書(shū)管理和密鑰托管問(wèn)題成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。本文利用了雙線(xiàn)性對(duì)的相關(guān)知識(shí),定義了傳統(tǒng)公鑰密碼體制和無(wú)證書(shū)密碼體制之間使用不同系統(tǒng)參數(shù)的異構(gòu)簽密算法的通用模型和安全模型。并在通用模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩個(gè)密碼體制之間的簽密算法,且在隨機(jī)預(yù)言模型中利用離散對(duì)數(shù)問(wèn)題(DLP)和決策Diffie-Hellman問(wèn)題(DDHP)證明了我們?cè)O(shè)計(jì)的簽密算法能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和不可偽造性。而且簽密算法還能在臨時(shí)會(huì)話(huà)密鑰丟失的情況下保證傳輸數(shù)據(jù)的安全。在安全性和計(jì)算量方面與現(xiàn)有相關(guān)算法進(jìn)行對(duì)比,我們?cè)O(shè)計(jì)的算法均存在一定的優(yōu)勢(shì)。5G網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展為未來(lái)廣闊應(yīng)用和服務(wù)帶來(lái)了更多的可能,網(wǎng)絡(luò)切片是5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多樣性和應(yīng)用的一項(xiàng)重要技術(shù)。本文通過(guò)研究和分析5G網(wǎng)絡(luò)切片的架構(gòu),發(fā)現(xiàn)其存在不同切片間安全通信的問(wèn)題,5G網(wǎng)絡(luò)切片根據(jù)切片自身的物...
【文章來(lái)源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:52 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖4.2?5G網(wǎng)絡(luò)切片創(chuàng)建過(guò)程??4.2.2?5G網(wǎng)絡(luò)切片的安全??
?第4章基于異構(gòu)簽密的5G網(wǎng)絡(luò)安全通信方案???MN?slicing?WBAN?slicing^^^^??+?"f??ID?Partial?ID?Private??Keys?Key??S?:?’??M?Pfesr??with?parameter?1?with?parameter〗??圖4.3?5G網(wǎng)絡(luò)切片之間的通信模型??如圖4.3描述了?5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(MN)切片和5G無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)絡(luò)(WBAN)切??片之間的通信模型。通信模型中包含四種實(shí)體:??(1)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(MobileNetwork)切片中的用戶(hù),該用戶(hù)將部署無(wú)證書(shū)密碼??體制(CLC)。??(2)?5G無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)絡(luò)(WBAN)切片中的服務(wù)系統(tǒng)在傳統(tǒng)公鑰密碼(PKI)環(huán)??境中。??(3)無(wú)證書(shū)密碼體制中的密鑰生成中心(KGC)。負(fù)責(zé)驗(yàn)證CLC環(huán)境中用戶(hù)的??身份,并為用戶(hù)生成部分公鑰和部分私鑰。??(4)傳統(tǒng)公鑰密碼體制中的證書(shū)頒發(fā)機(jī)構(gòu)(CA)。負(fù)責(zé)驗(yàn)證PKI環(huán)境中的用戶(hù)??身份,并幫助用戶(hù)計(jì)算公私鑰。??重要的是,5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切片和WABN網(wǎng)絡(luò)切片使用不同的密碼系統(tǒng)時(shí)將使??用不同的系統(tǒng)參數(shù)。利用本文提出的基于不同系統(tǒng)參數(shù)的異構(gòu)簽密算法,可以實(shí)??現(xiàn)了用戶(hù)傳輸信息的機(jī)密性、完整性、不可偽造性。??4.3.2基于異構(gòu)簽密的5G網(wǎng)絡(luò)安全通信方案??基于異構(gòu)簽密的5G網(wǎng)絡(luò)安全通信方案包括以下三個(gè)環(huán)節(jié):??1)初始化:??初始化環(huán)節(jié)主要是設(shè)置系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)和加載系統(tǒng)需要的有關(guān)數(shù)據(jù),??并將系統(tǒng)參數(shù)向相應(yīng)的用戶(hù)公開(kāi)。??2)用戶(hù)注冊(cè)并生成密鑰:??用戶(hù)注冊(cè)并生成密鑰環(huán)節(jié)主要是完成用戶(hù)身份的驗(yàn)證,驗(yàn)證身份合法的??用戶(hù)將通過(guò)
?第4章基于異構(gòu)簽密的5G網(wǎng)絡(luò)安全通信方案???4.6方案實(shí)現(xiàn)??斯坦福大學(xué)的研究人員用C語(yǔ)言編寫(xiě)開(kāi)發(fā)的PBC(Pairing-based?cryptography??library)庫(kù)方便了利用雙線(xiàn)性對(duì)構(gòu)造密碼算法的研究人員代碼實(shí)現(xiàn)。PBC庫(kù)可以??免費(fèi)移植,它提供了一個(gè)抽象的接口。使得開(kāi)發(fā)人員在編碼時(shí)不需要考慮雙線(xiàn)性??對(duì)的數(shù)學(xué)知識(shí)具體實(shí)現(xiàn)。GMP庫(kù)是一個(gè)任意精度的算術(shù)庫(kù),支持帶符號(hào)整數(shù)、??有理數(shù)甚至是浮點(diǎn)數(shù)的計(jì)算。GMP?(GUN?multiple?precision?library)庫(kù)是PBC庫(kù)??實(shí)現(xiàn)的基矗本文使用python編碼,借助PBC庫(kù)利用pypbc包實(shí)現(xiàn)基于不同系??統(tǒng)參數(shù)的異構(gòu)簽密通信方案。??如圖4.4所示是PKI環(huán)境下的發(fā)送者簽密數(shù)據(jù)發(fā)送給CLC環(huán)境下的接收者??的過(guò)程。??ca艦化?%舶??:系?|系??統(tǒng)?統(tǒng)??參?窆??丨數(shù)?數(shù)??????I?..?.?W?、??——?jiǎng)菝荑生成丨?:密鑰生成?刃??..崎—?????…—部…"??私?CT?C??PKI環(huán)境下?鑰?f?^??|的發(fā)送者?t?,鑰?環(huán)^的接??▲接?▲發(fā)…??呸?I?送???_■???”.-??者?者??1公?1公??鑰?鑰??圖4.4?PK丨用戶(hù)簽密過(guò)程??將圖4.5中的需要傳遞的消息簽密后得到相應(yīng)的密文。接收者在得到密文后??將解密恢復(fù)得到正確的消息,解簽密的結(jié)果如圖4.6所示。??huang,?blood?pressure:120/70?nnHG|??圖4.5?PK1用戶(hù)需要傳輸?shù)南??37??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]車(chē)輛身份多源融合認(rèn)證技術(shù)[J]. 方萬(wàn)勝,黃金,金濤,蔣虎. 中國(guó)科技信息. 2020(01)
[2]基于PKI體系的電力監(jiān)控系統(tǒng)的安全研究[J]. 劉云久,徐丹,孫超. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2019(11)
[3]從演化密碼到量子人工智能密碼綜述[J]. 王寶楠,胡風(fēng),張煥國(guó),王潮. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2019(10)
[4]5G網(wǎng)絡(luò)切片安全技術(shù)與發(fā)展分析[J]. 袁琦. 移動(dòng)通信. 2019(10)
[5]一種基于PKI的能源信息系統(tǒng)多渠道統(tǒng)一身份認(rèn)證方法[J]. 湯陽(yáng),張翼英,何業(yè)慎,王聰,雷明. 電信科學(xué). 2019(06)
[6]PKI技術(shù)在電子政務(wù)中的研究與應(yīng)用[J]. 宋瀟瀟. 電子元器件與信息技術(shù). 2019(03)
[7]可證安全的高效無(wú)證書(shū)聚合簽名方案[J]. 曹素珍,郎曉麗,劉祥震,王斐. 信息網(wǎng)絡(luò)安全. 2019(01)
[8]PKI在稅務(wù)系統(tǒng)電子政務(wù)中的應(yīng)用研究[J]. 殷琴. 納稅. 2018(36)
[9]云環(huán)境中基于身份認(rèn)證密碼體制的密鑰管理問(wèn)題研究[J]. 耿貞偉. 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通. 2018(12)
[10]基于DNA核酶的分子加密系統(tǒng)[J]. 李一凡,吳燃峰,楊靜,張成. 信息網(wǎng)絡(luò)安全. 2017(06)
博士論文
[1]移動(dòng)醫(yī)療環(huán)境下數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)研究[D]. 高改梅.太原理工大學(xué) 2019
[2]混合簽密及其可證明安全性理論研究[D]. 俞惠芳.陜西師范大學(xué) 2015
[3]基于雙線(xiàn)性對(duì)的簽密和密鑰協(xié)商方案研究[D]. 羅銘.東北大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于Android平臺(tái)的移動(dòng)支付安全技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 羅子強(qiáng).廣東工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于身份的可檢測(cè)明文加密及其在移動(dòng)電子商務(wù)中的應(yīng)用[D]. 姚瑤.湖北工業(yè)大學(xué) 2018
[3]無(wú)人機(jī)MANET網(wǎng)絡(luò)密鑰管理研究[D]. 程志強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2018
[4]基于生物身份的加密方案研究[D]. 閆斌.杭州電子科技大學(xué) 2018
[5]基于虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的警務(wù)安全接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 莊爍桂.吉林大學(xué) 2015
本文編號(hào):3052169
【文章來(lái)源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:52 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖4.2?5G網(wǎng)絡(luò)切片創(chuàng)建過(guò)程??4.2.2?5G網(wǎng)絡(luò)切片的安全??
?第4章基于異構(gòu)簽密的5G網(wǎng)絡(luò)安全通信方案???MN?slicing?WBAN?slicing^^^^??+?"f??ID?Partial?ID?Private??Keys?Key??S?:?’??M?Pfesr??with?parameter?1?with?parameter〗??圖4.3?5G網(wǎng)絡(luò)切片之間的通信模型??如圖4.3描述了?5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(MN)切片和5G無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)絡(luò)(WBAN)切??片之間的通信模型。通信模型中包含四種實(shí)體:??(1)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(MobileNetwork)切片中的用戶(hù),該用戶(hù)將部署無(wú)證書(shū)密碼??體制(CLC)。??(2)?5G無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)絡(luò)(WBAN)切片中的服務(wù)系統(tǒng)在傳統(tǒng)公鑰密碼(PKI)環(huán)??境中。??(3)無(wú)證書(shū)密碼體制中的密鑰生成中心(KGC)。負(fù)責(zé)驗(yàn)證CLC環(huán)境中用戶(hù)的??身份,并為用戶(hù)生成部分公鑰和部分私鑰。??(4)傳統(tǒng)公鑰密碼體制中的證書(shū)頒發(fā)機(jī)構(gòu)(CA)。負(fù)責(zé)驗(yàn)證PKI環(huán)境中的用戶(hù)??身份,并幫助用戶(hù)計(jì)算公私鑰。??重要的是,5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切片和WABN網(wǎng)絡(luò)切片使用不同的密碼系統(tǒng)時(shí)將使??用不同的系統(tǒng)參數(shù)。利用本文提出的基于不同系統(tǒng)參數(shù)的異構(gòu)簽密算法,可以實(shí)??現(xiàn)了用戶(hù)傳輸信息的機(jī)密性、完整性、不可偽造性。??4.3.2基于異構(gòu)簽密的5G網(wǎng)絡(luò)安全通信方案??基于異構(gòu)簽密的5G網(wǎng)絡(luò)安全通信方案包括以下三個(gè)環(huán)節(jié):??1)初始化:??初始化環(huán)節(jié)主要是設(shè)置系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)和加載系統(tǒng)需要的有關(guān)數(shù)據(jù),??并將系統(tǒng)參數(shù)向相應(yīng)的用戶(hù)公開(kāi)。??2)用戶(hù)注冊(cè)并生成密鑰:??用戶(hù)注冊(cè)并生成密鑰環(huán)節(jié)主要是完成用戶(hù)身份的驗(yàn)證,驗(yàn)證身份合法的??用戶(hù)將通過(guò)
?第4章基于異構(gòu)簽密的5G網(wǎng)絡(luò)安全通信方案???4.6方案實(shí)現(xiàn)??斯坦福大學(xué)的研究人員用C語(yǔ)言編寫(xiě)開(kāi)發(fā)的PBC(Pairing-based?cryptography??library)庫(kù)方便了利用雙線(xiàn)性對(duì)構(gòu)造密碼算法的研究人員代碼實(shí)現(xiàn)。PBC庫(kù)可以??免費(fèi)移植,它提供了一個(gè)抽象的接口。使得開(kāi)發(fā)人員在編碼時(shí)不需要考慮雙線(xiàn)性??對(duì)的數(shù)學(xué)知識(shí)具體實(shí)現(xiàn)。GMP庫(kù)是一個(gè)任意精度的算術(shù)庫(kù),支持帶符號(hào)整數(shù)、??有理數(shù)甚至是浮點(diǎn)數(shù)的計(jì)算。GMP?(GUN?multiple?precision?library)庫(kù)是PBC庫(kù)??實(shí)現(xiàn)的基矗本文使用python編碼,借助PBC庫(kù)利用pypbc包實(shí)現(xiàn)基于不同系??統(tǒng)參數(shù)的異構(gòu)簽密通信方案。??如圖4.4所示是PKI環(huán)境下的發(fā)送者簽密數(shù)據(jù)發(fā)送給CLC環(huán)境下的接收者??的過(guò)程。??ca艦化?%舶??:系?|系??統(tǒng)?統(tǒng)??參?窆??丨數(shù)?數(shù)??????I?..?.?W?、??——?jiǎng)菝荑生成丨?:密鑰生成?刃??..崎—?????…—部…"??私?CT?C??PKI環(huán)境下?鑰?f?^??|的發(fā)送者?t?,鑰?環(huán)^的接??▲接?▲發(fā)…??呸?I?送???_■???”.-??者?者??1公?1公??鑰?鑰??圖4.4?PK丨用戶(hù)簽密過(guò)程??將圖4.5中的需要傳遞的消息簽密后得到相應(yīng)的密文。接收者在得到密文后??將解密恢復(fù)得到正確的消息,解簽密的結(jié)果如圖4.6所示。??huang,?blood?pressure:120/70?nnHG|??圖4.5?PK1用戶(hù)需要傳輸?shù)南??37??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]車(chē)輛身份多源融合認(rèn)證技術(shù)[J]. 方萬(wàn)勝,黃金,金濤,蔣虎. 中國(guó)科技信息. 2020(01)
[2]基于PKI體系的電力監(jiān)控系統(tǒng)的安全研究[J]. 劉云久,徐丹,孫超. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2019(11)
[3]從演化密碼到量子人工智能密碼綜述[J]. 王寶楠,胡風(fēng),張煥國(guó),王潮. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2019(10)
[4]5G網(wǎng)絡(luò)切片安全技術(shù)與發(fā)展分析[J]. 袁琦. 移動(dòng)通信. 2019(10)
[5]一種基于PKI的能源信息系統(tǒng)多渠道統(tǒng)一身份認(rèn)證方法[J]. 湯陽(yáng),張翼英,何業(yè)慎,王聰,雷明. 電信科學(xué). 2019(06)
[6]PKI技術(shù)在電子政務(wù)中的研究與應(yīng)用[J]. 宋瀟瀟. 電子元器件與信息技術(shù). 2019(03)
[7]可證安全的高效無(wú)證書(shū)聚合簽名方案[J]. 曹素珍,郎曉麗,劉祥震,王斐. 信息網(wǎng)絡(luò)安全. 2019(01)
[8]PKI在稅務(wù)系統(tǒng)電子政務(wù)中的應(yīng)用研究[J]. 殷琴. 納稅. 2018(36)
[9]云環(huán)境中基于身份認(rèn)證密碼體制的密鑰管理問(wèn)題研究[J]. 耿貞偉. 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通. 2018(12)
[10]基于DNA核酶的分子加密系統(tǒng)[J]. 李一凡,吳燃峰,楊靜,張成. 信息網(wǎng)絡(luò)安全. 2017(06)
博士論文
[1]移動(dòng)醫(yī)療環(huán)境下數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)研究[D]. 高改梅.太原理工大學(xué) 2019
[2]混合簽密及其可證明安全性理論研究[D]. 俞惠芳.陜西師范大學(xué) 2015
[3]基于雙線(xiàn)性對(duì)的簽密和密鑰協(xié)商方案研究[D]. 羅銘.東北大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于Android平臺(tái)的移動(dòng)支付安全技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 羅子強(qiáng).廣東工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于身份的可檢測(cè)明文加密及其在移動(dòng)電子商務(wù)中的應(yīng)用[D]. 姚瑤.湖北工業(yè)大學(xué) 2018
[3]無(wú)人機(jī)MANET網(wǎng)絡(luò)密鑰管理研究[D]. 程志強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2018
[4]基于生物身份的加密方案研究[D]. 閆斌.杭州電子科技大學(xué) 2018
[5]基于虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的警務(wù)安全接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 莊爍桂.吉林大學(xué) 2015
本文編號(hào):3052169
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