混沌映射与中国剩余定理增强的切换认证方案

5G-R作为我国下一代高速铁路移动通信系统,其安全性对于保障高速铁路行车安全至关重要。针对高速铁路5G-R网络切换认证过程易受去同步攻击、不具备前向安全性及计算开销大等问题,提出了一种基于切比雪夫混沌映射与中国剩余定理增强的高速铁路切换认证方案。首先,基于切比雪夫混沌映射半群性,设计通信双方密钥协商机制,实现了切换认证过程中源基站与目标基站之间的双向身份鉴权,能够有效抵抗伪基站和去同步攻击。然后,利用中国剩余定理的秘密共享原理,派生出列车和目标基站的会话密钥,确保了链路计数值NCC在切换时的安全传输,从而克服了切换认证不具备前向安全性的不足。最后,利用BAN逻辑形式化理论和Scyther安全分析工具,分别验证了所提方法的安全性,并与同类协议进行安全性和效率分析。结果表明:所提方案安全性更高,在通信和计算开销等方面较比较方法性能更优,能有效满足5G-R切换认证安全的需求。

基于交换测试粒子的半量子车地认证协商方案

针对下一代高速铁路通信系统车地认证协议中根密钥泄露、通信双方未相互认证、难以抵抗拒绝服务攻击等问题,提出了一种基于交换测试粒子的半量子车地认证协商方案.首先采用半量子密钥分配方法对量子比特制备和测量生成安全会话密钥,解决了根密钥泄露问题.然后引入网络身份认证的交换测试粒子,利用量子力学密码技术实现通信双方共享秘密的一种强相互认证,可抵抗中间人攻击、拒绝服务攻击.最后利用基于信念的模态逻辑进行理论安全性验证和Scyther安全分析工具实验验证.结果表明:所提方法具有更高的安全性和更低的计算开销,能满足下一代铁路无线通信系统车地认证安全性和实时性的需求.