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专利号: 2021101294303
申请人: 华中师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种雾计算环境中的安全认证通信方法,其特征在于,所述雾计算环境中的安全认证通信方法包括:可信的注册中心选择公共参数,为每个雾区选择一个标识;

基于雾区选择的标识,注册中心为每一个物联网设备选择唯一的身份和一个动态身份;并在物联网设备中存储信息;

同时,注册中心为每个雾节点选择一个唯一的身份和一个动态身份;并在雾节点中存储信息;

所述物联网设备和雾节点之间利用协商的会话钥加密数据进行安全通信;

所述可信的注册中心选择公共参数包括:

注册中心产生一个长期的密钥K,在有限域GF(p)上选择一个度为t的对称三元多项式f(x, y, z),并选择一个安全的密码学上的哈希函数h(·),为每个雾区选择一个标识IDq。

2.如权利要求1所述雾计算环境中的安全认证通信方法,其特征在于,所述物联网设备包括:(1)注册中心为每一个物联网设备选择一个唯一的身份IDs和一个动态身份DIDs;

(2)计算物联网设备的假身份PIDs = h(IDs|| K)和一个多项式份额f(PIDs, IDq, z),其中h(·)表示密码学中的哈希函数;K表示长期的密钥;

(3)用户在物联网设备中存储信息{PIDs, DIDs, f(PIDs, IDq, z),h(·)}。

3.如权利要求2所述雾计算环境中的安全认证通信方法,其特征在于,所述雾节点包括:首先,注册中心为每个雾节点选择一个唯一的身份IDf和一个动态身份DIDf;

其次,计算物联网设备的假身份PIDf = h(IDf|| K)和一个多项式份额f(PIDf, IDq, z),其中h(·)表示密码学中的哈希函数;

最后,在雾节点中存储信息{PIDf, DIDf, f(PIDf, IDq, z), h(·)}。

4.如权利要求3所述雾计算环境中的安全认证通信方法,其特征在于,所述物联网设备和雾节点进行安全通信具体包括:

1)物联网设备产生一个随机数r1和当前时间戳T1,计算M1=PIDs⊕h(DIDs||T1), M2= h(M1|| r1||T1),并将M1、M2、DIDs和T1一起传送给雾节点;

2)雾节点根据接收到消息的当前时间戳T2,判断|T2‑T1|是否小于最大允许的传送时间∆T;

若|T2‑T1|大于等于最大允许的传送时间∆T,则认证过程终止;

若|T2‑T1|小于最大允许的传送时间∆T,则雾节点计算PIDs = M1⊕h(DIDs||T1),并计算多项式的值f(PIDf, IDq, PIDs);

3)雾节点产生一个随机数r2和当前时间戳T3,计算M3=PIDf⊕h(DIDf||T3), M4= h(M3|| r3||T3)  ⊕h(f(PIDf, IDq, PIDs)||M2||T1||T3),会话钥SK= h(f(PIDf, IDq, PIDs)|| M2|| h(M3||r3||T3)||T1||T3), M5= h(PIDf||SK|| T1||T3),将M3、M4、M5、DIDf和T3一起传送给物联网设备;

4)物联网设备根据接收到消息的当前时间戳T4,判断|T4‑T3|是否小于最大允许的传送时间∆T:若|T4‑T3|大于等于最大允许的传送时间∆T,则认证过程终止;

若|T4‑T3|小于最大允许的传送时间∆T,则物联网设备计算PIDf = M3⊕h(DIDf||T3), f(PIDs, IDq, PIDf),所述f(PIDf, IDq, PIDs)= f(PIDs, IDq, PIDf);

物联网设备计算h(M3|| r3||T3) = M4⊕h(f(PIDf, IDq, PIDs)||M2||T1||T3)和会话钥*SK= h(f(PIDs, IDq, PIDf)|| M2|| h(M3|| r3||T3)||T1||T3),计算M5 = h(PIDf||SK|| T1|*|T3),将M5与接收到的M5对比,如果相等,则物联网设备认证雾节点;

5)物联网设备和雾节点之间利用协商的会话钥SK加密数据进行安全通信。

5.如权利要求4所述雾计算环境中的安全认证通信方法,其特征在于,所述进行雾节点和物联网设备的安全认证通信还包括:在完成一次认证会话后,物联网设备和雾节点更新自己的动态身份。

6.一种基于权利要求1所述雾计算环境中的安全认证通信方法的雾计算环境中的安全认证通信系统,其特征在于,所述雾计算环境中的安全认证通信系统包括:云层、雾层和设备层;

所述雾层由许多雾区组成,所述雾区包含多个雾节点;

所述设备层包括多个物联网设备;所述物联网设备归属于所述雾区;

所述物联网设备与归属的雾区中的其中一个节点以无线通信方式传输数据。

7.如权利要求6所述雾计算环境中的安全认证通信系统,其特征在于,所述雾计算环境中的安全认证通信系统还包括:可信的注册中心,用于为新加入的雾节点和物联网设备进行安全注册。

8.一种物联网设备,其特征在于,所述物联网设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1 5~任意一项所述雾计算环境中的安全认证通信方法。

9.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1 5任意一项所述雾计算环境中的安全认证通信方法。

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