本文關(guān)鍵詞：用于無(wú)線電能傳輸?shù)目诹钫J(rèn)證密鑰協(xié)商方案的研究

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【摘要】：傳統(tǒng)充電方式雖然充電效率高,但是不同的電子產(chǎn)品接口可能不一致,而且攜帶不便甚至有可能漏電;無(wú)線電能傳輸(WPT,Wireless Power Transfer)技術(shù)可完全克服上述問(wèn)題。在一些無(wú)線電能傳輸?shù)膶?shí)際應(yīng)用中需要對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證,WPT的安全認(rèn)證是其商業(yè)化推廣的前提,因此對(duì)WPT中的認(rèn)證技術(shù)進(jìn)行研究是很必要的。目前WPT的研究主要集中在距離、功率、效率和多源多用戶等方面。認(rèn)證密鑰協(xié)商方案是使得系統(tǒng)能夠識(shí)別用戶的真實(shí)身份并為認(rèn)證雙方建立一個(gè)共有的會(huì)話密鑰。所以本文針對(duì)認(rèn)證技術(shù)進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的工作:一、建立WPT用戶的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)(IDS-WPT,Identification system for WPT),主要包括用戶標(biāo)識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)方面。改變了傳統(tǒng)的固定方式的單一供電方式,滿足智能電網(wǎng)(Smart Grid)中移動(dòng)用戶的用電需求。用戶標(biāo)識(shí):分析了現(xiàn)有用戶標(biāo)識(shí)的缺陷,針對(duì)WPT用戶標(biāo)識(shí)的安全需求,設(shè)計(jì)了新的用戶標(biāo)識(shí)。該標(biāo)識(shí)具有唯一性、獨(dú)立性、簡(jiǎn)單性同時(shí)具有一定的擴(kuò)展性。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì):建立了分層的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu),并對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行了設(shè)計(jì)。所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)不僅具有較高的查找和更新效率而且具有較低的存儲(chǔ)開銷。通過(guò)對(duì)認(rèn)證過(guò)程中數(shù)據(jù)庫(kù)所消耗的帶寬進(jìn)行分析可知所設(shè)計(jì)的IDS-WPT系統(tǒng)可滿足實(shí)際應(yīng)用。二、漫游用戶的認(rèn)證密鑰協(xié)商認(rèn)證方案:通過(guò)對(duì)Shin、Lee、王穎等人的漫游用戶口令認(rèn)證方案的深入研究,并針對(duì)WPT中用戶認(rèn)證所需要的高安全性,用戶友好性和低認(rèn)證消耗等要求,結(jié)合Lee和王穎的方案對(duì)Shin方案進(jìn)行了基于對(duì)稱加密、RSA、散列函數(shù)的匿名認(rèn)證方案改進(jìn)。論文不僅對(duì)改進(jìn)方案與現(xiàn)有方案進(jìn)行安全性證明,而且對(duì)時(shí)間復(fù)雜度和通信消耗等性能進(jìn)行了仿真對(duì)比。結(jié)果表明改進(jìn)方案在安全性上有很大的提高;時(shí)間復(fù)雜度和通信消耗均優(yōu)于Lee和王穎方案,適于無(wú)線電能傳輸中移動(dòng)用戶的認(rèn)證。三、本地用戶的認(rèn)證密鑰協(xié)商認(rèn)證方案:通過(guò)分析研究Sonwanshi等人、Shin等人和Youngil等人的認(rèn)證方案,提出了一種基于散列函數(shù)滿足抗扮演攻擊、離線口令猜測(cè)攻擊、用戶匿名性的改進(jìn)方案,并進(jìn)行了詳細(xì)的性能仿真,結(jié)果表明相比原方案在S?Ui的通信消耗降低了43%,整體的通信消耗降低了30%,且實(shí)現(xiàn)了高性能的安全需求。本文首先設(shè)計(jì)了WPT的用戶標(biāo)識(shí)和相應(yīng)的解析系統(tǒng),并針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了帶寬消耗分析;其次,針對(duì)漫游和本地兩種環(huán)境,提出了改進(jìn)的用戶認(rèn)證方案,結(jié)果表明了改進(jìn)方案具有更好的性能,是一個(gè)更安全的實(shí)用認(rèn)證系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線電能傳輸 哈希函數(shù) 離散對(duì)數(shù) 密鑰協(xié)商 標(biāo)識(shí)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM724;TN918.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4 論文的章節(jié)安排14-15
• 2 身份認(rèn)證和密碼學(xué)基礎(chǔ)15-24
• 2.1 身份認(rèn)證協(xié)議設(shè)計(jì)的基本原則15-16
• 2.2 攻擊模型16-18
• 2.3 密鑰協(xié)商協(xié)議的概念18-19
• 2.4 密碼學(xué)知識(shí)19-23
• 2.4.1 密碼體制19-20
• 2.4.2 離散對(duì)數(shù)20-21
• 2.4.3 橢圓曲線加密(Elliptic Curve Cryptography,ECC)21-22
• 2.4.4 Hash函數(shù)22-23
• 2.5 本章總結(jié)23-24
• 3 無(wú)線電能傳輸用戶的標(biāo)識(shí)框架設(shè)計(jì)24-36
• 3.1 標(biāo)識(shí)組成24-29
• 3.1.1 現(xiàn)有標(biāo)識(shí)24-26
• 3.1.2 無(wú)線電能傳輸標(biāo)識(shí)26-29
• 3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)29-31
• 3.2.1 現(xiàn)有標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)29-30
• 3.2.2 無(wú)線電能傳輸認(rèn)證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)30-31
• 3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)和標(biāo)識(shí)解析31-34
• 3.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)內(nèi)容設(shè)計(jì)和標(biāo)識(shí)解析31-34
• 3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)帶寬分析34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 漫游匿名用戶認(rèn)證方案的研究36-53
• 4.1 引言36-37
• 4.2 Shin等人方案的回顧和安全分析37-43
• 4.2.1 協(xié)議回顧37-41
• 4.2.2 Shin方案的安全性分析41-43
• 4.3 改進(jìn)方案和安全性分析43-51
• 4.3.1 改進(jìn)方案43-47
• 4.3.2 安全分析47-49
• 4.3.3 性能分析49-51
• 4.4 本章總結(jié)51-53
• 5 本地單服務(wù)器匿名認(rèn)證53-64
• 5.1 引言53-54
• 5.2 Sonwanshi等人協(xié)議的安全性分析54-57
• 5.2.1 Sonwanshi等人協(xié)議的描述54-55
• 5.2.2 Sonwanshi等人協(xié)議的安全性分析55-57
• 5.3 改進(jìn)方案57-61
• 5.3.1 改進(jìn)協(xié)議的描述57-58
• 5.3.2 改進(jìn)協(xié)議的安全性分析58-60
• 5.3.3 改進(jìn)協(xié)議的性能分析60-61
• 5.4 本地用戶認(rèn)證的實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.5 本章總結(jié)63-64
• 6 總結(jié)和展望64-66
• 6.1 本文總結(jié)64-65
• 6.2 后續(xù)研究工作展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與參與項(xiàng)目71

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